CN103804796A - 一种用于生产高透明的抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法 - Google Patents

一种用于生产高透明的抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法，该方法包括稳定化处理、蒸馏、透明聚丙烯基料表面处理、混合、熔融挤出等步骤。使用由本发明方法制备的PP母粒生产的聚丙烯制品的抗菌性能优异，透明度高，大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上。

Description

一种用于生产高透明的抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法
【技术领域】
本发明属于高分子材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法。 
【背景技术】
自然界存在着各种各样的细菌、真菌等微生物，这些微生物在合适的环境条件下生长繁殖迅速，这些微生物中有很大一部分是致病或者有害微生物，它们不仅可以通过接触而传播疾病，影响人们的身体健康。而且还会污染人类的生存环境，造成物质财产的伤害和损失。因此开发具有抗菌、的功能性产品就显得非常有必要。 
在日常生活中，聚丙烯塑料制品得到广泛应用，例如厨房用具、卫生间设施、垃圾箱、家用电器的塑料外壳、壁纸、食品包装袋等。当温度、湿度合适的时候，这些器具非常容易污染细菌。尤其是各种厨房用品和各种餐饮用具，经常会由于器具的不洁而导致食品污染，引起腹泻等消化系统疾病。因此拥有抗菌功能的聚丙烯（PP）厨房用品近年来受到了消费者的青睐。随着人们生活质量的提高，人们对塑料制品外观与透明性都提出了更高的要求，大量的透明PP材料用于制作食品保鲜盒、罐、奶瓶、水杯等与食品接触的器具。 
抗菌PP材料属于功能塑料，其制造方法有两种，一种是化学改性方法，即采用化学技术，将具有抗菌功能的基团接枝或者嵌段到聚丙烯中，但这种方法因为涉及到一些化学反应而使加工工艺变得复杂，难度更大，应用受到较大限制。第二种是物理改性方法，即将抗菌功能母粒或者助剂在塑料成型阶段共混加入而达到物理改性。这种物理改性因其操作方便，技术难度低，适用性广，目前已经成为制造功能塑料的最主要方法，而使用这些物理改性PP材料制成的塑料制品的透明性很低。 
目前还没有透明、抗菌PP母粒的相关专利申请，而普通抗菌PP母粒专利申请较多，例如CN201110381914、发明名称“一种抗菌聚丙烯材料及其制备方法”、CN200710074856、发明名称“一种抗菌聚丙烯材料及其制备方法”公开了一种由载铜磷酸锆抗菌剂共混造粒和由纳米银和有机硅共混造粒制造抗菌聚丙烯的方法。该方法制取的聚丙烯只有抗菌功能，产品不具备高透明性。载铜磷酸锆具有一定颜色，会导致最终产品的用途受到限制，而铜类抗菌剂的抗菌性能也比银系的要弱。CN200610147549、发明名称“高效抗菌聚丙烯母粒及其制备方法”公开了采用载银羟基磷酸锆钠或玻璃载银抗菌剂，通过混合造粒的方式制作聚丙烯抗菌母粒。该专利申请制作的母粒只具有抗菌功能，并不具备高透明性。CN03139107和CN96106368也分别公开了其采用银系抗菌母粒以及采用沸石、二氧化铝、吸附铵盐制备的抗菌母粒，进一步制造抗菌PP的技术，这些不同的制备方式只是提供了一种抗菌聚丙烯母粒的制作方法，并未提及其高透明特性。 
为了克服所述现有技术缺陷，本发明通过表面处理及分散技术，将其纳米银应用到PP材料中，提供了PP优异的抗菌性能，并保持了高透明PP的高透明性，抗菌材料的加入对透明性和颜色无任何不良影响。使用本发明制备的抗菌透明PP母粒，生产工艺简单，产品性能优异。 
【发明内容】
[要解决的技术问题] 
本发明的目的是提供一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法。 
[技术方案] 
本发明是通过下述技术方案实现的。 
本发明涉及一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法。 
该制备方法的步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1-2重量份聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到1-20重量份纳米银抗菌剂溶液中，使用胶体磨在转速1500-1600rpm的条件下进行稳定化处 理3-5分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加3-5重量份透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度72-78℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.3-1.0重量份偶联分散剂加到75-90重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用高速混合机在转速500-600rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理3-5分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用高速混合机在转速200-300rpm的条件下混合3-5分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到双螺杆挤出机组，在加热温度180-200℃、主机转速200-230转/分与喂料频率18-24Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
根据本发明的一种优选实施方式，聚乙烯吡咯烷酮的分子量是30000-90000。 
根据本发明的另一种优选实施方式，在所述的纳米银抗菌剂溶液中，银的粒径是20-30nm，银的含量是6000ppm。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的透明载体材料是低分子蜡或聚丙烯粉料。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或者双金属复合偶联分散剂的偶联分散剂。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的硅烷系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物： 
RnSiX(4-n)
式中： 
R代表甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基或丙烯酰氧丙基官能团； 
X代表烷氧基、芳氧基、酰基或氯基基团。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的铝酸酯系列偶联分散剂是SG-Al821、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF或ASA。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的钛酸酯系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物： 
ROO(4-n)Ti(OX-R′Y)n
式中： 
RO-代表可水解的短链烷氧基官能团； 
OX-代表羧基、烷氧基、磺酸基或磷氧基基团； 
R′代表长碳键烷烃基； 
Y代表氨基和双键能与热固性聚合物反应的基团； 
n是2或3。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的双金属复合偶联剂是铝钛复合偶联剂OL－AT1618或铝锆复合偶联剂HY-031。 
根据本发明的另一种优选实施方式，使用所述聚丙烯母粒制成的制品具有下述特性： 
对大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上。 
下面将更详细地描述本发明。 
本发明涉及一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法。 
该制备方法的步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1-2重量份聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到1-20重量份纳米银抗菌剂溶液中，使用胶体分散磨在转速1500-1600rpm的条件下进行稳定化处理3-5分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液。 
在制备纳米银溶胶时，反应温度、反应时间、搅拌速度和固体颗粒浓 度对溶胶粒度和zeta电位有影响，例如zeta电位绝对值随反应温度升高而升高，其胶体稳定性上升，zeta电位绝对值随反应时间增长而降低，胶体稳定性下降。在本发明中，为了消除纳米银溶胶的不稳定性，需要对纳米银溶胶进行稳定化处理。 
所述的稳定化处理是使用胶体分散机，让1-2重量份聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂与1-20重量份纳米银抗菌剂溶液，在转速1500-1600rpm的条件下进行稳定化处理3-5分钟，优选地，在转速1600rpm的条件下进行稳定化处理5分钟。因为只有在一定转速和时间的条件下才能使聚乙烯吡咯烷酮和纳米银溶胶达到充分的分散状态，充分发挥聚乙烯吡咯烷酮的粘合和络合作用，但时间过长或者转速太快也会导致胶体溶液不稳定。因此严格控制分散转速和处理时间很有必要。 
在所述的纳米银抗菌剂溶液中，银的粒径是20-30nm，银的含量是6000ppm以上。 
在本发明中，本发明使用的聚乙烯吡咯烷酮是目前在市场上销售的产品，例如博爱新开源制药有限公司以商品名NKY
Figure BDA0000475168270000051
PVPK销售的产品、焦作中维化工有限公司以商品名PVP-K均聚系列销售的产品或上海维酮材料科技有限公司以商品名聚乙烯吡咯烷酮销售的产品。 
优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量是30000-90000。 
所述的纳米银抗菌剂是北京崇高纳米科技有限公司的牌号CAG-6000的纳米银产品。该产品颜色为棕色，粒径尺寸为20-30nm，银含量为6000PPm。 
本发明使用的胶体分散机，也称之胶体磨，是目前市场上销售的产品，例如由启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨。 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加3-5重量份透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度72-78℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物。 
所述的稳定纳米银抗菌剂溶液与透明载体材料混合目的在于将纳米银 抗菌剂被载体材料充分吸附，保证后续生产的加工性以及产品的均匀性。 
本发明使用的透明载体材料是低分子蜡，例如宁波孚美化工以商品名PEW-9、PEW-10销售的产品，香港南星化工公司以产品牌号为295-A销售的产品。本发明使用的载体材料也可以是燕山石化生产的PP聚丙烯粉料。 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.3-1.0重量份偶联分散剂加到75-90重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用高速混合机在转速500-600rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理3-5分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料。 
透明聚丙烯树脂表面处理的目的在于使聚丙烯树脂与随后加入的抗菌材料有很好的表面相容性。有助于产品性能稳定。 
所述表面处理时间可以保证透明聚丙烯树脂表面处理比较充分；时间少于5分钟，则物料表面处理不充分；时间多于5分钟则可能因物料摩擦生热，发生粘块团聚，反而造成处理效果不佳。 
根据本发明，所述偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或者双金属复合偶联分散剂的偶联分散剂。 
所述的硅烷系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物： 
RnSiX(4-n)
式中： 
R代表非水解的、与高分子聚合物可结合的有机官能团，例如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基或丙烯酰氧丙基官能团； 
X代表可水解基团，例如烷氧基、芳氧基、酰基或氯基基团。 
本发明使用的硅烷系列偶联分散剂例如是γ-氨丙基三乙氧基硅烷（CAS919-30-2，EINECS213-048-4）、乙烯基三乙氧基硅烷（CAS78-08-0）、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（CAS73069-29-2），它们均为市场上可购买的产品。 
所述的铝酸酯系列偶联分散剂是SG-Al821(二硬脂酰氧异丙基铝酸酯)、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF或防沉降性铝酸酯ASA。ASA含有可与活泼氢反应的基团，因而能与含羟基、羧基或表面吸附水的无机填料发生键合作用，改善无机填料与有机聚合物的亲和性和结合力，从而产 生防沉效果，还可提高粘接强度。上述产品均为市场上可购买的产品，例如福州元科新型精细材料有限公司销售的产品。 
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的钛酸酯系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物： 
ROO(4-n)Ti(OX-R′Y)n
式中： 
RO-代表可水解的短链烷氧基官能团，它能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的； 
OX-代表羧基、烷氧基、磺酸基或磷氧基基团； 
R′代表长碳键烷烃基； 
Y代表氨基和双键能与热固性聚合物反应的基团； 
n是2或3。 
优选地例如自异丙基三硬脂酸钛酸酯（CAS61417-49-0）、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、（CAS65460-52-8）或异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯（CAS67691-13-8）。 
所述的双金属复合偶联剂是铝钛复合偶联剂OL－AT1618或铝锆复合偶联剂HY-031，例如杭州杰西卡化工有限公司销售的铝锆复合偶联剂HY-031。 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用高速混合机在转速200-300rpm的条件下混合3-5分钟，得到一种混合均匀物料。 
使用高速混合机进行混合主要是将纳米银-透明载体材料混合物与表面处理透明聚丙烯基料进行均匀混合。高速混合机的转速太高，或者混合时间过长均会对前面步骤处理的物料表面有不利的影响。而转速太低和时间过短会使物料混合不匀，也影响产品均匀度和性能。 
本发明使用的高速混合机是目前市场上销售的产品，例如由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A售的高速混合机。 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到双螺杆挤出机组，在加热温度180-200℃、主机转速200-230转/分与喂料频率18-24Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
本发明使用的双螺杆挤出机组是南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机。 
在本发明中，所使用的聚丙烯树脂为熔指5-40g/10min的聚丙烯树脂，例如韩国三星TOTAL的RJ580，法国TOTAL的MR10MXO。 
采用本发明方法制备的聚丙烯母粒进行了光学性能、抗菌性能测试。将采用本发明方法制备得到的抗菌PP母粒，以4重量%比例加入到透明PP基料中，通过注塑制的抗菌透明PP片材。 
按照QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》标准测试，所述抗菌透明PP片材对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率≥99.9％，抗菌率越高代表抗菌性能越优异，抗菌率大于90%一般被认为是合格的抗菌材料。 
按照国际标准ISO14782，对所述抗菌透明PP片材的全光线透过率进行了测定。全光线透过率越高，产品透明性愈好。其测定结果列于表1中。 
表1：透明抗菌聚丙烯制品的特性 
Figure BDA0000475168270000081
表1的结果清楚地表明，使用本发明聚丙烯母粒制成的制品对大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上，说明本发明聚丙烯母粒可以用于生产高透明的抗菌聚丙烯 制品。 
使用由本发明方法制备的PP母粒生产的聚丙烯制品的抗菌性能优异，透明度高。本发明使用纳米抗菌剂，并采用稳定、分散、加工工艺以及表面处理技术，使得抗菌组分在材料中均匀分散，保持了高透明PP料的高透光性，产品的透明性得到了极大的保持和发挥。 
[有益效果] 
本发明的有益效果是：本发明使用纳米抗菌剂，并采用稳定、分散、加工工艺以及表面处理技术，使得抗菌组分在材料中均匀分散，保持了高透明PP料的高透光性，产品的透明性得到了极大的保持和发挥。使用由本发明方法制备的PP母粒生产的聚丙烯制品的抗菌性能优异，大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上。 
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。 
实施例1：聚丙烯母粒的制备 
该实施例实施步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将2重量份博爱新开源制药有限公司以商品名NKY
Figure BDA0000475168270000091
PVPK销售的聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到15重量份北京崇高纳米科技有限公司以牌号CAG-6000销售的纳米银抗菌剂溶液中，使用启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨在转速1500rpm的条件下进行稳定化处理3分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加5重量份由宁波孚美化工以商品名PEW-9销售的低分子蜡透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度72℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将1.0重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联分散剂加到77重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A销售的高速混合机在转速500rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理3分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用所述的高速混合机在转速200rpm的条件下混合3分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到由南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机组，在加热温度180℃、主机转速200转/分与喂料频率20Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
按照以透明聚丙烯基料计4%的比例，将本实施例制得的聚丙烯母粒加入到透明聚丙烯基料中，采用注塑方法制得抗菌透明PP片材，按照本说明书描述的方法检测对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率以及全光线透过率测定方法。将测试的结果列于下表2中。 
表2：本实施例制备的透明抗菌聚丙烯制品特性 
实施例2：聚丙烯母粒的制备 
该实施例实施步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1重量份焦作中维化工有限公司以商品名PVP-K均聚系列销售的聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到5重量份北京崇高纳米科技有限公司 以牌号CAG-6000销售的纳米银抗菌剂溶液中，使用启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨。在转速1550rpm的条件下进行稳定化处理4分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加4重量份由香港南星化工公司以产品牌号为295-A销售的低分子蜡透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度75℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.3重量份SG-Al821偶联分散剂加到89.7重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A销售的高速混合机在转速600rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理4分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用所述的高速混合机在转速250rpm的条件下混合4分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到由南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机组，在加热温度200℃、主机转速230转/分与喂料频率18Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
按照以透明聚丙烯基料计4%的比例，将本实施例制得的聚丙烯母粒加入到透明聚丙烯基料中，采用注塑方法制得抗菌透明PP片材，按照本说明书描述的方法检测对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率以及全光线透过率测定方法。将测试的结果列于下表3中。 
表3：本实施例制备的透明抗菌聚丙烯制品特性 
Figure BDA0000475168270000121
实施例3：聚丙烯母粒的制备 
该实施例实施步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1.5重量份上海维酮材料科技有限公司以商品名聚乙烯吡咯烷酮销售的聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到10重量份北京崇高纳米科技有限公司以牌号CAG-6000销售的纳米银抗菌剂溶液中，使用启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨。在转速1600rpm的条件下进行稳定化处理5.0分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加4重量份宁波孚美化工以商品名PEW-10销售的低分子蜡透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度78℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.5重量份异丙基三硬脂酸钛酸酯偶联分散剂加到84重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A销售的高速混合机在转速500rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理5分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用所述的高速混合机在转速300rpm的条件下混合5分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到由南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机组，在加热温度180℃、主机转速200转/ 分与喂料频率20Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
按照以透明聚丙烯基料计4%的比例，将本实施例制得的聚丙烯母粒加入到透明聚丙烯基料中，采用注塑方法制得抗菌透明PP片材，按照本说明书描述的方法检测对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率以及全光线透过率测定方法。将测试的结果列于下表4中。 
表4：本实施例制备的透明抗菌聚丙烯制品特性 
Figure BDA0000475168270000131
实施例4：聚丙烯母粒的制备 
该实施例实施步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1.2重量份上海维酮材料科技有限公司以商品名聚乙烯吡咯烷酮销售的聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到1重量份北京崇高纳米科技有限公司以牌号CAG-6000销售的纳米银抗菌剂溶液中，使用启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨。在转速1500rpm的条件下进行稳定化处理3.6分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加3重量份由燕山石化生产的PP聚丙烯粉料透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度75℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.6重量份铝钛复合偶联剂OL－AT1618偶联分散剂加到75重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A销售的高速混合机在转速600rpm的条件下对所述的透明聚丙烯 基料进行表面处理3.6分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用所述的高速混合机在转速250rpm的条件下混合3.6分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到由南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机组，在加热温度200℃、主机转速230转/分与喂料频率22Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
按照以透明聚丙烯基料计4%的比例，将本实施例制得的聚丙烯母粒加入到透明聚丙烯基料中，采用注塑方法制得抗菌透明PP片材，按照本说明书描述的方法检测对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率以及全光线透过率测定方法。将测试的结果列于下表5中。 
表5：本实施例制备的透明抗菌聚丙烯制品特性 
Figure BDA0000475168270000141
实施例5：聚丙烯母粒的制备 
该实施例实施步骤如下： 
Ａ、稳定化处理 
将1.8重量份博爱新开源制药有限公司以商品名NKY
Figure BDA0000475168270000142
PVPK销售的聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到20重量份北京崇高纳米科技有限公司以牌号CAG-6000销售的纳米银抗菌剂溶液中，使用启东市华宇机械制造有限公司销售的型号为HYA80/24高剪切胶体磨。在转速1600rpm的条件下进行稳定化处理4.5分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液； 
B、蒸馏 
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加3重量份燕山石化生产的PP聚丙烯粉料透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度75℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物； 
C、透明聚丙烯基料表面处理 
将0.8重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联分散剂加到90重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用由张家港格兰机械有限公司以商品名SHR-100A销售的高速混合机在转速550rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理4.5分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料； 
D、混合 
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用所述的高速混合机在转速300rpm的条件下混合4.5分钟，得到一种混合均匀物料； 
E、熔融挤出 
将步骤D得到的混合均匀物料送到由南京科亚化工成套设备有限公司生产的ф-65型同向双螺杆挤出机组，在加热温度190℃、主机转速230转/分与喂料频率24Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。 
按照以透明聚丙烯基料计4%的比例，将本实施例制得的聚丙烯母粒加入到透明聚丙烯基料中，采用注塑方法制得抗菌透明PP片材，按照本说明书描述的方法检测对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率以及全光线透过率测定方法。将测试的结果列于下表6中。 
表6：本实施例制备的透明抗菌聚丙烯制品特性 
Figure BDA0000475168270000151
上述实施例1-5的实施结果清楚地表明，本发明的聚丙烯母粒保持了高透明PP料的高透光性，由本发明方法制备的PP母粒生产的聚丙烯制品的抗菌性能优异，大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上。 

Claims (10)

1.一种用于生产高透明抗菌聚丙烯制品的聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
Ａ、稳定化处理
将1-2重量份聚乙烯吡咯烷酮高分子胶体保护剂加到1-20重量份纳米银抗菌剂溶液中，使用胶体分散磨在转速1500-1600rpm的条件下进行稳定化处理3-5分钟，得到稳定的纳米银抗菌剂溶液；
B、蒸馏
往步骤A得到的稳定纳米银抗菌剂溶液中添加3-5重量份透明载体材料，然后混合均匀，再在蒸馏温度72-78℃的条件下进行蒸馏除去其中的溶剂，得到纳米银-透明载体材料混合物；
C、透明聚丙烯基料表面处理
将0.3-1.0重量份偶联分散剂加到75-90重量份透明聚丙烯树脂中，然后使用高速混合机在转速500-600rpm的条件下对所述的透明聚丙烯基料进行表面处理3-5分钟，得到表面处理的透明聚丙烯基料；
D、混合
把在步骤B得到的纳米银-透明载体材料混合物加到在步骤C得到的表面处理透明聚丙烯基料中，然后使用高速混合机在转速200-300rpm的条件下混合3-5分钟，得到一种混合均匀物料；
E、熔融挤出
将步骤D）得到的混合均匀物料送到双螺杆挤出机组，在加热温度180-200℃、主机转速200-230转/分与喂料频率18-24Hz的条件下进行熔融挤出，得到所述的聚丙烯母粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于聚乙烯吡咯烷酮的分子量是30000-90000。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于在所述的纳米银抗菌剂溶液中，银的粒径是20-30nm，银的含量是6000ppm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的透明载体材料是低分子蜡或聚丙烯粉料。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或者双金属复合偶联分散剂的偶联分散剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的硅烷系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物：
RnSiX(4-n)
式中：
R代表甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基或丙烯酰氧丙基官能团；
X代表烷氧基、芳氧基、酰基或氯基基团。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的铝酸酯系列偶联分散剂是SG-Al821、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF或ASA。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的钛酸酯系列偶联分散剂是具有下述通式的化合物：
ROO(4-n)Ti(OX-R′Y)n
式中：
RO-代表可水解水解的短链烷氧基官能团；
OX-代表羧基、烷氧基、磺酸基或磷氧基基团；
R′代表长碳键烷烃基；
Y代表氨基和双键能与热固性聚合物反应的基团；
n是2或3。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的双金属复合偶联剂是铝钛复合偶联剂OL－AT1618或铝锆复合偶联剂HY-031。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于于使用所述的聚丙烯母粒制成的制品具有下述特性：
对大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC6538P的抗菌率≥99.9％；全光线透过率是72.2%以上。
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