本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言涉及一种自清洁抑菌聚合物复合材料及其制备方法。
背景技术：
高分子基自清洁材料色彩丰富，形状灵活多变，安全可靠，正逐步替代传统材料，是国家极力倡导推广的材料。例如，自清洁空调被认为是未来空调器发展的方向，既能省下拆机的麻烦，还能给使用者带来很大的方便。自清洁空调可以分为两个部分，一是通过蒸发器的结霜来瓦解灰尘污垢，然后通过凝水技术冲洗蒸发器实现自清洁目的；二是对空调出风口的塑料材质进行改性和结构设计，实现自清洁和抑菌的效果，防止细菌的滋生。目前，绝大多数的空调对蒸发器的自清洁进行了大量研发工作，对空调出风口材料的自清洁性能研究偏少，而空调出风口对于空调输出健康的空气极为关键。
目前，空调出风口的材质一般为聚丙烯等热塑性塑料，由于受到冷风和室外热空气的影响，出风口的塑料容易凝结水并粘附灰尘和滋生细菌，吹出的风对人体健康不利。除了空调出风口的塑料结构和形状设计问题外，本质原因是塑料本身自清洁能力差以及抑菌效果不足。
技术实现要素：
本发明提供了一种自清洁抑菌聚合物复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自清洁抑菌聚合物复合材料，包括以下质量份数配方成分：
热塑性树脂50-90份、纳米二氧化钛2-25份、纳米二氧化硅1-20份、硅纳米乳液1-10份、硅烷2-12份。
纳米二氧化钛是良好的光催化抑菌剂，纳米二氧化钛与纳米二氧化硅结合，有助于提升复合材料的抑菌性，发明人利用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、硅纳米乳液、硅烷来改性热塑性树脂，制备兼具自清洁和抑菌性能的复合材料。
优选地，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、氯化聚乙烯中的一种或几种组合；
所述纳米二氧化钛的粒径为10-50nm；
所述纳米二氧化硅的粒径为10-100nm；
所述硅烷为甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、全氟癸基三氯硅烷中的一种或几种组合。
优选地，复合材料包括以下质量份数配方成分：
聚丙烯82份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅5份、硅纳米乳液3份、甲基三氯硅烷3份。
优选地，复合材料包括以下质量份数配方成分：
聚乙烯72份、纳米二氧化钛15份、纳米二氧化硅7份、硅纳米乳液2份、三甲基氯硅烷4份。
优选地，复合材料包括以下质量份数配方成分：
聚氯乙烯59份、纳米二氧化钛20份、纳米二氧化硅14份、硅纳米乳液4份、三甲基氯硅烷10份。
本发明还提供一种自清洁抑菌聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：称取纳米二氧化硅、硅纳米乳液和硅烷，加入搅拌机混合均匀；
s2：将纳米二氧化钛加入搅拌机，搅拌分散3-5min，控制温度为50-80℃；
s3：将热塑性树脂加入搅拌机，低速搅拌3-5min，高速搅拌5-8min，控制温度为80-110℃，下料并挤出造粒，即可。
发明人选取具有粗糙结构和低表面能的含氟、硅的配方成分通过熔融造粒来改性热塑性树脂，制备具有耐久超疏水复合材料。由于复合材料具有超疏水性质，凝结的水珠很快汇集流走，不会粘附在热塑性树脂表面，大大降低了灰尘的粘附。复合材料具有较大的接触角和较小的滚动角，加之良好的抑菌性质可广泛应用于空调出风口等塑料制品。
优选地，所述步骤s1和步骤s2中搅拌机转速为300-800rad/min。
优选地，所述步骤s3中，低速搅拌转速为100-300rad/min，高速搅拌转速为500-1000rad/min。
本发明的有益效果是：
1、利用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、硅纳米乳液、硅烷来改性热塑性树脂，制备兼具自清洁、抑菌性能、超疏水性质的复合材料，由于复合材料具有超疏水性质，凝结的水珠很快汇集流走，不会粘附在热塑性树脂表面，大大降低了灰尘的粘附。
2、复合材料具有较大的接触角和较小的滚动角，加之良好的抑菌性质可广泛应用于空调出风口等塑料制品。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种自清洁抑菌聚合物复合材料，包括以下质量份数配方成分：
聚丙烯82份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅5份、硅纳米乳液3份、甲基三氯硅烷3份。
所述一种自清洁抑菌聚合物复合材料的制备方法如下：
s1：称取纳米二氧化硅、硅纳米乳液和甲基三氯硅烷，加入搅拌机混合均匀，搅拌机转速为300rad/min；
s2：将纳米二氧化钛加入搅拌机，搅拌机转速为300rad/min，搅拌分散5min，控制温度为50℃；
s3：将聚丙烯加入搅拌机，低速搅拌，转速为100rad/min，搅拌5min，高速搅拌，转速为500rad/min，搅拌8min，控制温度为80℃，下料并挤出造粒，即可。
经过测试，本实施例制备的复合材料的接触角为148°，滚动角为11°，抑菌和抗菌等级为2级。
实施例二：
一种自清洁抑菌聚合物复合材料，包括以下质量份数配方成分：
聚乙烯72份、纳米二氧化钛15份、纳米二氧化硅7份、硅纳米乳液2份、三甲基氯硅烷4份。
所述一种自清洁抑菌聚合物复合材料的制备方法如下：
s1：称取纳米二氧化硅、硅纳米乳液和三甲基氯硅烷，加入搅拌机混合均匀，搅拌机转速为500rad/min；
s2：将纳米二氧化钛加入搅拌机，搅拌机转速为500rad/min，搅拌分散4min，控制温度为70℃；
s3：将聚乙烯加入搅拌机，低速搅拌，转速为200rad/min，搅拌4min，高速搅拌，转速为700rad/min，搅拌7min，控制温度为90℃，下料并挤出造粒，即可。
经过测试，本实施例制备的复合材料的接触角为158°，滚动角为9°，抑菌和抗菌等级为1级。
实施例三：
一种自清洁抑菌聚合物复合材料，包括以下质量份数配方成分：
聚氯乙烯59份、纳米二氧化钛20份、纳米二氧化硅14份、硅纳米乳液4份、三甲基氯硅烷10份。
所述一种自清洁抑菌聚合物复合材料的制备方法如下：
s1：称取纳米二氧化硅、硅纳米乳液和三甲基氯硅烷，加入搅拌机混合均匀，搅拌机转速为800rad/min；
s2：将纳米二氧化钛加入搅拌机，搅拌机转速为800rad/min，搅拌分散3min，控制温度为80℃；
s3：将聚氯乙烯加入搅拌机，低速搅拌，转速为300rad/min，搅拌3min，高速搅拌，转速为1000rad/min，搅拌5min，控制温度为110℃，下料并挤出造粒，即可。
经过测试，本实施例制备的复合材料的接触角为161°，滚动角为8°，抑菌和抗菌等级为0级。
实施例四：
本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
聚丙烯50份、纳米二氧化钛5份、纳米二氧化硅2份、硅纳米乳液1份、甲基三氯硅烷2份。
实施例五：
本实施例与实施例二相同的部分不再赘述，不同的是：
聚乙烯90份、纳米二氧化钛20份、纳米二氧化硅15份、硅纳米乳液10份、三甲基氯硅烷12份。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。