CN102516636A

CN102516636A - 聚乙烯塑料桌椅用抗菌防老化色母粒及制备方法

Info

Publication number: CN102516636A
Application number: CN2011104302280A
Authority: CN
Inventors: 刘芝芳; 単徳才; 范卫国; 陈国庆; 陈仲清; 吴红枚
Original assignee: ZHONGSHAN TIEYING PLASTIC CO Ltd; University of South China
Current assignee: Shenzhen Huaying Plastic Material Co., Ltd.; Zhongshan Tieying Plastic Co., Ltd.; University of South China
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: CN102516636B

Abstract

一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各组分的重量百分比为：抗菌剂：16～32%；防老化剂：6～10%；着色剂：20～30%；分散润滑剂：6～12%；载体树脂：25～35%。防老剂各组分具有良好协同效应，有效地防止聚乙烯塑料的老化，使高聚乙烯塑料保持不变色、不脆裂、永久抗菌的特征。满足了聚乙烯塑料作为桌椅家具产品的抗菌要求和作为户外使用产品的抗老化要求。其制备方法是：将抗菌剂、防老化剂、着色剂、分散润滑剂和载体树脂加入高速混合器混合20-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需母粒。本发明具备载体树脂用量少，母粒成型抗氧剂消耗低，下游材料成型加工工艺简单的特征，可广泛适用聚乙烯塑料的着色。

Description

聚乙烯塑料桌椅用抗菌防老化色母粒及制备方法

技术领域

本发明涉及塑料着色技术领域，特别是涉及一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒及制备方法。

背景技术

聚乙烯具有原料来源丰富，价格便宜，无毒、易于成型加工，具有较高的刚性和韧性，机械强度好。不吸湿并具有好的防水蒸汽性能，还具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好等优点，被广泛用于包装材料、日常用品、办公用品、医疗用品、燃气输送、给水、排污、农业灌溉以及油田、化工、矿山和邮电通讯等领域。聚乙烯是通用塑料使用量最大的品种，在日常用品行业，聚乙烯制成塑料桌椅在海滩这类高湿度、高盐雰的环璄下使用，比其它材料的桌椅在化学稳定性、耐水性和使用寿命等方面具有不可比拟的优势。

聚乙烯也和其它聚合物一样，在光、热和氧的作用下发生热氧老化和光氧老化，聚乙烯老化的外观特征是变色、变脆和表面龟裂。高密度聚乙烯HDPE韧性好，起始的相对伸长率高达500-600％，分子量为6.1万的纯HDPE树脂在亚热带地区暴晒8天就失去了相对伸长率，经阳光型老化箱试验120小时后分子量降低到初始值的一半。由此可见，对聚乙烯塑料桌椅，尤其是对在海滩上使用的聚乙烯塑料桌椅要求具有很高的抗老化要求。

随着人民生活水平的提高，人们日益追求生活环境的舒适化，并日益重视卫生管理，对卫生用品、日用陶瓷品、水处理装置、食品包装、服装等耐用消费品的抗菌性有了较高的要求。塑料制品的抗菌性对创造洁净、健康环境具有重要作用，抗菌塑料的开发和应用为保护人类健康树起了一道绿色屏障，对于改善人类生存环境，减少疾病发生率，保护全民健康，具有十分重要的意义。对用于聚乙烯塑料桌椅这类直接接触人体的产品则有更高的抗菌性要求

目前，聚乙烯塑料的生产方法是在需要着色时使用单一色母粒着色，需要抗老化性能时添加单一的热稳定剂母粒、单一的光稳定剂母粒、单一的抗氧剂母粒来使体系稳定化，需要抗菌性能时添加单一抗菌母粒赋予抗菌性能。添加单一母粒的方法使得在对聚乙烯综合性能具有较高要求时需要使用大量的载体树脂，并且由此带来加工过程中抗氧剂消耗量高，下游成型加工的组分多，工艺复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒。

本发明的技术方案是：一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，由载银抗菌剂、防老化剂、着色剂、分散润滑剂和载体树脂组成，各组分的重量百分比为：载银抗菌剂：16～32％；防老化剂：6～10％；着色剂：20～30％；分散润滑剂：6～12％；载体树脂：25～35％。

载银抗菌剂有最强的抑菌性能，且对人体的危害小，赋予聚乙烯体系抗菌性能。

所述着色剂由纳米CaCO3和色粉组成，其重量百分比为：纳米CaCO3：80～90％，色粉：10～20％，其功能是给聚乙烯着色。色粉为酞菁蓝体系或者是酞菁绿体系，更换色粉体系可得到一系列不同颜色的色母粒。纳米CaCO3作为体质颜料和填料使用，可降低体系的收缩率，增强增韧。

所述分散润滑剂为聚乙烯蜡，或者是聚乙烯蜡与双乙撑硬脂酸酰胺混合物，其比例为：聚乙烯蜡60～70％；双乙撑硬脂酸酰胺30～40％。分散润滑剂起分散作用，且具备内外润滑和脱膜作用。

所述载体树脂为线性低密聚乙烯或低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂或者是上述几种树脂的组合。熔融指数3～40g/10min，即温度230℃，压力0.304MPa，加入这种同类或类似载体树脂的色母粒不会影响聚乙烯塑料制品的综合性能。

所述防老剂由抗氧剂1010、抗氧剂1076、辅助抗氧剂DSTP和光稳定剂UV-327，受阻胺光稳定剂770组成，各组分的重量百分比为：抗氧剂1010：15～35％；抗氧剂1076：10～30％；辅助抗氧剂DSTP：10～30％；光稳定剂UV-327：10～30％；受阻胺光稳定剂770：10～30％。

老化过程主要是光氧老化和热氧老化，是自由基反应历程。其老化机理如下所示：

引发RH→R·+·H

ROOH→RO·+·OH

增长R·+O₂→ROO·

转移ROO·+RH→R·+ROOH

HO·+RH →R·+H₂O

RO·+RH→R·+ROH

终止R·RO·ROO·双基终止成稳定产物

光稳定剂UV-327吸收紫外线，减少自由基的产生，抗氧剂1076、抗氧剂1010终止自由基链反应，辅助抗氧剂DSTP分解氧化反应产生的过氧化物。受阻胺光稳定剂770化学名称为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)葵二酸酯，其分子式如图1所示。

受阻胺光稳定剂770是一种多功能高效光稳定剂，在光氧化条件下反应生成羟胺(I)及不饱和中间体，羟胺按链断裂给予体作用机理与过氧化自由基反应，再生成氮氧自由基(II)，其防老化反应如图2所示。

众所周知，N，N双取代的羟胺是很有效的抗氧剂。交变再生机理中可将羟胺中间体视作氮氧自由基的贮存库，再生机理之所以格外有效还在于链断裂给予体(CB-D)和链断裂接受体(CB-A)抗氧机理共同参与、互相补充的结果，如同抗氧机理的氧化-还原反应的可变性。光稳定剂受阻胺770和抗氧剂辅助及抗氧剂之间具有良好的协同效益，能提高耐热性，受阻胺770和紫外线吸收剂UV-327之间具有良好的协同效益，能进一步提高光稳定性，有效地防止聚乙烯塑料的老化，其交变再生机理如图3所示。

本发明提供了一种用于着聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒的制备方法，其制备方法如下：

将抗菌剂、防老化剂、着色剂、分散润滑剂和载体树脂加入高速混合器混合20-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需母粒。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

本发明提供的一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒集抗菌、防老化、着色于一体，使着色聚乙烯塑料保持不变色、不脆裂、永久抗菌的特征，能充分满足聚乙烯塑料作为桌椅家具产品的抗菌要求和作为户外使用产品的抗气候要求。同时还具备载体树脂用量少、母粒成型抗氧剂消耗低、下游材料成型加工工艺加料简单的特征，可广泛适用聚乙烯塑料的着色。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为受阻胺光稳定剂770的分子式；

附图2为受阻胺光稳定剂770的防老化反应式；

附图3为受阻胺光稳定剂770的防老化交变再生机理。

具体实施方式

实施例一、制备100Kg用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各组分的重量为：载银抗菌剂：30kg；抗氧剂1010：2kg；抗氧剂1076：1.5kg；辅助抗氧剂DSTP：1.5kg；光稳定剂UV-327：1.5kg；光稳定剂受阻胺770：1.5kg；酞菁蓝色粉体系：3.0kg；纳米CaCO3：20kg；双乙撑硬脂酸酰胺：3kg；聚乙烯蜡：6kg；线性低密聚乙烯：30kg。

其制备方法如下：

将载银抗菌剂、抗氧剂1010、抗氧剂1076、辅助抗氧剂DSTP、光稳定剂UV-327、光稳定剂受阻胺770、酞菁蓝色粉体系、纳米CaCO3、双乙撑硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡和线性低密度聚乙烯树脂加入高速混合器混合20-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需母粒。

高密度聚乙烯塑料样板的成型及测试：

将聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒和基体高密度聚乙烯树脂母粒按1∶9混合挤出成板，按QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性试验方法》，测得抗菌率为：99.8％，24h培养的试样上菌落数1.5×10³(参比样为8.7×10⁵)。按GB/T1642.2-1999进行加速老化试验，氙灯老化500h，变色评级按ISO105-A02《评定变色用灰色样卡》进行，变色灰标评级为色牢度3-4级。延伸率按GB/T1040-92进行测试，延伸率保持率为75.8％。

实施例二、制备100Kg用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各组分的重量为：载银抗菌剂：25kg；抗氧剂1010：2kg；抗氧剂1076：1.5kg；辅助抗氧剂DSTP：1.5kg；光稳定剂UV-327：1.5kg；光稳定剂受阻胺770：1.5kg；酞菁绿色粉体系：3.0kg；纳米CaCO3：25kg；双乙撑硬脂酸酰胺：3kg；聚乙烯蜡：6kg；线性低密聚乙烯：30kg。

其制备方法如下：

将纳米载银抗菌剂、抗氧剂1010、抗氧剂1076、辅助抗氧剂DSTP、光稳定剂UV-327、光稳定剂受阻胺770、酞菁绿色粉体系、纳米CaCO3、双乙撑硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡和线性低密度聚乙烯树脂加入高速混合器混合20-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需母粒。

线性低密聚乙烯塑料样板的成型及测试：

将聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒和基体线性低密聚乙烯树脂母粒按1∶9混合挤出成板，按QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性试验方法》，测得抗菌率为：99.2％，24h培养的试样上菌落数6.8×10³(参比样为8.7×10⁵)。按GB/T1642.2-1999进行加速老化试验，氙灯老化500h，变色评级按ISO105-A02《评定变色用灰色样卡》进行，变色灰标评级为色牢度3-4级。延伸率按GB/T1040-92进行测试，延伸率保持率为78.2％。

Claims

1.一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，其特征是：由载银抗菌剂、防老化剂、着色剂、分散润滑剂和载体树脂组成，各组分的重量百分比为：载银抗菌剂：16～32%；防老化剂：6～10%；着色剂：20～30%；分散润滑剂：6～12%；载体树脂：25～35%；

所述着色剂由纳米CaCO3和色粉组成，重量百分比为：纳米CaCO3：80～90%，色粉：10～20%.，色粉为酞菁蓝体系，或者是酞菁绿体系，更换色粉体系可得到一系列不同颜色的色母粒；

所述分散润滑剂为聚乙烯蜡，或者是聚乙烯蜡与双乙撑硬脂酸酰胺混合物，其比例为：聚乙烯蜡60～70%；双乙撑硬脂酸酰胺30～40%；

所述载体树脂为线性低密聚乙烯或低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂或者是上述几种树脂的组合，熔融指数3～40g/10min，即温度230℃，压力0.304 MPa。

2.根据权利要求1所述的一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，其特征是：所述防老剂由抗氧剂1010、抗氧剂1076、辅助抗氧剂DSTP和光稳定剂UV-327，受阻胺光稳定剂770组成，各组分的重量百分比为：抗氧剂1010：15～35% ；抗氧剂1076：10～30%；辅助抗氧剂DSTP：10～30%；光稳定剂UV-327：10～30%；受阻胺光稳定剂770：10～30%。

3.一种用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒的制备方法，其特征是：将抗菌剂、防老化剂、着色剂、分散润滑剂和载体树脂加入高速混合器混合20-30分钟，然后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需母粒。