CN103059541A - 抗菌聚碳酸酯塑料 - Google Patents

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本发明公开了一种抗菌聚碳酸酯塑料，包括下述重量份的组分：聚碳酸酯100份，复合抗菌剂0.3-0.5份，所述复合抗菌剂，由下述组分按重量份组成：柏木油2-6份、壳聚糖4-8份、纳米二氧化钛10-20份、纳米氧化银15-25份、聚六亚甲基胍磷酸盐30-50份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺2-4份。本发明的抗菌聚碳酸酯塑料具有广谱抗菌效果，具有强效抑制细菌、杀灭细菌和防霉的效果，主要作为工程塑料广泛用于透明材料、电器零部件、医疗器械和机械罩壳等。

Description

抗菌聚碳酸酯塑料
技术领域
本发明涉及一种抗菌塑料，尤其涉及一种抗菌聚碳酸酯塑料。
背景技术
自然界中存在着各种条样的的微生物，在日常生活中，微生物与人们有着密不可分的联系，而部分细菌、真菌、病毒等作为病原菌却严重危害着人类的健康，甚至危及生命。据统计数据显示，全世界每年因细菌感染而致死的人数接近2000万，约占死亡总人数的30%；1996年美国《WHO》杂志统计数据显示：1995年全世界大约5200万人死亡，其中约1700万是由于细菌感染致病而死。这些疾病生要包括霍乱、肺炎、症疾、结核病和肝炎等。众所周知，近十年在英国暴发的"疯牛病"、韩国和日本出现的"口蹄疫"、美国的"炭疽病"、我国2003年出现的严重呼吸道感染病(SARS)及2004年出现并延续至今的禽流感让整个世界陷入恐慌，细菌带给人们的一次次的灾难使得人们对疾病控制和预防的重视程度提高到了前所未有的高度。在医院中，交叉感染率则超过10%。由此可见，致病细菌确实给人类健康带来了巨大的威胁。
面对日益猖獗的致病细菌的危害，人类不断在抗菌方面进行研究和探索。从最初的短效消毒到长效抗菌产品的使用。特别是禽流感之后，更多的抗菌产品拥入了市场。古埃及人早在4000多年前就使用伤口覆银片来防止细菌感染；古代人用药用抗菌植物保护木乃伊。第二次世界大战期间，德国军队通过对军服消毒处理以减少伤口的感染。
随着生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高。由此，抗菌材料的生产已成为一个新兴的产业，世界各国对抗菌剂的研究更加重视。从微生物学角度上来讲，抗菌的概念在对病菌的控制上与消毒是有区别的，它并不要求能立即杀死对人体健康或生活、生产环境有害的微生物，而着重于在长期的使用过程中，抑制创门的生长繁殖，保持环境的清洁卫生。我们通常所说的抗菌往往包含了灭菌、除霉、消毒等意思。一般来说，对抗菌剂的要求有：(l)抗菌能力及广谱抗菌性；(2)持效性，即耐洗涤、耐磨损、寿命长；(3)耐侯性，即耐热、耐日照、不易分解失效；(4)与基材的相容性或可加工性，即易添加到基材中不变色、不降低产品性能；(5)安全性，对健康无害，不造成对环境的污染；(6)细菌不易产生耐药性。
抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死或抑制，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。抗菌剂可分无机、有机和天然生物抗菌剂3种类型。由于不同的抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同，以及同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同，因此，要研究出既长效又广谱、既高效又安全的抗菌剂，对抗菌机理的研究十分重要。
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，保护全民健康，具有十分重要的意义。由于抗菌塑料可以从根本上减少或者避免人与人、人与物、物与物之间细菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人们的重视和欢迎。近三十年来，抗菌塑料的制备也有了前所未有的高速发展。
然而，目前并未有一种聚碳酸酯塑料，能够有效抗菌。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题提供一种抗菌聚碳酸酯塑料。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种抗菌聚碳酸酯塑料，包括下述重量份的组分：聚碳酸酯100份，复合抗菌剂0.3-0.5份，所述复合抗菌剂，由下述组分组成：柏木油、壳聚糖、纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐和N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺。
优选的，
所述复合抗菌剂，由下述组分按重量份组成：柏木油2-6份、壳聚糖4-8份、纳米二氧化钛10-20份、纳米氧化银15-25份、聚六亚甲基胍磷酸盐30-50份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺2-4份。
将柏木油、壳聚糖、纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐和N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺搅拌混合均匀，即可制得该复合抗菌剂。
所述的抗菌聚碳酸酯塑料，还包括分散剂0.2-0.4份，所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、聚乙烯蜡、液体石蜡中的一种或其混合物。
所述的抗菌聚碳酸酯塑料，还包括相容剂2-4份，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或其混合物。
显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地在共混物料中添加其他助剂，如抗氧剂、增塑剂、增强剂、阻燃剂、抗静电剂、成核剂、增韧剂、填充剂、润滑剂和颜料等，其用量均为本行业的常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。
具体的，对本发明中原料进行介绍：
柏木油，中文别名：雪松油，英文名称China cedar wood oil，英文别名：Cedarwood oil Natural；Cedar oil;Cedarwood oil BPC；Cypress;Cedarwood OilEINECS：285-360-9。CAS号：8000-27-9。
壳聚糖，又名：几丁聚糖、聚氨基葡糖、2-氨基-beta-1,4-葡聚糖Chitosan。英文名：Poly(beta-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose)。CAS号：9012-76-4。
纳米二氧化钛，粒径为10-100nm。纳米氧化银，粒径为10-100nm。
聚六亚甲基胍磷酸盐，Polyhexamethyleneguanidine phosphate，CAS登录号：89697-78-9。
N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺，N-(Trichloromethylthio)phthalimide，CAS登录号：133-07-3。
乙撑双硬脂酰胺，又名N,N'-乙撑双硬脂酰胺、乙烯基双硬脂酰胺。英文名:N,N'-Ethylenebis(stearamide)。CAS登录号：110-30-5。
硬脂酸，英文名：stearic acid，CAS号：57-11-4。
聚乙烯蜡，别名PE蜡，由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的。
液体石蜡，英文名：liquid paraffin。
相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂。PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH等，应用在塑料改性中，得到性能很好的共混性材料。在本发明中，相容剂优选为聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或其混合物。
本发明的抗菌聚碳酸酯塑料可以采用本行业通用方法进行制备，例如：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述抗菌聚碳酸酯塑料。
本发明的抗菌聚碳酸酯塑料具有广谱抗菌效果，具有强效抑制细菌、杀灭细菌和防霉的效果。主要作为工程塑料广泛用于透明材料、电器零部件、医疗器械和机械罩壳等。
具体实施方式
下述的聚碳酸酯均选用日本帝人公司生产的牌号为K-1300的PC树脂。
实施例1
称取：柏木油4公斤、壳聚糖6公斤、纳米二氧化钛15公斤、纳米氧化银20公斤、聚六亚甲基胍磷酸盐40公斤、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3公斤。搅拌混合均匀，即制得复合抗菌剂。
实施例2
按照表1中对应实施例2数据称取各原料。将各组分在混合机中混合均匀，转速300-400r.p.m，混合5-10分钟，再在双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出造粒，将挤出的粒料在90℃恒温烘箱中烘干9小时，然后在注塑温度200-220℃下注射成50mm×50mm的塑料样品，进行抗菌测试，测试数据见表2。抗菌测试标准：QB/T2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》。检测用菌：大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC25922，金黄色葡萄球菌（Staphy lococcus aureus）ATCC6538。
实施例3
按照表1中对应实施例3数据称取各原料。按实施例2的方法进行制备塑料样品，再进行抗菌测试。
实施例4
按照表1中对应实施例4数据称取各原料。按实施例2的方法进行制备塑料样品，再进行抗菌测试。
表1：抗菌聚碳酸酯塑料配方表单位：公斤
实施例2 实施例3 实施例4 对比例3 对比例4
聚碳酸酯 100 100 100 100 100
实施例1的复合抗菌剂 0.4 0.4 0.4
对比例1的复合抗菌剂 0.4
对比例2的复合抗菌剂 0.4
乙撑双硬脂酰胺 0.3 0.3
聚丙烯接枝马来酸酐 3
表2：聚碳酸酯塑料抗菌性能测试表
实施例2 实施例3 实施例4 对比例3 对比例4
大肠杆菌杀菌率，% 98.5 99.4 99.9 93.2 94.5
金黄色葡萄球菌杀菌率，% 98.1 99.2 99.9 92.8 94.0
对比例1
称取：壳聚糖6公斤、纳米二氧化钛15公斤、纳米氧化银20公斤、聚六亚甲基胍磷酸盐44公斤、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3公斤。搅拌混合均匀，即制得复合抗菌剂。
对比例2
称取：柏木油4公斤、纳米二氧化钛15公斤、纳米氧化银20公斤、聚六亚甲基胍磷酸盐46公斤、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3公斤。搅拌混合均匀，即制得复合抗菌剂。
对比例3
按照表1中对应对比例3数据称取各原料。按实施例2的方法进行制备塑料样品，再进行抗菌测试。
对比例4
按照表1中对应对比例4数据称取各原料。按实施例2的方法进行制备塑料样品，再进行抗菌测试。

Claims (4)

1.抗菌聚碳酸酯塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：聚碳酸酯100份，复合抗菌剂0.3-0.5份，所述复合抗菌剂由下述组分组成：柏木油、壳聚糖、纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐和N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺。
2.如权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯塑料，其特征在于：所述复合抗菌剂，由下述组分按重量份组成：柏木油2-6份、壳聚糖4-8份、纳米二氧化钛10-20份、纳米氧化银15-25份、聚六亚甲基胍磷酸盐30-50份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺2-4份。
3.如权利要求2所述的抗菌聚碳酸酯塑料，其特征在于：还包括分散剂0.2-0.4份，所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、聚乙烯蜡、液体石蜡中的一种或其混合物。
4.如权利要求2所述的抗菌聚碳酸酯塑料，其特征在于：还包括相容剂2-4份，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或其混合物。
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