CN108659330A - 一种具有抗菌功能的塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌功能的塑料，包括以下重量份的原料：线性低密度聚乙烯36‑42份、氨基酸衍生环氧树脂28‑32份、改性硅酸盐矿物8‑12份、抗菌增强剂8‑14份、羟苯甲酯6‑10份、吡啶硫酮锌3‑6份、硝酸银2‑4份、JY‑01硅烷偶联剂4‑8份。本发明的目的是提供一种具有抗菌功能的塑料，该塑料在现有基础上进一步研发，制备的塑料抗菌性能得到很大改善，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

Description

一种具有抗菌功能的塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的塑料及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，塑料的主要成分是树脂，树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物，树脂约占塑料总重量的40%~100%，塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用，有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等，塑料不同性能决定了其在生活在工业中的用途，因此需不断的进行研发制备出性能更优异的塑料。
现有中国专利文献（公开号：CN101550250B）公开了一种长效广谱抗菌聚丙烯塑料，由如下质量份的组份组成：聚丙烯 100份；吡啶硫酮锌 0.5～5份；抗氧剂 0.5～2份；分散剂1～2份，该发明采用抗菌原料为吡啶硫酮锌，抗菌性还有待提高。
中国专利文献（公开号：CN107778726A）公开了一种包装用抗菌防霉塑料薄膜及其制备方法，按照原料重量组份分成，聚氯乙烯42-44份、线性低密度聚乙烯树脂28-30份、聚碳酸酯17-19份、亚麻纤维10-12份、磷酸锆锌3-5份、硬脂酸镁2-4份、醋酸丁酸纤维素2-4份、二氧化硅4-6份、高岭土3-5份、载银沸石粉 4-6份、微晶石蜡5-7份、聚醚亚胺2-4份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1-3份、增塑剂1-3份、稳定剂1-3份，原料不同，所制得的材料抗菌性就不同，继而本发明通过大量实验进行研发，进一步改善塑料抗菌性能。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有抗菌功能的塑料，该塑料在现有基础上进一步研发，制备的塑料抗菌性能得到很大改善，具有较高的使用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种具有抗菌功能的塑料，包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯36-42份、氨基酸衍生环氧树脂28-32份、改性硅酸盐矿物8-12份、抗菌增强剂8-14份、羟苯甲酯6-10份、吡啶硫酮锌3-6份、硝酸银2-4份、JY-01硅烷偶联剂4-8份。
优选地，所述具有抗菌功能的塑料包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯36-40份、氨基酸衍生环氧树脂30-32份、改性硅酸盐矿物10-12份、抗菌增强剂10-14份、羟苯甲酯8-10份、吡啶硫酮锌4-6份、硝酸银3-4份、JY-01硅烷偶联剂6-8份。
优选地，所述具有抗菌功能的塑料包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯39份、氨基酸衍生环氧树脂30份、改性硅酸盐矿物10份、抗菌增强剂11份、羟苯甲酯8份、吡啶硫酮锌4.5份、硝酸银3份、JY-01硅烷偶联剂6份。
优选地，所述改性硅酸盐矿物制备方法为将硅酸盐矿物加入到质量分数为20-30%四氯化钛溶液中进行溶解，随后加入质量分数为8%氢氧化钠溶液、纳米二氧化钛，搅拌转速为105-115r/min，搅拌时间为35-45min，随后用乙醇进行清洗至溶液中性，再向其中加入质量分数为5%盐酸溶液，过滤、干燥、粉碎即得改性硅酸盐矿物。
优选地，所述硅酸盐矿物、纳米二氧化钛物质的质量比为3:1。
优选地，所述抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比（9-11）：（5-9）：3组成的混合物。
优选地，所述抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比10：7：3组成的混合物。
优选地，所述预处理沸石粉制备方法为将沸石粉进行球磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为45min，随后在乙醇溶液中超声分散，分散6-12min，随后在85℃下烘干，即得预处理沸石粉。
本发明还提供了一种具有抗菌功能的塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散10-20min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至125-135℃，保温25-35min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1250-1350r/min，搅拌时间45-55min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在165-175℃下保温15-25min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
优选地，所述具有抗菌功能的塑料制备方法为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散15min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至130℃，保温30min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1300r/min，搅拌时间50min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在170℃下保温20min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明采用的线性低密度聚乙烯无毒、绿色环保，具有耐冲击强度、抗撕裂强度，氨基酸衍生环氧树脂具有相容性好，与基材具有好的粘接性，原料之间相互协调搭配，提高了塑料的综合性能，羟苯甲酯具有广谱抗菌活性，能抑制革兰氏阴性、阳性细菌，吡啶硫酮锌可抑制革兰氏阳性、阴性细菌及霉菌的生长，二者具有协同作用，提高抗菌效果。
（2）香蕉纤维具有抗菌性强、易降解，牛奶纤维具有极好的天然抑菌功能，二者复配通过沸石粉作为载体，沸石粉比表面积大，提高材料的抗菌性能。
（3）硅酸盐矿物含有Fe、Cu等元素，能够进入细菌细胞内，破坏细胞质，达到抑制细菌增殖目的，同时经过纳米二氧化钛改性，纳米二氧化钛无毒，催化活性高，具有良好的分散性，可增大与细菌接触面积。
（4）从实施例3及对比例1-4得出，本发明实施例3相对于对比例3大肠杆菌抗菌率提高了0.6%，金色葡萄球菌杀菌率提高了0.6%，实施例3相对于对比例4大肠杆菌抗菌率提高了0.9%，金色葡萄球菌杀菌率提高了0.7%。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的本发明提供了一种具有抗菌功能的塑料，包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯36份、氨基酸衍生环氧树脂28份、改性硅酸盐矿物8份、抗菌增强剂8份、羟苯甲酯6份、吡啶硫酮锌3份、硝酸银2份、JY-01硅烷偶联剂4份。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将硅酸盐矿物加入到质量分数为20%四氯化钛溶液中进行溶解，随后加入质量分数为8%氢氧化钠溶液、纳米二氧化钛，搅拌转速为105r/min，搅拌时间为35min，随后用乙醇进行清洗至溶液中性，再向其中加入质量分数为5%盐酸溶液，过滤、干燥、粉碎即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物、纳米二氧化钛物质的质量比为3:1。
本实施例的抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比9：5：3组成的混合物。
本实施例的预处理沸石粉制备方法为将沸石粉进行球磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为45min，随后在乙醇溶液中超声分散，分散6min，随后在85℃下烘干，即得预处理沸石粉。
本实施例的一种具有抗菌功能的塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散10min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至125℃，保温25min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1250-1350r/min，搅拌时间45min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在165℃下保温15min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
实施例2.
本实施例的本发明提供了一种具有抗菌功能的塑料，包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯42份、氨基酸衍生环氧树脂32份、改性硅酸盐矿物12份、抗菌增强剂14份、羟苯甲酯10份、吡啶硫酮锌6份、硝酸银4份、JY-01硅烷偶联剂8份。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将硅酸盐矿物加入到质量分数为20%四氯化钛溶液中进行溶解，随后加入质量分数为8%氢氧化钠溶液、纳米二氧化钛，搅拌转速为105r/min，搅拌时间为35min，随后用乙醇进行清洗至溶液中性，再向其中加入质量分数为5%盐酸溶液，过滤、干燥、粉碎即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物、纳米二氧化钛物质的质量比为3:1。
本实施例的抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比11：9：3组成的混合物。
本实施例的预处理沸石粉制备方法为将沸石粉进行球磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为45min，随后在乙醇溶液中超声分散，分散12min，随后在85℃下烘干，即得预处理沸石粉。
本实施例的一种具有抗菌功能的塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散20min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至135℃，保温35min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1350r/min，搅拌时间55min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在175℃下保温25min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
实施例3.
本实施例的本发明提供了一种具有抗菌功能的塑料，包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯39份、氨基酸衍生环氧树脂30份、改性硅酸盐矿物10份、抗菌增强剂11份、羟苯甲酯8份、吡啶硫酮锌4.5份、硝酸银3份、JY-01硅烷偶联剂6份。
本实施例的改性硅酸盐矿物制备方法为将硅酸盐矿物加入到质量分数为25%四氯化钛溶液中进行溶解，随后加入质量分数为8%氢氧化钠溶液、纳米二氧化钛，搅拌转速为110r/min，搅拌时间为40min，随后用乙醇进行清洗至溶液中性，再向其中加入质量分数为5%盐酸溶液，过滤、干燥、粉碎即得改性硅酸盐矿物。
本实施例的硅酸盐矿物、纳米二氧化钛物质的质量比为3:1。
本实施例的抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比10：7：3组成的混合物。
本实施例的预处理沸石粉制备方法为将沸石粉进行球磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为45min，随后在乙醇溶液中超声分散，分散9min，随后在85℃下烘干，即得预处理沸石粉。
本实施例的一种具有抗菌功能的塑料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散15min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至130℃，保温30min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1300r/min，搅拌时间50min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在170℃下保温20min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性硅酸盐矿物。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是抗菌增强剂。
对比例3.
采用中国专利文献（公开号：CN101550250B）公开了一种长效广谱抗菌聚丙烯塑料中实施例2的原料及方法。
对比例4.
中国专利文献（公开号：CN107778726A）公开了一种包装用抗菌防霉塑料薄膜及其制备方法中实施例2的原料及方法。
实施例3及对比例1-4性能测试结果如下
大肠杆菌抗菌率（%） 金色葡萄球菌杀菌率（%）
实施例3 99.8 99.7
对比例1 99.2 99.3
对比例2 99.4 99.5
对比例3 99.2 99.1
对比例4 98.9 99.0
从实施例3及对比例1-4得出，本发明实施例3相对于对比例3大肠杆菌抗菌率提高了0.6%，金色葡萄球菌杀菌率提高了0.6%，实施例3相对于对比例4大肠杆菌抗菌率提高了0.9%，金色葡萄球菌杀菌率提高了0.7%。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯36-42份、氨基酸衍生环氧树脂28-32份、改性硅酸盐矿物8-12份、抗菌增强剂8-14份、羟苯甲酯6-10份、吡啶硫酮锌3-6份、硝酸银2-4份、JY-01硅烷偶联剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述具有抗菌功能的塑料包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯36-40份、氨基酸衍生环氧树脂30-32份、改性硅酸盐矿物10-12份、抗菌增强剂10-14份、羟苯甲酯8-10份、吡啶硫酮锌4-6份、硝酸银3-4份、JY-01硅烷偶联剂6-8份。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述具有抗菌功能的塑料包括以下重量份的原料：
线性低密度聚乙烯39份、氨基酸衍生环氧树脂30份、改性硅酸盐矿物10份、抗菌增强剂11份、羟苯甲酯8份、吡啶硫酮锌4.5份、硝酸银3份、JY-01硅烷偶联剂6份。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述改性硅酸盐矿物制备方法为将硅酸盐矿物加入到质量分数为20-30%四氯化钛溶液中进行溶解，随后加入质量分数为8%氢氧化钠溶液、纳米二氧化钛，搅拌转速为105-115r/min，搅拌时间为35-45min，随后用乙醇进行清洗至溶液中性，再向其中加入质量分数为5%盐酸溶液，过滤、干燥、粉碎即得改性硅酸盐矿物。
5.根据权利要求4所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述硅酸盐矿物、纳米二氧化钛物质的质量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比（9-11）：（5-9）：3组成的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述抗菌增强剂为香蕉纤维、牛奶纤维、预处理沸石粉按照重量比10：7：3组成的混合物。
8.根据权利要求6所述的一种具有抗菌功能的塑料，其特征在于，所述预处理沸石粉制备方法为将沸石粉进行球磨，球磨速度为400r/min，球磨时间为45min，随后在乙醇溶液中超声分散，分散6-12min，随后在85℃下烘干，即得预处理沸石粉。
9.一种制备如权利要求1或2所述的具有抗菌功能的塑料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散10-20min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至125-135℃，保温25-35min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1250-1350r/min，搅拌时间45-55min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在165-175℃下保温15-25min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
10.根据权利要求9所述的一种具有抗菌功能的塑料的制备方法，其特征在于，所述具有抗菌功能的塑料制备方法为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将改性硅酸盐矿物进行超声分散，分散15min，得到混合物A，随后将线性低密度聚乙烯、氨基酸衍生环氧树脂升温至130℃，保温30min，随后向其中加抗菌增强剂、羟苯甲酯、吡啶硫酮锌、硝酸银、JY-01硅烷偶联剂搅拌速度1300r/min，搅拌时间50min，得到混合物B；
步骤三，将步骤二得到混合物B送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出后在170℃下保温20min，随后再冷却至室温，即得具有抗菌功能的塑料。
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