CN103524858A - 一种抗菌着色组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌着色组合物，包括以下重量份的各组分：

Description

一种抗菌着色组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能性塑料添加组合物，尤其涉及一种抗菌着色组合物及其制备方法。
背景技术
塑料制品的应用极其广泛，它的使用环境的不同和使用要求的不同，使得在塑料制品的制备过程中往往需要加入各种助剂。如，一般在塑料合成后会向其中加入一些必需的抗氧剂和稳定剂，以提高塑料的稳定性。再如，用于户外的塑料制品中往往加入光稳定剂，以防止塑料制品收到紫外光照射而老化。绚丽多彩的塑料制品是依靠添加颜色助剂。
添加颜色助剂的方法有两种。一种是在制品加工过程中直接添加颜料或色粉进行分散，一般以炭黑为颜料的黑色制品经常是直接添加。另一种是先将颜料或色粉和分散剂、载体等预先分散好并造粒，制成色母粒，以色母粒的形式在加工过程添加。色母粒添加法较色粉直接添加有显著优势。一方面是因为色母粒添加法中，色粉已经预先分散，因而可以在制品中更好地分散；另一方面是因为色母粒的相对添加量大，粒子和塑料粒子的形状相似，粒子分散也均匀。因此目前绝大多数有色塑料制品的制备都是通过添加色母粒进行的。国内外有大量的专利和报道披露了添加着色助剂和色母粒的制备技术，如专利98112167“通讯电缆用色母粒”、专利CN1213093C“橘红色塑料着色母粒”等都披露了着色母粒的制备。
随着人们对健康和环保要求的提高，对塑料制品的要求也越来越高。塑料制品具有自主抗菌性能，能够自主抑制和杀灭制品表面的微生物的新功能是塑料健康化的主要方向之一。尤其是2010年底，中国政府出台了GB21551.1家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能系列标准，要求家用和类似用途电器很多塑料部件具有抗菌性能。抗菌性能成为部分塑料制品的必须具备的新功能。
为了达到塑料制品抗菌性能的要求，一般技术是在塑料制品生产过程中加入抗菌剂或抗菌母粒。但是加入抗菌剂有分散不均匀等问题；加入抗菌母粒，不仅造成了制品价格的显著提高，又会明显影响制品的性能。
因此，最希望能实现母粒多功能化，即将抗菌母粒和色母粒等制品最常见的功能整合。实际上这类研究在2010年GB21551.1出台后已经初露倪端。专利申请号为201110036779.9“纳米抗菌耐候塑料色母粒”就希望开发这一类产品，不过该专利技术中只是显示了这类产品的设想，用纳米氧化锌，即锌白，来赋予材料一定的光催化效果；用略有抗菌性能的无机颜料来赋予材料一定的抗菌性能，没能将真正的抗菌剂或抗菌体系和着色体系结合。
因此，为了满足当前塑料的发展需求，需要将着色体系和抗菌剂体系有机结合，同时防止两个功能间的相互干扰，以获得既具有优异着色性能、色谱广泛，又具有广谱抗菌性能的抗菌着色组合物。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种抗菌着色组合物；该抗菌着色组合物既具有优异的着色性能，又具有广谱的抗菌性能。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种抗菌着色组合物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌着色组合物，包括以下重量份的各组分：
Figure BDA00001845926600021
优选地，所述抗菌着色组合物含有3~20份抗菌剂。
优选地，所述抗菌着色组合物含有1~10份着色剂。
优选地，所述抗菌着色组合物含有3~6份分散剂。
优选地，所述抗菌着色组合物含有3~20份无机填料。
高分子树脂材料是组合物的连续载体和其他组分的粘结剂。
进一步地，所述高分子树脂材料为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚甲醛（POM）、聚苯乙烯（PS）、尼龙（PA）、苯乙烯/丙烯腈共聚物（SAN）、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）、丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯共聚物（ASA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯醇（PEOH）等热塑性树脂中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述高分子树脂材料为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、尼龙（PA）、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯醇（PEOH）中的一种或两种以上的混合物。
所述抗菌剂是能和微生物直接作用，和微生物接触后能抑制或杀灭微生物的物质。
进一步地，所述抗菌剂为银系无机抗菌剂、纳米银、锌系无机抗菌剂、3-羟基三氯二苯醚、五氯苯酚、四氯甲磺酰基吡啶、三嗪、羟基喹啉铜、噻唑基苯并咪唑、辛基异噻唑啉酮、二氯辛基异噻唑啉酮、二氯苯并噁唑啉酮、氧化二酚恶吡（OBPA）、环氧酸锌、羟基苯甲酸酯、环氧酸季铵盐、环氧酸酚钠盐中的一种或两种以上的混合物。
所述银系无机抗菌剂以Ag+为有效抑菌成分，包括银沸石抗菌剂、银玻璃抗菌剂、银蒙脱土抗菌剂、银磷酸锆抗菌剂。
所述锌系无机抗菌剂以Zn2+为有效抑菌成分，包括锌沸石抗菌剂、锌玻璃抗菌剂、锌蒙脱土抗菌剂、锌磷酸锆抗菌剂。
优选地，所述抗菌剂为银系无机抗菌剂、3-羟基三氯二苯醚、羟基喹啉铜、辛基异噻唑啉酮、二氯辛基异噻唑啉酮、氧化二酚恶吡（OBPA）中的一种或两种以上的混合物。
所述着色剂是可赋予塑料制品色泽的各种颜料和染料。实际应用中，可根据需要，添加任何类型的着色剂，包括炭黑、永固红、阳离子艳蓝、铁红、柠檬黄、钛白粉、铬黄等等。
所述分散剂指有助于改善抗菌剂和着色剂在组合物中均匀分散的物质。实际应用中，可根据现有技术添加分散剂，包括钛酸酯、硅烷偶联剂、铝酸酯、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、月桂醇、硬脂酸丁酯、N,N’-乙撑双硬脂酰胺等中的一种或两种以上的混合物。
所述无机填料为小于300目的无机颗粒。实际应用中，可根据现有技术添加无机填料，包括碳酸钙、滑石粉、硅灰石、立德粉、二氧化硅等中的一种或两种以上的混合物。
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）按照以下重量份数准备原料：
Figure BDA00001845926600031
Figure BDA00001845926600041
2）将抗菌剂在60~150℃干燥0.5~2小时后，与分散剂混合，得到混合物A；
3）将着色剂、混合物A、无机填料加入到高分子树脂材料中，熔融混合，得到抗菌着色组合物。
经测量，本发明的抗菌着色组合物的塑料制品具有优异的抗菌性能，对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等等常见细菌有很好的抑制和杀灭作用，其抑菌率可达95%以上。
本发明的优点在于：
1、本发明的抗菌着色组合物既具有优异的着色性能，又具有广谱的抗菌性能，本发明所得到的材料及其制品对常见的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、粪肠球菌、鸟链球菌、链球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、粘脂沙雷菌、红色沙雷菌、阴沟杆菌、鲍曼不动杆菌、埃希大肠杆菌、洛菲不动杆菌、绿浓杆菌、嗜麦芽杆菌、枸椽酸杆菌、产硷杆菌等致病革兰阳性、阴性需氧菌及丙酸杆菌、双歧杆菌、核梭形杆菌、黑色素类杆菌、消化球菌等厌氧菌有良好的抑制杀灭效果；
2、本发明的抗菌着色组合物不会造成制品价格的显著提高，且对制品的性能影响较小。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
将400g玻璃基银系抗菌剂在60℃干燥0.5小时后，与30g铝酸酯、50g N,N’-乙撑双硬脂酰胺混合，得到混合物；
将50g永固红、混合物、1000g1250目的滑石粉添加到2000g EVA、2000gPE中，在高速搅拌机中搅拌5min，混合物通过φ35双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌红色色母粒。
在PE或PP材料的吸尘器中添加4%的该色母粒，进行常规加工，即可得到艳红色的、具有抗菌性能的吸尘器。
该吸尘器根据GB21551.2-2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能、抗菌材料特殊要求标准测试，抗菌性能达到99%。
实施例2
一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
将200g二氯辛基异噻唑啉酮在150℃干燥2小时后，与10g钛酸酯、100g硬脂酸锌混合，得到混合物；
将50g834#色素炭黑、8g阳离子艳蓝、40g钛白粉、混合物、200g立德粉添加到1000g EVA、2000g PP中，在高速搅拌机中搅拌5min；混合物通过密炼机造粒，得到抗菌马灰色色母粒。
在PP材料的洗衣机中添加4%的该色母粒，进行常规加工，即可得到浅灰色的、具有抗菌性能的洗衣机内筒。
该内筒根据GB21551.2-2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料特殊要求标准测试，抗菌性能达到99%。
实施例3
一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
将1000g沸石基锌系抗菌剂在90℃干燥1小时后，与30g硅烷偶联剂Si-550、100g月桂醇混合，得到混合物；
将200g钛白粉、5g立索红颜料、5g铬黄、300g滑石粉添加到500g EVA、2500g高抗冲聚苯乙烯中，在高速搅拌机中搅拌5min，混合物通过双辊压片切粒，得到抗菌磁白色母粒。
在高抗冲聚苯乙烯、ABS材料中添加4%的该色母粒，进行常规加工，即可得到冰箱板材。
该冰箱板材根据GB21551.2-2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料特殊要求标准测试，抗菌性能达到99%。
实施例4
一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）按照以下重量份数准备原料：
Figure BDA00001845926600061
2）将抗菌剂在65℃干燥0.5小时后，与分散剂混合，得到混合物A；
3）将着色剂、混合物A、无机填料加入到高分子树脂材料中，熔融混合，得到抗菌着色组合物；
所述高分子树脂材料为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物（比例为1：1：1）；所述抗菌剂为纳米银、3-羟基三氯二苯醚、五氯苯酚的混合物（比例为1：1：1）；所述着色剂为炭黑、铁红、柠檬黄（比例为1：1：1）；所述分散剂为石蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的混合物（比例为1：1：1）；所述无机填料为碳酸钙、硅灰石、二氧化硅的混合物（比例为1：1：1）。
实施例5
一种抗菌着色组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）按照以下重量份数准备原料：
Figure BDA00001845926600062
2）将抗菌剂在100℃干燥1.5小时后，与分散剂混合，得到混合物A；
3）将着色剂、混合物A、无机填料加入到高分子树脂材料中，熔融混合，得到抗菌着色组合物；
所述高分子树脂材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚苯乙烯的混合物（比例为1：1：1：2）；所述抗菌剂为银沸石抗菌剂、银玻璃抗菌剂、银蒙脱土抗菌剂、银磷酸锆抗菌剂的混合物（比例为1：1：1：2）；所述着色剂为铬黄；所述分散剂为硬脂酸钡、聚乙烯蜡的混合物（比例为1：2）；所述无机填料为碳酸钙。
实施例6
一种抗菌着色组合物的制备方法，同实施例5，区别在于：按照以下重量份数准备原料：高分子树脂材料1000份；抗菌剂200份；着色剂100份；分散剂60份；无机填料200份；所述高分子树脂材料为尼龙、苯乙烯/丙烯腈共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物的混合物（比例为1：2：1）；所述抗菌剂为锌玻璃抗菌剂、锌蒙脱土抗菌剂、锌磷酸锆抗菌剂、四氯甲磺酰基吡啶的混合物（比例为1：2：1：1）；所述分散剂为硬脂酸丁酯；所述无机填料为硅灰石。
实施例7
一种抗菌着色组合物的制备方法，同实施例5，区别在于：按照以下重量份数准备原料：高分子树脂材料1000份；抗菌剂30份；着色剂10份；分散剂30份；无机填料30份；所述高分子树脂材料为丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇的混合物（比例为1：2：1）；所述抗菌剂为三嗪、羟基喹啉铜、噻唑基苯并咪唑的混合物（比例为1：2：1）。
实施例8
一种抗菌着色组合物的制备方法，同实施例5，区别在于：所述抗菌剂为辛基异噻唑啉酮、二氯苯并噁唑啉酮、氧化二酚恶吡的混合物（比例为1：2：1）。
实施例9
一种抗菌着色组合物的制备方法，同实施例5，区别在于：所述抗菌剂为环氧酸锌、羟基苯甲酸酯、环氧酸季铵盐、环氧酸酚钠盐的混合物（比例为1：2：1：2）。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种抗菌着色组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
Figure FDA00001845926500011
2.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌着色组合物含有3~20份抗菌剂。
3.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌着色组合物含有1~10份着色剂。
4.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌着色组合物含有3~6份分散剂。
5.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌着色组合物含有3~20份无机填料。
6.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述高分子树脂材料为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚苯乙烯、尼龙、苯乙烯/丙烯腈共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌剂为银系无机抗菌剂、纳米银、锌系无机抗菌剂、3-羟基三氯二苯醚、五氯苯酚、四氯甲磺酰基吡啶、三嗪、羟基喹啉铜、噻唑基苯并咪唑、辛基异噻唑啉酮、二氯辛基异噻唑啉酮、二氯苯并噁唑啉酮、氧化二酚恶吡、环氧酸锌、羟基苯甲酸酯、环氧酸季铵盐、环氧酸酚钠盐中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1或7所述的抗菌着色组合物，其特征在于，所述抗菌剂为银系无机抗菌剂、3-羟基三氯二苯醚、羟基喹啉铜、辛基异噻唑啉酮、二氯辛基异噻唑啉酮、氧化二酚恶吡（OBPA）中的一种或两种以上的混合物。
9.如权利要求1~8任一所述的抗菌着色组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照以下重量份数准备原料：
Figure FDA00001845926500012
Figure FDA00001845926500021
2)将抗菌剂在60～150℃干燥0.5～2小时后，与分散剂混合，得到混合物A；
3)将着色剂、混合物A、无机填料加入到高分子树脂材料中，熔融混合，得到抗菌着色组合物。
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