CN108752683A - 一种抗菌透气塑料母粒及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌透气塑料母粒及其制备方法，包括以下组分及其重量份：茂金属线型低密度聚乙烯15‑25份，低密度聚乙烯50‑70份，等规聚丙烯5‑8份，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物3‑6份，无机微粒粉体40‑48份，纳米级竹香炭微粉2‑5份，聚邻苯二甲酰胺0.2‑0.4份，硅酸盐载银无机抗菌剂0.1‑0.2份，甘油三肉豆蔻酸酯0.5‑2份，硬脂醇0.3‑0.8份，油酸酰胺0.1‑0.5份，抗氧剂0.5‑1份，液体石蜡1‑1.5份，硬脂酸单甘油酯1‑2份。本发明制备的塑料母粒具有优秀的力学性能，同时集抗菌性和透气性为一体，不仅用料环保，而且制备的能耗低，成本低，单机产出量高，其加工而成的塑料薄膜在纸尿裤、卫生巾和医用手术服等领域具有极高的应用价值。

Description

一种抗菌透气塑料母粒及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，尤其是涉及的是一种抗菌透气塑料母粒及制备方法与应用。
背景技术
高透气性聚乙烯流延薄膜具有透气量大(且不透水)、质地柔软、力学性能好、卫生环保等特点，已广泛地应用于医疗护理用品、卫生用品、日用制品、食品包装、电子电器包装、建筑墙体防霉等领域。用于生产高透气性聚乙烯流延薄膜的专用树脂在生产过程中对无机物填料颗粒度大小、粒度分布范围要求严格，对于配方体系的设计、加工工艺过程的控制要求较高，因此，尽管有不少单位进行了研究和开发，但诸多品牌型号的产品质量仍是参差不齐且价格偏高。同时，因为这种专用树脂制成的透气薄膜多用于卫生、食品、医疗领域，我们更加希望这种专用树脂能具备更优异的抗菌性能，然而，目前市面上并没有令人满意的类型产品，对于相关产品的研发也少见报道。
中国专利200410093203.6公开了一种薄膜用抗菌透水塑料粒料，系由线性低密度聚乙烯LLDPE和低密度聚乙烯LDPE组成基体树脂，通过添加无机粉体抗菌母粒，弹性体树脂，润滑剂，抗氧剂，经捏和挤出加热塑化造粒而成。抗菌添加物无机粉体抗菌母粒，由于是纯粹的粉体，在生成过程中要先进行表面改性处理，生产工艺复杂，且粉体在透气膜基材中分散度低，在达到相同抗菌效果时，薄膜中的重金属含量远高于使用试剂型的抗菌添加物的薄膜，不利环保和成本控制。
中国专利201511004117.8公开了一种聚烯烃透气膜专用母料，包括以质量百分比计，重质碳酸钙粉体80％-85％，偶联剂1％-2％，PE蜡1％-2％，线性低密度聚乙烯树脂5％-10％，低密度聚乙烯树脂6％-12％，该发明尽管通过大幅度增加无机填充料含量，降低了原材料成本，但其延展性和拉伸强度也因此受到削弱，加工时易发生膜面断裂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种力学性能优秀，成本较低，同时具有抗菌和透气功能的塑料母粒及其制备方法和以该塑料母粒制备的塑料薄膜的应用。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种抗菌透气塑料母粒，包括以下组分及其重量份：茂金属线型低密度聚乙烯15-25份，低密度聚乙烯50-70份，等规聚丙烯5-8份，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物3-6份，无机微粒粉体40-48份，纳米级竹香炭微粉2-5份，聚邻苯二甲酰胺0.2-0.4份，硅酸盐载银无机抗菌剂0.1-0.2份，甘油三肉豆蔻酸酯0.5-2份，硬脂醇0.3-0.8份，油酸酰胺0.1-0.5份，抗氧剂0.5-1份，液体石蜡1-1.5份，硬脂酸单甘油酯1-2份。
所述按重量份比的茂金属线型低密度聚乙烯：低密度聚乙烯：等规聚丙烯：二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物为5:17:2:1。
所述茂金属线型低密度聚乙烯为采用茂金属催化体系制备的聚乙烯，密度为0.92-0.94g/cm3,重均分子量为11～14×104。
所述低密度聚乙烯的重均分子量为2～6×104。
所述等规聚丙烯的重均分子量为1～5×105。
所述无机微粒粉体是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、硅石、二氧化硅中的一种或多种。
所述无机微粒粉体粒径D90为1-3um。
所述抗氧剂是受阻酚类抗氧剂。
一种抗菌透气塑料母粒的制备方法：
(1)将无机微粒粉体，纳米级竹香炭微粉置于混合机中，加入硬脂酸单甘油酯，常温搅拌20min，界面改性后成原料1；
(2)称取重量份数茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和等规聚丙烯置于搅拌机中拌和均匀后送入高速捏合机中，然后依次加入二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物，甘油三肉豆蔻酸酯，硬脂醇，原料1，聚邻苯二甲酰胺，油酸酰胺，抗氧剂，液体石蜡，两次投料的间隔时间不小于3min，捏合机温度不超过90℃，100r/min下搅拌15min，制成膏状的原料2；
(3)将原料2转入破碎机冷却破碎，然后经排气式双螺杆造粒机造粒，过滤网的网孔为240目，双螺杆挤出造粒工艺为：加料段温度为80-95℃，中间塑化段温度控制在100-120℃，均化段温度控制在130-150℃，口模温度为140-160℃，螺杆转速为250r/min。
所述的抗菌透气塑料母粒制成的塑料薄膜在纸尿裤、卫生巾和医用手术服方面的应用。
通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明由特定质量份数的茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、等规聚丙烯、二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物形成不同相容性的微区结构，本发明的塑料母粒在制备透气膜流延或吹塑后再进行拉伸时，这些微区结构所产生的缺陷和不能被拉伸的无机粒子最终形成可透过水蒸气而无法透过液体液滴的微孔，实现优异的透气性能；
(2)本发明使用的纳米级竹香炭微粉具有天然的抗菌性能，同时与硅酸盐载银无机抗菌剂形成协同作用，使产品产生意料之外的抗菌效果，与同性能的类型产品相比，重金属含量更低，更加绿色环保；
(3)本发明中的茂金属线型低密度聚乙烯在保持优异的薄膜性能的同时，实现了薄膜厚度的减薄，强化薄膜的挤出加工性能；
(4)甘油三肉豆蔻酸酯和硬脂醇的复配而成的内外润滑体系，不但能防止聚合物粘着料筒，抑制摩擦生热，防止聚合物材料的热劣化；在挤出成型时，提高流动性，改善聚合物料与料筒和模具的黏附性，防止并减少滞留物，使本发明产品具有更好的纯净度和加工性能，降低挤出能耗，能耗低，成本低，单机产出量高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明。
按表1所示配方组成称取重量份数的组分，并按如下步骤制成本发明所述的抗菌透气塑料母粒：(1)将无机微粒粉体，纳米级竹香炭微粉置于混合机中，加入硬脂酸单甘油酯，常温搅拌20min，界面改性后成原料1；
(2)称取重量份数茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和等规聚丙烯置于搅拌机中拌和均匀后送入高速捏合机中，然后依次加入二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物，甘油三肉豆蔻酸酯，硬脂醇，原料1，聚邻苯二甲酰胺，油酸酰胺，抗氧剂，液体石蜡，两次投料的间隔时间不小于3min，捏合机温度不超过90℃，100r/min下搅拌15min，制成膏状的原料2；
(3)将原料2转入破碎机冷却破碎，然后经排气式双螺杆造粒机造粒，过滤网的网孔为240目，双螺杆挤出造粒工艺为：加料段温度为80-95℃，中间塑化段温度控制在100-120℃，均化段温度控制在130-150℃，口模温度为140-160℃，螺杆转速为250r/min。
更进一步的将表1中所示实施例制得的塑料母粒通过流延、拉伸得到透气膜，透气膜的性能测试结果如表2所示。
表1所示实施例中，茂金属线型低密度聚乙烯为采用茂金属催化体系制备的聚乙烯，密度为0.92-0.94g/cm3,重均分子量为11～14×104；低密度聚乙烯的重均分子量为2～6×104；等规聚丙烯的重均分子量为1～5×105；无机微粒粉体是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、硅石、二氧化硅中的一种或多种，无机微粒粉体粒径D90为1-3um；抗氧剂是受阻酚类抗氧剂。
本发明抗菌透气塑料母粒制成的塑料薄膜在应用于纸尿裤、卫生巾和医用手术服等方面时，性价比优秀。
表1：塑料母粒配方实例
表2塑料母粒加工成膜后的性能
对比实施例1中，茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、等规聚丙烯、二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物形成的体系被破坏，产品的透气性能下降明显；
对比实施例2中，茂金属线型低密度聚乙烯：低密度聚乙烯：等规聚丙烯：二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物的重量份比为5:17:2:1，取得了较佳的产品透气率；
对比实施例3中，只使用硅酸盐载银无机抗菌剂，产品的抗菌性未能达到预期效果。
产品对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抗菌率均高于90％；撕裂强度3-4N，拉伸强度14-16MPa，水蒸气透过率可达4800g/(㎡.24h)，具有突出的透气性、抗菌性和优秀力学性能。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌透气塑料母粒，其特征在于，包括以下组分及其重量份：茂金属线型低密度聚乙烯15-25份，低密度聚乙烯50-70份，等规聚丙烯5-8份，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物3-6份，无机微粒粉体40-48份，纳米级竹香炭微粉2-5份，聚邻苯二甲酰胺0.2-0.4份，硅酸盐载银无机抗菌剂0.1-0.2份，甘油三肉豆蔻酸酯0.5-2份，硬脂醇0.3-0.8份，油酸酰胺0.1-0.5份，抗氧剂0.5-1份，液体石蜡1-1.5份，硬脂酸单甘油酯1-2份。
2.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、等规聚丙烯、二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物按重量份比为5:17:2:1。
3.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述茂金属线型低密度聚乙烯为采用茂金属催化体系制备的聚乙烯，密度为0.92-0.94g/cm3,重均分子量为11～14×104。
4.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述低密度聚乙烯的重均分子量为2～6×104。
5.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述等规聚丙烯的重均分子量为1～5×105。
6.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述无机微粒粉体是重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、钛白粉、硅石、二氧化硅中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述无机微粒粉体粒径D90为1-3μm。
8.根据权利要求1所述的抗菌透气塑料母粒，其特征在于：所述抗氧剂是受阻酚类抗氧剂。
9.一种抗菌透气塑料母粒的制备方法，其特征在于：
（1）将无机微粒粉体，纳米级竹香炭微粉置于混合机中，加入硬脂酸单甘油酯，常温搅拌20min，界面改性后成原料1；
（2）称取重量份数茂金属线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和等规聚丙烯置于搅拌机中拌和均匀后送入高速捏合机中，然后依次加入二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的嵌段共聚物，甘油三肉豆蔻酸酯，硬脂醇，原料1，聚邻苯二甲酰胺，油酸酰胺，抗氧剂，液体石蜡，两次投料的间隔时间不小于3min，捏合机温度不超过90℃，100r/min下搅拌15min，制成膏状的原料2；
（3）将原料2转入破碎机冷却破碎，然后经排气式双螺杆造粒机造粒，过滤网的网孔为240目，双螺杆挤出造粒工艺为：加料段温度为80-95℃，中间塑化段温度控制在100-120℃，均化段温度控制在130-150℃，口模温度为140-160℃，螺杆转速为250r/min。
10.权利要求1-8任一项所述的抗菌透气塑料母粒制成的塑料薄膜在纸尿裤、卫生巾和医用手术服方面的应用。
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