CN101531795A - 一种高效软质pvc抗菌塑料及其制备方法 - Google Patents

一种高效软质pvc抗菌塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效软质PVC抗菌塑料，由如下质量份的组份组成：PVC树脂：100份；吡啶硫酮锌：0.4～0.8份；DOP：40～60份；HSt： 0.1～0.3份；CaS：0.5～1.0份；钙锌复合稳定剂：1.0～1.5；份甲基锡181：0.6～0.8份；填料：5～15份。本发明还公开了所述高效软质PVC抗菌塑料的制备方法。本发明的有益效果主要体现在：抗菌高效，可有效抑制革兰氏阳性、阴性细菌及霉菌的生长，采用吡啶硫酮锌为抗菌剂，生产工艺简单，成本低廉，性能稳定。

Description

一种高效软质PVC抗菌塑料及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种高效软质PVC抗菌塑料及其制备方法，适用于家用护垫、食品包装物、儿童玩具和充气制品等软质塑料制品。
(二)背景技术
日常生活中人们所接触到的塑料制品，尤其是家用护垫、食品包装物、儿童玩具和充气制品等表面，可能沾染和滋生多种致病菌，成为疾病的传染介质，从而对人类的健康构成威胁。为了抑菌，通常使用有机抗菌剂和无机抗菌剂制备的抗菌塑料。有机抗菌剂抗菌效果好，但寿命短，存在毒性、安全性问题，会产生微生物耐药性、化学稳定性差、在塑料中易迁移(导致抗菌寿命缩短)等不足。另外，有机抗菌剂耐热性较差这一致命弱点，使它在许多塑料高温高压高剪切的加工条件下易分解失效，其分解产物甚至有毒。无机抗菌剂以银系抗菌剂应用最多，优点是具有安全性、耐热性、耐久性；不足之处是价格较高和抗菌的持久性差，银离子易生成氧化银或经光催化还原成金属银，故存在使制品变色的缺陷。另外，无机抗菌剂由于无机粒子本身的粒径小，表面极性强，表面能高，极易发生团聚，在PVC树脂中不易均匀分散，从而复合塑料的各方面性能都达不到预期目标，必须先经过表面改性，工艺复杂。
(三)发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术缺点，发明了一种高效软质PVC抗菌塑料。
本发明采用的技术方案如下：
一种高效软质PVC抗菌塑料，所述的塑料由如下质量份的组份组成：
PVC树脂                               100份
吡啶硫酮锌                            0.4～0.8份
DOP(邻苯二甲酸二辛酯)                 40～60份
HSt(硬脂酸)                           0.1～0.3份
CaSt(硬脂酸钙)                        0.5～1.0份
钙锌复合稳定剂                        1.0～1.5份
甲基锡181                             0.6～0.8份
填料                                  5～15份。
本发明所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2，优选轻质活性CaCO3，所述轻质活性CaCO3是指轻质碳酸钙经过表面改性剂进行表面改性而制得，本发明实施例使用的是杭州富阳国诚化工有限公司生产的轻质活性CaCO3。本发明所用的钙锌复合稳定剂为市售产品，符合欧盟RoHS标准，本发明实施例所用的钙锌复合稳定剂为上海奥科化学品有限公司生产。
本发明所述的PVC树脂优选SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂。
较为优选的，本发明所述的高效软质PVC抗菌塑料由如下质量份的组份组成：
SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂                 100份
吡啶硫酮锌                                 0.5～0.7份
DOP                                        45～55份
HSt                                        0.2～0.3份
CaSt                                       0.5～1.0份
钙锌复合稳定剂                             1.0～1.5份
甲基锡181                                  0.6～0.8份
轻质活性CaCO3                              5～10份。
本发明所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法，包括如下步骤：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，得到液体混合物；
B、将组方量的PVC、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、吡啶硫酮锌和填料充分混合，得到固体混合物；所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2；
C、将步骤A所得的液体混合物和步骤B所得的固体混合物充分混合，经预塑化得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在挤出机上熔融塑化。
本发明所述的步骤D中，所述的熔融温度是135～155℃。通常采用双螺杆挤出机进行密炼塑化，优选挤出机的工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
较为具体的，推荐本发明所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法按如下步骤进行：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，搅拌均匀，得到液体混合物；
B、将组方量的PVC、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、填料和吡啶硫酮锌，依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合，得到固体混合物；所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2；
C、在高速搅拌状态下，将步骤A所得的液体混合物加入步骤B所得的固体混合物，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
本发明所述的高速搅拌机的转速通常在100～900转/分钟。
较优选的，推荐本发明所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法按如下步骤进行：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，搅拌均匀，得到液体混合物；
B、将组方量的SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、轻质活性CaCO3和吡啶硫酮锌，依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合，得到固体混合物；
C、在高速搅拌状态下，将步骤A所得的液体混合物加入步骤B所得的固体混合物，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
本发明与现有抗菌塑料技术相比，具有如下有益效果：
1.抗菌高效，可抑制革兰氏阳性、阴性细菌及霉菌的生长，吡啶硫酮锌的添加量为0.5份(0.33％)，抗菌率超过99％；
2.工艺简单，吡啶硫酮锌能有效分散在PVC中，不需要任何前期处理，不改变软质PVC塑料的制备工艺；
3.价格低廉，吡啶硫酮锌添加量少，原料便宜；
4.性能稳定，不改变PVC塑料的力学性能和加工性能。
(四)实施实例
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
将0.6g甲基锡181和50gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG3型PVC树脂、0.2gHSt、0.5gCaSt、1.5g钙锌复合稳定剂、10g轻质活性CaCO3和0.4g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
实施例2
将0.6g甲基锡181和60gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG3型PVC树脂、0.2gHSt、0.7gCaSt、1.5g钙锌复合稳定剂、15g轻质活性CaCO3和0.8g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
实施例3
将0.8g甲基锡181和40gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG3型PVC树脂、0.2gHSt、1.0gCaSt、1.0g钙锌复合稳定剂、5g轻质活性CaCO3和0.4g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
实施例4
将0.8g甲基锡181和40gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG4型PVC树脂、0.1gHSt、1.0gCaSt、1.0g钙锌复合稳定剂、5g SiO2和0.4g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
实施例5
将0.8g甲基锡181和55gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG4型PVC树脂、0.3gHSt、1.0gCaSt、1.5g钙锌复合稳定剂、15gZnO和0.6g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
实施例6
将0.8g甲基锡181和55gDOP混合，搅拌均匀；将100gSG4型PVC树脂、0.2gHSt、1.0gCaSt、1.5g钙锌复合稳定剂、10g TiO2和0.6g吡啶硫酮锌依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合；在高速搅拌状态下，将甲基锡181和DOP的混合液体加入，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，取料；将充分搅拌预塑化好的混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
抗菌性能测试
将实施例1-6制得的PVC塑料，进行抗菌性能测试，测试方法按照QB/T 2591-2003标准。
 
样品编号 对大肠杆菌抗菌率 对金黄色葡萄球菌抗菌率
实施例1 99.8 99.1
实施例2 >99.9 >99.9
实施例3 99.9 99.3
实施例4 99.9 99.2
实施例5 >99.9 >99.9
实施例6 99.9 99.8

Claims (9)

1、一种高效软质PVC抗菌塑料，其特征在于所述的塑料由如下质量份的组份组成：
PVC树脂          100份
吡啶硫酮锌       0.4～0.8份
DOP              40～60份
HSt              0.1～0.3份
CaSt             0.5～1.0份
钙锌复合稳定剂   1.0～1.5份
甲基锡181        0.6～0.8份
填料             5～15份。
2、如权利要求1所述的高效软质PVC抗菌塑料，其特征在于所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2。
3、如权利要求1所述的高效软质PVC抗菌塑料，其特征在于所述的填料为轻质活性CaCO3。
4、如权利要求1所述的高效软质PVC抗菌塑料，其特征在于所述的PVC树脂选自SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂。
5、如权利要求1所述的高效软质PVC抗菌塑料，其特征在于所述的塑料由如下质量份的组份组成：
SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂      100份
吡啶硫酮锌                      0.5～0.7份
DOP                             45～55份
HSt                           0.2～0.3份
CaSt                          0.5～1.0份
钙锌复合稳定剂                1.0～1.5份
甲基锡181                     0.6～0.8份
轻质活性CaCO3                 5～10份。
6、一种制备如权利要求1所述的高效软质PVC抗菌塑料的方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，得到液体混合物；
B、将组方量的PVC、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、吡啶硫酮锌和填料充分混合，得到固体混合物；所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2；
C、将步骤A所得的液体混合物和步骤B所得的固体混合物充分混合，经预塑化得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在挤出机上熔融塑化。
7、如权利要求6所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法，其特征在于所述的步骤D中所述的熔融温度是135～155℃。
8、如权利要求7所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法，其特征在于所述的方法按如下步骤进行：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，搅拌均匀，得到液体混合物；
B、将组方量的PVC、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、填料和吡啶硫酮锌，依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合，得到固体混合物；所述的填料为CaCO3、SiO2、ZnO或TiO2；
C、在高速搅拌状态下，将步骤A所得的液体混合物加入步骤B所得的固体混合物，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
9、如权利要求7所述的高效软质PVC抗菌塑料的制备方法，其特征在于所述的方法按如下步骤进行：
A、将组方量的甲基锡181和DOP充分混合，搅拌均匀，得到液体混合物；
B、将组方量的SG3型PVC树脂或SG4型PVC树脂、HSt、CaSt、钙锌复合稳定剂、轻质活性CaCO3和吡啶硫酮锌，依次加入高速搅拌机中，充分搅拌混合，得到固体混合物；
C.在高速搅拌状态下，将步骤A所得的液体混合物加入步骤B所得的固体混合物，充分搅拌混合，当温度升到42℃时，停止搅拌，得到预塑化后的粉体混合物；
D、将步骤C所得的预塑化后的粉体混合物在双螺杆挤出机上密炼塑化，挤出，制得本发明的产品，挤出机工艺条件为：一区135℃，二区145℃，三区150℃，四区155℃，机头155℃。
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