CN103788645B - 一种抗菌增强尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌增强尼龙材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌增强尼龙材料及其制备方法，其特征在于它是由稀土银系无机抗菌剂和二氧化钛结合而成的复合抗菌剂作为抗菌尼龙母粒的抗菌剂，结合了增强尼龙混合制备而成。两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙=1∶10～35，其中抗菌母粒由复合抗菌剂和和尼龙两部分组成，其中复合抗菌剂占抗菌尼龙母粒重量总量的1％～30％，尼龙占复合抗菌剂的65％～95％。增强尼龙中无碱短玻纤占30％。本发明制备方法采用三步法，第一步制备抗菌尼龙母粒，第二步制备增强尼龙，第三步将抗菌尼龙母粒均匀分布在制备好的增强尼龙中。此方法即保证了尼龙的强度又能让抗菌剂均匀分布在尼龙中，使抗菌效果更理想，产品不易变色，具有抗菌广谱性。

Description

一种抗菌增强尼龙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗菌增强尼龙材料，还涉及一种抗菌增强尼龙材料的制备方法。
背景技术
随着高分子科学的不断发展，高分子材料及其制品在生活中的各个领域已逐渐得到广泛应用，由于日常生活和工作生活中，人们会接触到大量细菌并因此而对人们的身体健康产生影响，因此抗菌类产品应运而生，高效、无毒副作用、抗菌性能优秀成为了人们不断追求的目标，而尼龙作为一种常用的工程塑料，已在建筑、汽车、电子电气、包装、个人护理和纺织物等领域得到了广泛的应用。因此，研究开发出具有抗菌作用的尼龙制品，对人们的生活质量会有显著的提高，对人类的生活健康具有重要意义。同时，在制备抗菌尼龙材料的同时，增强尼龙的物理性能，将会使该种尼龙运用到更广泛的领域，为更多人谋取福利。
常用抗菌剂多分为三种∶无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。其中天然抗菌剂抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用且数量很少。有机抗菌剂的安全性尚在研究中，一般来说有机抗菌剂耐热性差些，容易水解，有效期短。无机抗菌剂效果最好，无机抗菌剂多选用银离子、铜离子和锌离子作为抗菌离子，其中银离子抗菌效果最好，但价格较高，且银离子在见光、受热条件下易变色；当在制备过程中添加稀土元素，将大大提高抗菌材料的杀菌率。有学者指出，这主要是因为这种抗菌材料能够产生大量·OH，而·OH能够有效地杀死制品表面的细菌。而二氧化钛性质稳定，不仅具有优良的抗菌效果而且能减弱银离子色变问题，对于抗菌增强尼龙材料来说是一种很好的材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌增强尼龙材料的制备方法，使得用此方法制备出的抗菌增强尼龙具有更好的抗菌性和增强性。本发明公开了一种抗菌增强尼龙材料及其制备方法，其特征在于它是由稀土银系无机抗菌剂和二氧化钛结合而成的复合抗菌剂作为抗菌尼龙母粒的抗菌剂，结合了增强尼龙混合制备而成。两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙=1∶10～35，其中抗菌尼龙母粒由复合抗菌剂和和尼龙两部分组成，其中复合抗菌剂占抗菌尼龙母粒重量总量的1％～30％，尼龙占抗菌尼龙母粒的65％`～95％。增强尼龙中无碱短玻纤占30％。
本发明是由稀土银系无机抗菌剂和二氧化钛结合而成的复合抗菌剂作为抗菌尼龙母粒的抗菌剂。抗菌剂的载体体系为白炭黑体系。抗菌有效成分为稀土银系无机抗菌剂和二氧化钛。本发明所述的抗菌增强尼龙材料，其特征在于所述抗菌尼龙母粒的制备原料中包含偶联剂和分散剂。其中偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。分散剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、液体石蜡中的一种或其混合物。
本发明所述的增强尼龙，其特征在于增强尼龙由无碱短玻纤、尼龙和其它助剂混合加工而成。其中其它助剂包括抗氧剂、润滑剂、偶联剂，可根据生产情况适当添加。
本发明所述的抗菌增强尼龙材料的制备方法，步骤如下：
(1)按配比称取复合抗菌剂粉体、尼龙和无碱短玻纤，加入适量偶联剂和加工助剂。
(2)在混合机中分别将原料混合均匀，分别进行挤出造粒制得抗菌尼龙母粒和增强尼龙塑料。
(3)按抗菌尼龙母粒∶增强尼龙=1∶10～35的重量比例分别称取两种原料。
(4)将两种原料置于分散机中搅拌均匀既得抗菌增强尼龙材料。
本发明制备方法采用三步法，第一步制备抗菌尼龙母粒，第二步制备增强尼龙，第三步将抗菌尼龙母粒均匀分布在制备好的增强尼龙中。此方法即保证了尼龙的强度又能让抗菌剂均匀分布在尼龙中，使抗菌效果更理想，产品不易变色，具有抗菌广谱性。
具体实施方式
参考以下实例将更易于理解本发明。
实施例1
1.称取180克Pr-Ag抗菌白炭黑，纳米二氧化钛30克，尼龙66原料800克，偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，添加量分别为抗菌剂重量的0.5％；用混合机先混合偶联剂和抗菌剂，再加入其它料并混合均匀；在220℃～260℃、转速250～400r/min下进行挤出造粒，制得抗菌尼龙母粒。
2.称取尼龙66塑料60份，无碱短玻纤10份，抗氧剂0.1份，润滑剂0.1份，偶联剂0.1份。将物料在双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各段温度控制在220℃～260℃，转速250～400r/min，制得增强尼龙。
3.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙(质量)＝1∶30的比例分别称取两种材料；将称取的两种材料置于分散机中混合均匀即可得到抗菌尼龙材料。
将所得到的抗菌尼龙材料注塑成50mm×30mm×2mm的薄板，按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测，结果见表1。
实施例2
1.称取180克Pr-Ag抗菌白炭黑，纳米二氧化钛30克，尼龙66塑料800克，偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，添加量分别为抗菌剂重量的0.5％；用混合机先混合偶联剂和抗菌剂，再加入其他料并混合均匀；在220℃～260℃、转速250～400r/min下进行挤出造粒，制得抗菌尼龙母粒。
2.称取尼龙66塑料80份，无碱短玻纤25份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.2份，偶联剂0.3份。用混合机先将以上原料混合均匀，然后在双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各段温度控制在220℃～260℃，转速250～400r/min，制得增强尼龙。
3.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50mm×30mm×2mm的薄板，按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测，结果见表1。
实施例3
1.称取170克Pr-Ag抗菌白炭黑，纳米二氧化钛30克，尼龙66塑料785克，偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，添加量分别为抗菌剂重量的0.5％，用分散机先混合偶联剂和抗菌剂，再加入其他料并分散均匀；然后再挤出造粒，挤出机各段温度在220℃～260℃，转速250～400r/min，制得抗菌尼龙母粒。
2.称取尼龙66塑料70份，无碱短玻纤15份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.2份，偶联剂0.1份，用混合机先将以上原料混合均匀，然后在双螺杆挤出机进行挤出造粒，挤出机各段温度控制温度在220℃～260℃，转速250～400r/min，制得增强尼龙。
3.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料，将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50mm×30mm×2mm的薄板，按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测，由表1可知上述抗菌尼龙材料均具有抗菌性。将所得产品进行性能检测，结果见表1。
由表2可知该材料具有良好的热性能和力学性能。
表1抗菌结果检测
表2性能测试数据

Claims (7)

1.一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙＝1∶10～35，其中抗菌母粒由复合抗菌剂和尼龙两部分组成，其中复合抗菌剂占抗菌尼龙母粒重量总量的1％～30％，尼龙占复合抗菌剂的65％～95％；增强尼龙中含无碱玻璃纤维30％；
所述抗菌尼龙母粒的抗菌剂为稀土银系无机抗菌剂和二氧化钛结合而成的复合抗菌剂；
所述稀土银系无机抗菌剂的载体体系为白炭黑体系。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于所述抗菌尼龙母粒的制备原料中包含偶联剂和分散剂。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于分散剂为硬脂酸，聚乙烯蜡，乙撑双硬脂酰胺，液体石蜡中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于增强尼龙由无碱短玻纤、尼龙和其他助剂混合加工而成。
6.根据权利要求5所述的一种抗菌增强尼龙材料，其特征在于其他助剂包括抗氧剂、润滑剂、偶联剂。
7.一种如权利要求1所述的一种抗菌增强尼龙材料的制备方法，其步骤如下：
(1)按配比称取复合抗菌剂粉体、尼龙和无碱玻纤，加入适量偶联剂和加工助剂；
(2)在混合机中分别将原料混合均匀，分别进行挤出造粒制得抗菌尼龙母粒和增强尼龙；
(3)按抗菌尼龙母粒∶增强尼龙＝1∶10～35的重量比例分别称取两种材料；
(4)将两种材料置于混合机中搅拌均匀既得抗菌增强尼龙材料。
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