CN106188831A - 一种高寿命抗菌改性塑料颗粒 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种高寿命抗菌改性塑料颗粒，由以下成分制成：聚丙烯树脂、山梨醇酐单硬脂酸酯、黄原胶、丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯、环保增塑剂、硬脂酸钠、玻璃纤维、复合剂。本发明制备的复合剂与其它成分的协同作用制备的抗菌改性塑料拥有优异的抗菌性能，能有效地控制病菌等污染物的扩散，经过试验检测，本发明抗菌改性塑料在大肠杆菌5.3×10^5cfu/0.2mL的菌液浓度条件下其抗菌率达99.3%，在高温和氧的同时作用下不会出现明显的加快老化进程，长时间的使用温度上限为125‑128℃，短时间使用温度可高达138℃，并且，还拥有良好的耐寒性和减振性能，在‑35—‑40℃低温下不会发生催化，常温下能够吸取振动能量的13.5%‑23.4%。

Description

一种高寿命抗菌改性塑料颗粒
技术领域
本发明涉及塑料领域，特别是涉及一种高寿命抗菌改性塑料颗粒。
背景技术
目前，我们所使用的大部分家电、生活用具等有不少部件都采用了塑料，许多公用物品，如电话、电脑键盘、各种电器开关、少儿玩具等接触频繁的部件，也大量采用了塑料。由于平常使用中难免会接触带菌的人体、物体，因此在塑料表面可能沾染和滋生多种致病菌。人们在与之接触时就很容易受到细菌的感染，据英国苏格兰电话公司调查，感冒、咽炎、流行性脑膜炎、肝炎、红眼病、皮肤病、肺结核等十几种传染病可经使用电话这一途径而传播。为避免因使用塑料制品而发生的交叉感染，开发抗菌塑料对减疾病传播具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高寿命抗菌改性塑料颗粒，通过以下技术方案实现：
一种高寿命抗菌改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯树脂102、山梨醇酐单硬脂酸酯3、黄原胶1、丙烯酸树脂10、异戊橡胶0.5、聚己内酯0.5、环保增塑剂1、硬脂酸钠0.6、玻璃纤维2、复合剂1.8；
所述环保增塑剂按重量份计由以下成分制成：脂肪酸甲酯10、尿素0.2、柠檬酸三乙酯5、双氧水0.5、植物甾醇0.1；所述环保增塑剂的制备方法为：
①将尿素、柠檬酸三乙酯、植物甾醇添加到反应釜中，搅拌均匀后，加热至58℃，保温15分钟；
②将脂肪酸甲酯添加到反应釜中，与之前添加的物料搅拌均匀后，加热至67℃，保温10分钟；
③将双氧水添加到反应釜中，加热至72℃，压力调节至1.287MPa，以120r/min转速进行搅拌40分钟后，保温保压，静置1小时后，即得；
所述丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯经过共混处理：将丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯均匀混合后，快速加热至108℃，以90r/min速度搅拌25分钟后，添加混合物质量1%的马来酸，继续加热至112℃，以150r/min速度搅拌40分钟后，自然冷却至室温，即可；
所述复合剂按重量份计由以下成分制成：纳米二氧化钛4、纳米氧化锌2、纳米凹凸棒土15、纳米壳聚糖3所述复合剂的制备方法为：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米壳聚糖超声均匀分散于无水乙醇中，在持续加热条件下加入纳米凹凸棒土并不断搅拌，温度加热至68℃，即需停止继续升温，当在68℃下保温30分钟后，缓慢加入质量浓度为1.75%的柠檬酸溶液，以100r/min速度搅拌35分钟后，过滤，洗涤，烘干，即得。
一种高寿命抗菌改性塑料颗粒的制备方法，包括：
1）将聚丙烯树脂、山梨醇酐单硬脂酸酯、黄原胶均匀混合，初始温度加热至154℃，以200r/min转速搅拌15分钟后，添加经过共混处理的丙烯酸树脂和异戊橡胶与聚己内酯、环保增塑剂、硬脂酸钠、玻璃纤维、复合剂继续缓慢加热，温度升高至176℃为止，以250r/min速度搅拌30分钟后，通过高速搅拌共混开始进行预塑化；
2）将预塑化好的物料输送至挤出机，挤压塑化而成均匀的塑料颗粒，挤出处理的工艺条件为：一区温度201℃，二区温度221℃，三区温度251℃，四区温度271℃,停留时间为 2分钟，保压压力为36.5MPa,保压时间为15s。
本发明经过大量实验研究出的环保增塑剂增塑聚丙烯材料的拉伸强度、断裂伸长率与邻苯二甲酸酯类增塑聚丙烯材料性能相当，但是在低温性能方面，本发明制备的环保增塑剂效果比邻苯二甲酸酯类增塑剂更优秀。
由于聚丙烯树脂的耐寒性不如聚乙烯，本发明经过大量的实验研究，通过在聚丙烯树脂中添加经过共混处理的丙烯酸树脂、异戊橡胶和聚己内酯，能够极大的改善聚丙烯树脂的加工流变性，其耐寒性超过了普通聚乙烯树脂，拥有长期的耐寒性，并且，还极大的提高了本发明抗菌改性塑料的寿命。
本发明的有益效果是：本发明制备的复合剂与其它成分的协同作用制备的抗菌改性塑料拥有优异的抗菌性能，能有效地控制病菌等污染物的扩散，经过试验检测，本发明抗菌改性塑料在大肠杆菌5.3×10^5cfu/0.2mL的菌液浓度条件下其抗菌率达99.3%，同时本发明抗菌改性塑料的耐热性和耐光老化性也有极大的提升，在高温和氧的同时作用下不会出现明显的加快老化进程，长时间的使用温度上限为125-128℃，短时间使用温度可高达138℃，并且，还拥有良好的耐寒性和减振性能，在-35—-40℃低温下不会发生催化，常温下能够吸取振动能量的13.5%-23.4%；本发明抗菌改性塑料的寿命比普通聚丙烯树脂塑料的寿命提高了24%。
具体实施方式
一种高寿命抗菌改性塑料颗粒，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯树脂102、山梨醇酐单硬脂酸酯3、黄原胶1、丙烯酸树脂10、异戊橡胶0.5、聚己内酯0.5、环保增塑剂1、硬脂酸钠0.6、玻璃纤维2、复合剂1.8；
所述环保增塑剂按重量份计由以下成分制成：脂肪酸甲酯10、尿素0.2、柠檬酸三乙酯5、双氧水0.5、植物甾醇0.1；所述环保增塑剂的制备方法为：
①将尿素、柠檬酸三乙酯、植物甾醇添加到反应釜中，搅拌均匀后，加热至58℃，保温15分钟；
②将脂肪酸甲酯添加到反应釜中，与之前添加的物料搅拌均匀后，加热至67℃，保温10分钟；
③将双氧水添加到反应釜中，加热至72℃，压力调节至1.287MPa，以120r/min转速进行搅拌40分钟后，保温保压，静置1小时后，即得；
所述丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯经过共混处理：将丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯均匀混合后，快速加热至108℃，以90r/min速度搅拌25分钟后，添加混合物质量1%的马来酸，继续加热至112℃，以150r/min速度搅拌40分钟后，自然冷却至室温，即可；
所述复合剂按重量份计由以下成分制成：纳米二氧化钛4、纳米氧化锌2、纳米凹凸棒土15、纳米壳聚糖3所述复合剂的制备方法为：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米壳聚糖超声均匀分散于无水乙醇中，在持续加热条件下加入纳米凹凸棒土并不断搅拌，温度加热至68℃，即需停止继续升温，当在68℃下保温30分钟后，缓慢加入质量浓度为1.75%的柠檬酸溶液，以100r/min速度搅拌35分钟后，过滤，洗涤，烘干，即得。
一种高寿命抗菌改性塑料颗粒的制备方法，包括：
1）将聚丙烯树脂、山梨醇酐单硬脂酸酯、黄原胶均匀混合，初始温度加热至154℃，以200r/min转速搅拌15分钟后，添加经过共混处理的丙烯酸树脂和异戊橡胶与聚己内酯、环保增塑剂、硬脂酸钠、玻璃纤维、复合剂继续缓慢加热，温度升高至176℃为止，以250r/min速度搅拌30分钟后，通过高速搅拌共混开始进行预塑化；
2）将预塑化好的物料输送至挤出机，挤压塑化而成均匀的塑料颗粒，挤出处理的工艺条件为：一区温度201℃，二区温度221℃，三区温度251℃，四区温度271℃,停留时间为 2分钟，保压压力为36.5MPa,保压时间为15s。
本发明抗菌改性塑料性能测试：
密度g·cm³ 弯曲强度MPa 拉伸强度MPa 成型收缩率% 吸水率%
本发明 1.35 98 55 0.05 0.07
一般聚丙烯树脂塑料 1.42 80 46 0.15 0.2
表1
通过表1可以看出，本发明抗菌改性塑料比一般聚丙烯树脂塑料性能要优越。
对比本发明与对比例塑料的抗菌性（在大肠杆菌5.3×10^5cfu/0.2mL的菌液浓度条件下）：
抗菌性%
本发明 99.3
对比例1 68.2
对比例2 69.1
对比例3 60.9
对比例4 72.5
表2
对比例1： 将本发明中的复合剂换成等量的纳米二氧化钛，其它成分处理方法与制备方法与本发明相同；
对比例2：将本发明中的复合剂换成等量的纳米氧化锌，其它成分处理方法与制备方法与本发明相同；
对比例3：将本发明中的复合剂换成等量的纳米壳聚糖，其它成分处理方法与制备方法与本发明相同；
对比例4：添加与本发明相同量的纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米壳聚糖、纳米凹凸棒土，但是只是单纯混合添加，并不做其它处理，其它成分处理方法与制备方法与本发明相同；
由表2可知，采用本发明复合剂中单一成分或者不经过处理制成的塑料抗菌性会极大的降低。

Claims (2)

1.一种高寿命抗菌改性塑料颗粒，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：聚丙烯树脂102、山梨醇酐单硬脂酸酯3、黄原胶1、丙烯酸树脂10、异戊橡胶0.5、聚己内酯0.5、环保增塑剂1、硬脂酸钠0.6、玻璃纤维2、复合剂1.8；
所述环保增塑剂按重量份计由以下成分制成：脂肪酸甲酯10、尿素0.2、柠檬酸三乙酯5、双氧水0.5、植物甾醇0.1；所述环保增塑剂的制备方法为：
①将尿素、柠檬酸三乙酯、植物甾醇添加到反应釜中，搅拌均匀后，加热至58℃，保温15分钟；
②将脂肪酸甲酯添加到反应釜中，与之前添加的物料搅拌均匀后，加热至67℃，保温10分钟；
③将双氧水添加到反应釜中，加热至72℃，压力调节至1.287MPa，以120r/min转速进行搅拌40分钟后，保温保压，静置1小时后，即得；
所述丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯经过共混处理：将丙烯酸树脂、异戊橡胶、聚己内酯均匀混合后，快速加热至108℃，以90r/min速度搅拌25分钟后，添加混合物质量1%的马来酸，继续加热至112℃，以150r/min速度搅拌40分钟后，自然冷却至室温，即可；
所述复合剂按重量份计由以下成分制成：纳米二氧化钛4、纳米氧化锌2、纳米凹凸棒土15、纳米壳聚糖3所述复合剂的制备方法为：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米壳聚糖超声均匀分散于无水乙醇中，在持续加热条件下加入纳米凹凸棒土并不断搅拌，温度加热至68℃，即需停止继续升温，当在68℃下保温30分钟后，缓慢加入质量浓度为1.75%的柠檬酸溶液，以100r/min速度搅拌35分钟后，过滤，洗涤，烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的一种高寿命抗菌改性塑料颗粒的制备方法，其特征在于，包括：
1）将聚丙烯树脂、山梨醇酐单硬脂酸酯、黄原胶均匀混合，初始温度加热至154℃，以200r/min转速搅拌15分钟后，添加经过共混处理的丙烯酸树脂和异戊橡胶与聚己内酯、环保增塑剂、硬脂酸钠、玻璃纤维、复合剂继续缓慢加热，温度升高至176℃为止，以250r/min速度搅拌30分钟后，通过高速搅拌共混开始进行预塑化；
2）将预塑化好的物料输送至挤出机，挤压塑化而成均匀的塑料颗粒，挤出处理的工艺条件为：一区温度201℃，二区温度221℃，三区温度251℃，四区温度271℃,停留时间为 2分钟，保压压力为36.5MPa,保压时间为15s。
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