CN111909399A - 一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 - Google Patents
一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111909399A CN111909399A CN202010805741.2A CN202010805741A CN111909399A CN 111909399 A CN111909399 A CN 111909399A CN 202010805741 A CN202010805741 A CN 202010805741A CN 111909399 A CN111909399 A CN 111909399A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antibacterial agent
- polyolefin
- inorganic antibacterial
- mixture
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2423/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2423/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/26—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
- C08J2423/30—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2491/00—Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
- C08J2491/06—Waxes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
- C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明公开一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法。所述制备方法包括:步骤A:将分散剂与粘结剂混合,获得分散剂表面均匀铺展粘结剂的混合物;步骤B:向步骤A得到的混合物中加入无机抗菌剂,继续混合以获得无机抗菌剂均匀黏附在分散剂表面的混合物;步骤C:将步骤B得到的混合物进行第一造粒处理;步骤D:将第一造粒处理所得粒子和聚烯烃基体树脂混合并进行第二造粒处理,得到所述高分散性聚烯烃抗菌母粒。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法。
背景技术
聚烯烃抗菌母粒是将无机抗菌剂与聚烯烃类基体树脂复合,使得无机抗菌剂分散在聚烯烃类基体树脂中所得粒子的总称。
抗菌母粒与聚烯烃类树脂切片按照一定的质量比例混合均匀,因而得到的下游产品中含有一定量的无机抗菌剂,从而使得下游产品具有抗菌功能。
下游产品包括:如果在纺丝中应用,得到的纱线具有抗菌功能,可用于纺织工业;如果在无纺布中应用,得到的无纺布具有抗菌功能;如果在塑料薄膜中应用,得到的塑料薄膜具有抗菌功能;如果在各种塑料瓶、塑料桶中应用,相应产品具有抗菌功能;在其他塑料领域中的应用,得到的相关塑料产品均具有抗菌功能。
中国专利CN103819787A公开一种果蔬保鲜包装材料抗菌母粒的制备方法。所述抗菌母粒以重量百分数计由下列组分组成:纳米蒙脱土12-14%,纳米二氧化钛7-9%,硅烷偶联剂6-8%,氧化聚乙烯蜡6-8%,甘油单硬脂酰酯4-6%,受阻胺类稳定剂3-5%,余量为聚乙烯树脂。所述制备方法为:使用高速混合机将上述物料充分混匀55-65分钟,转速为280-300转/分钟;然后在双螺杆挤出造粒机上捏合后挤出制成母粒,捏合时间35-45分钟,螺杆温度160-170℃,螺杆转速270-280转/分钟。该专利中使用纳米二氧化钛作为抗菌剂,纳米二氧化钛在光照条件下抗菌效果好,无光或暗光条件下抗菌效果较差,因此导致抗菌母粒的抗菌效果不稳定。另外,该制备方法中采用一次造粒,混合时间长,且为达到均匀稳定的分散效果,硅烷偶联剂、分散剂(氧化聚乙烯蜡、甘油单硬脂酰胺)的总用量较高。
目前现有技术使用无机抗菌剂制备聚烯烃抗菌母粒主要存在以下不足:
1、无机抗菌剂在基体树脂中的分散性不佳。通过螺杆挤出机造粒,为使得基体树脂达到熔融状态,需要在高温条件下进行。众所周知,基体树脂切片尺寸远远大于无机抗菌剂,因此两者之间没有结合力。另外,造粒前通常需要将基体树脂和无机抗菌剂干燥,这更加不利于两者的结合。因此,在造粒过程中,即使通过搅拌作用,因切片和无机抗菌剂之间没有结合力,抗菌剂不能均匀结合在切片上。另外,由于切片尺寸大(尺寸通常大于1mm×1mm×1mm),因此切片堆积后形成大量的孔隙;而无菌抗菌剂为粉体,粉体的尺寸远远小于切片,当无机抗菌剂和切片混合后,由于两者之间没有结合力,无机抗菌剂粉体将主要填充于切片的孔隙中,在重力的作用下,混合后所得混合物上层的粉体将逐渐向中层和底层转移,因此使得混合物上层中无机抗菌剂的含量明显低于中层和底层,导致最终得到的抗菌母粒抗菌剂含量不均匀,从而影响下游产品的抗菌效果不均匀。
2、无机抗菌剂通常为粒径很小的粉体,经过干燥后不含水分,因此与其他原料在混合搅拌机中进行搅拌混合时必定产生大量粉尘飞扬的问题。这一方面造成抗菌剂的浪费,另一方面造成空气污染,生产现场环境恶劣。
3、聚烯烃的疏水表面导致其熔融产生的流动性熔体具有极低的表面自由能和表面张力,因此这种熔体在固体表面很难铺展和润湿。无机抗菌剂虽然粒径小,但在聚烯烃熔融温度下仍为固体,因此聚烯烃高温熔融后的熔体很难在无机抗菌剂表面铺展和浸润。换句话说,无机抗菌剂粉体很难在聚烯烃的熔体中高效均匀分散,从而导致聚烯烃类抗菌母粒的抗菌效果比较差。
发明内容
本发明提供一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法,从根本上解决了无机抗菌剂粉体在聚烯烃类基体树脂中分散不均以及聚烯烃母粒抗菌效果不理想的问题。
第一方面,本发明提供一种高分散性聚烯烃抗菌母粒的制备方法,所述制备方法包括:
步骤A:将分散剂与粘结剂混合,获得分散剂表面均匀铺展粘结剂的混合物;
步骤B:向步骤A得到的混合物中加入无机抗菌剂,继续混合以获得无机抗菌剂均匀黏附在分散剂表面的混合物;
步骤C:将步骤B得到的混合物进行第一造粒处理;
步骤D:将第一造粒处理所得粒子和聚烯烃基体树脂混合并进行第二造粒处理,得到所述高分散性聚烯烃抗菌母粒。
本发明上述制备方法采用二次造粒。其中第一次造粒过程,是使得分散剂作用于无机抗菌剂的过程,即、分散剂高温熔融后高效快速铺展在固体表面,从而对无机抗菌剂起到分散作用。同时本发明选取的分散剂,其分子结构中具有碳链结构(聚烯烃基体树脂的主链也是碳链结构,只是分散剂中的碳链结构比较短),其结构上具有相似性,因而当分散剂在无机抗菌剂粉体表面铺展后得到分散均匀的体系,且在无需相容剂的条件下该体系同时与聚烯烃基体树脂具有良好的相容性。
较佳地,所述聚烯烃基体树脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物中一种或两种以上的混合物;优选地,所述乙烯共聚物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物;所述丙烯共聚物包括丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、接枝聚丙烯。
较佳地,所述分散剂选自聚乙烯蜡、羧化聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、高沸点石蜡、微晶石蜡、固体石蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种以上的混合物。优选地,所述分散剂的熔点为105℃-165℃,优选为120-165℃。在一些实施方式中,第一造粒温度高于分散剂熔点5-30℃,这样既能确保分散剂在该温度范围内充分熔融,同时避免过高的温度造成能源浪费。
较佳地,所述第一造粒处理的温度是110-190℃。
较佳地,所述第二造粒处理的温度是160-260℃。本领域技术人员可以根据聚烯烃类型选取合适的第二造粒温度范围。
较佳地,所述分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的质量比为2-10:1-4:5-30。在该比例下,聚烯烃抗菌母粒的制备过程中无机抗菌剂的粘附作用好,无机抗菌剂在分散剂中的分散效果好,而且造粒过程比较稳定。若粘结剂用量少,则不能充分的将无机抗菌剂粘附在分散剂的表面;若粘结剂用量过多,则造成相应的浪费。选取了定量的分散剂后,随着无机抗菌剂质量的增加,粘结剂也相应增加。但是不是无限量增加。分散剂表面粘附无机抗菌剂的量是有限的,当所有的表面都粘附无机抗菌剂以后,继续增加无机抗菌剂的用量,则多余的无机抗菌剂粉体无法粘附在分散剂的表面。
较佳地,第一造粒处理所得粒子和聚烯烃基体树脂的质量比为44:56-8:92。
较佳地,所述无机抗菌剂的粒径为25nm-5μm。一些实施方式中,无机抗菌剂在所述高分散性聚烯烃抗菌母粒中的质量比为5-30%。当无机抗菌剂的质量百分比低于5%,抗菌母粒作为抗菌剂的浓缩载体却获得较差的抗菌效果。当无机抗菌剂的质量百分比超过30%,第一次造粒和第二次造粒的生产稳定性都比较差。在实验过程发现,无机抗菌剂过量时,从造粒机挤出口得到的混合熔体,进入水冷却后得到的拉条整体强度比较差,容易造成拉条断裂,生产稳定性比较差。原因是无机抗菌剂粉体的粒径小,比表面积比较大,当无机抗菌剂过量后,拉条整体强度降低。
第二方面,本发明还提供上述任一项所述的制备方法获得的高分散性聚烯烃抗菌母粒。
附图说明
图1是实施例1所得高分散性聚烯烃抗菌母粒的截面SEM图。
图2是实施例2所得高分散性聚烯烃抗菌母粒的截面SEM图。
图3是实施例3所得高分散性聚烯烃抗菌母粒的截面SEM图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明,应理解,下述实施方式仅用于说明本发明,而非限制本发明。以下各百分含量如无特别说明均指质量百分含量。
以下示例性说明本发明所述高分散性聚烯烃抗菌母粒的制备方法。
选择原料。该抗菌母粒包含四种原料,分别是:聚烯烃基体树脂、无机抗菌剂、分散剂、粘结剂。对以上四种原料的介绍如下:
聚烯烃基体树脂选用常见的、温度达到其熔融温度后能形成流动性熔体的高分子聚合物。例如:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)。一些实施方式中,聚烯烃基体树脂的尺寸为1-4mm。
无机抗菌剂选用ZnO、TiO2、SiO2、Al2O3、WO3、ZrO、V2O3、SnO2等其中一种或两种以上的混合物。无机抗菌剂的平均粒径范围是25nm-2μm。无机抗菌剂可以未经任何表面改性剂、偶联剂、表面活性剂等处理;也可以经过表面改性剂、偶联剂、表面活性剂等表面处理。优选经过硅烷偶联剂或者酞酸酯偶联剂处理后的无机抗菌剂。硅烷偶联剂包括但不限于KH550、KH570等。相对于绝干无机抗菌剂的质量,硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂的添加量为0.5-3wt%。
分散剂选用聚乙烯蜡、羧化聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、高沸点石蜡、微晶石蜡、固体石蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种及以上的混合物。上述分散剂的熔点为105℃-165℃。上述分散剂常温下为固体,熔融后熔体在无机抗菌剂粒子表面铺展从而起到分散的作用的。同时属于皆属于小分子量聚合物(分散剂的分子量一般控制在10000以下为宜),再次冷却后可实现造粒且赋予粒子一定的强度。另外分散剂与聚烯烃基体树脂保持结构上的相似性,与聚烯烃树脂良好的相容性。
值得注意的是硬脂酸、硬脂酸钙等硬脂酸类分散剂并不适用于本发明。因为硬脂酸类分散剂的热稳定性较差,高温下容易分解变质。
粘结剂的理化性质在于:常温下为流动性较好的液体,具有较高的沸点,在聚烯烃类聚合物的熔融温度下不挥发不分解不碳化,化学性质稳定;同时对所选的基体树脂、分散剂具有亲和力。具体来说,当聚烯烃基体树脂处于熔融的熔体状态时,粘结剂与熔体具有良好的相容性和亲和性;同时粘结剂对无机抗菌剂具有较好的亲和性,容易在无机抗菌剂的表面铺展。基于以上原则,粘结剂可选用:无水甘油(含水量<1%)、液体石蜡(馏出温度>300℃)、白蜡(馏出温度150-250℃)。上述粘结剂为无水液体,其能在分散剂粒子以及无机粉体粒子表面高效铺展,同时在挤出造粒过程,不发生化学反应,对最终产品无任何副作用。
不同尺寸大小的固体物质之间混合,通常不能有效的混合均匀。粒子与粒子之间,粉体与粉体之间,相互混合后的均匀性较好。而基体树脂粒子与粉体之间由于尺寸大小相差较大,直接混合将不能有效的混合均匀,从而导致最后得到的母粒中粉体含量不均匀。本发明借助合适的粘结剂,将无机抗菌剂粉体均匀粘附在分散剂粒子表面,解决了二者分散不均匀的问题。同时借助合适的分散剂,因此最终得到的抗菌母粒中无机抗菌剂分散均匀。
以下示例性说明本发明所述高分散性抗菌母粒的制备方法。
所述高分散性抗菌母粒中,各原料绝干质量所占的份数如下,聚烯烃基体树脂56-92份,无机抗菌剂:5-30份,分散剂:2-10份、粘结剂:1-4份。
第一步:将所需的原料:聚烯烃基体树脂、无机抗菌剂、分散剂,在干燥设备中除去水分。
第二步:分散剂与粘结剂的混合。称取干燥后的分散剂2-10份,加入粘结剂1-4份,在混合设备中混合均匀,得到“分散剂与粘结剂的混合物”。混合设备转速为30-3000转/分钟,优选60-300转/分钟。混合时间为3-60分钟,优选5-20分钟。其目的在于:本发明中选取的粘结剂,与分散剂具有良好的亲和力,能在分散剂粒子表面快速均匀的铺展,从而有利于分散剂粒子与干燥后的无机抗菌剂结合。
第三步:将5-30份经过干燥的无机抗菌剂加入到“分散剂与粘结剂的混合物”中,进行混合。混合设备转速30-3000转/分钟,优选60-300转/分钟。混合时间为3-60分钟,优选5-20分钟。其目的在于:经过第二步,分散剂粒子表面均匀地铺展一层粘结剂,当加入干燥后的无机抗菌剂以后,粘结剂能很好地将无机抗菌剂粒子粘附在分散剂粒子的表面。其作用在于:一方面干燥后的无机抗菌剂被粘结剂粘附在分散剂粒子的表面,减少或者解决了在混合的过程中,因无机抗菌剂而造成的粉尘飞扬问题和浪费问题。另一方面,每一颗分散剂粒子的表面,都将均匀的粘附有无机抗菌剂粉体粒子,从而使得最终得到的抗菌母粒中抗菌剂分布均匀。本发明通过合理选择粘结剂、无机抗菌剂的添加顺序,先加入粘结剂,使得粘结剂能在分散剂粒子表面铺展,再加入干燥的无机抗菌剂粒子,才能有效的将无机抗菌剂粒子粘附在分散剂粒子的表面。
第四步:第一次造粒设备与工艺
经过第三步得到的混合物加入至螺杆挤出造粒机中,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥等工艺,即可得到无机抗菌剂分散于分散剂中的粒子。所述螺杆挤出造粒机的种类包括但不限于单螺杆挤出造粒机、双螺杆挤出造粒机、密炼配套单螺杆挤出造粒机、密炼配套双螺杆挤出造粒机、或双阶式挤出造粒机等。根据所用的分散剂的熔点不同,挤出造粒机不同加热段的温度设定有所不同。第一次造粒的温度设定范围为110-190℃。
第五步:第二次造粒设备与工艺
经过第一次造粒和干燥后的粒子,是分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的混合体。将混合体与干燥后的56-92份的聚烯烃基体树脂混合均匀,然后经过第二次造粒。混合后的粒子,加入至螺杆挤出造粒机中,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥等工艺,即可得到高分散性聚烯烃抗菌母粒。所述螺杆挤出造粒机的种类包括但不限于单螺杆挤出造粒机、双螺杆挤出造粒机、密炼配套单螺杆挤出造粒机、密炼配套双螺杆挤出造粒机、或双阶式挤出造粒机等。第二次造粒的温度设定范围160-260℃。
因涉及两次造粒,因此在实际生产中每次造粒后都需要干燥过程。
本发明具有以下有益效果:
1、减少抗菌剂浪费和粉尘问题:无机抗菌剂通常为粒径很小的粉体,经过干燥后不含水分,因此与其他原料在混合搅拌机中进行搅拌混合,必定产生大量的粉尘飞扬问题。一方面造成了抗菌剂的浪费,另一方面也是造成空气污染。本发明借助合适的粘结剂、以及合适的添加顺序,将无机抗菌剂粒子粘附在分散剂粒子的表面,从而有效减少抗菌剂浪费和粉尘飞扬问题。
2、无机抗菌剂在母粒中的分散效果好,主要是两方面的原因:一方面,通过粘结剂的作用,抗菌剂粉体粘附在分散剂粒子的表面,因此在第一次造粒和第二次造粒的过程中,分散剂粒子熔融后将主要作用于抗菌剂粉体,可以充分发挥分散剂对抗菌剂粉体的分散作用。另一方面,经过第一次造粒和第二次造粒,通过两次造粒过程,更加充分地分散无机抗菌剂粉体,从而使得最终得到的聚烯烃抗菌母粒中抗菌剂粉体均匀分散。
3、工艺简单灵活:本发明公开的高分散性抗菌母粒的制备工艺简单,无特殊设备,且工艺灵活。
4、两次造粒过程,充分的对无机抗菌剂粉体进行分散。
下面结合实施例,进一步说明本发明的技术方案。同样应理解,以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择,而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1:聚丙烯(PP)抗菌母粒制备
第一步:将所需的原料:92份基体树脂聚丙烯、5份无机抗菌剂纳米氧化锌(ZnO)、2份分散剂聚乙烯蜡,在干燥设备中除去水分。其中,基体树脂聚丙烯的熔融温度为161-172℃,无机抗菌剂纳米氧化锌ZnO的平均粒径为25nm(未进行表面改性),分散剂聚乙烯蜡的熔点110℃。
第二步:分散剂与粘结剂无水甘油的混合:称取干燥后的2份分散剂聚乙烯蜡,加入粘结剂无水甘油1份,在混合设备中混合均匀,得到“分散剂与粘结剂的混合物”。混合设备转速:60-300转/分钟。
第三步:将5份干燥后的无机抗菌剂纳米氧化锌加入到“分散剂与粘结剂的混合物”中,进行混合。混合设备转速60-300转/分钟。其目的在于:经过第二步,分散剂表面已经均匀地铺展一层粘结剂无水甘油,当加入纳米氧化锌以后,粘结剂无水甘油能很好地将纳米氧化锌粒子粘附在分散剂聚乙烯蜡的表面。
第四步:由以上第三步得到的混合物投入双螺杆挤出造粒机,设定温度范围110-170℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥,即可得到无机抗菌剂均匀分散于分散剂中的粒子。经过第一次造粒和干燥后的粒子,是分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的混合体。
第五步:将混合体与干燥后的92份基体树脂聚丙烯混合均匀,然后经过第二次造粒。利用双螺杆挤出造粒机,设定温度范围160-260℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥,即可得到高分散性聚丙烯抗菌母粒。
实施例2:聚丙烯(PP)抗菌母粒制备
第一步:将所需的原料:78份基体树脂聚丙烯、15份无机抗菌剂二氧化钛(TiO2)、5份分散剂氧化聚乙烯蜡,在干燥设备中除去水分。其中,基体树脂聚丙烯的熔融温度为161-172℃,无机抗菌剂二氧化钛的平均粒径为2μm(未进行表面改性),分散剂氧化聚乙烯蜡的熔点110℃。
第二步:分散剂与粘结剂液体石蜡的混合:称取5份干燥后的分散剂氧化聚乙烯蜡,加入粘结剂液体石蜡2份,在混合设备中混合均匀,得到“分散剂与粘结剂的混合物”。混合设备转速:60-300转/分钟。
第三步:将15份干燥后的无机抗菌剂二氧化钛加入到“分散剂与粘结剂的混合物”中,进行混合。混合设备转速60-300转/分钟。其目的在于:经过第二步,分散剂表面均匀地铺展一层粘结剂液体石蜡,当加入干燥后的无机抗菌剂二氧化钛以后,粘结剂液体石蜡能很好地将无机抗菌剂二氧化钛粘附在分散剂氧化聚乙烯蜡的表面。
第四步:由以上第三步得到的混合物投入双螺杆挤出造粒机,设定温度范围110-170℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥,即可得到无机抗菌剂分散于分散剂中的粒子。经过第一次造粒和干燥后的粒子,是分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的混合体。
第五步:将混合体与78份干燥后的基体树脂聚丙烯混合均匀,然后经过第二次造粒。混合后的粒子,利用双螺杆挤出造粒机,设定温度范围160-260℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥等工艺,即可得到高分散性聚丙烯抗菌母粒。
实施例3:低密度聚乙烯(LDPE)抗菌母粒制备
第一步:将所需的原料:56份基体树脂LDPE、30份无机抗菌剂纳米氧化锌(ZnO)、10份分散剂聚丙烯蜡,在干燥设备中除去水分。其中基体树脂LDPE的熔融温度103-120℃;无机抗菌剂氧化锌的平均粒径50nm,且经过质量分数3%的硅烷偶联剂KH570进行表面偶联剂改性;分散剂聚丙烯蜡的熔点150-160℃。
第二步:分散剂与粘结剂液体石蜡的混合:称取干燥后的10份分散剂聚丙烯蜡,加入粘结剂液体石蜡4份,在混合设备中混合均匀,得到“分散剂与粘结剂的混合物”。混合设备转速:60-300转/分钟。
第三步:将30份干燥后的无机抗菌剂纳米氧化锌加入到“分散剂与粘结剂的混合物”中,进行混合。混合设备转速60-300转/分钟。其目的在于:经过第二步,分散剂表面均匀地铺展一层粘结剂液体石蜡,当加入干燥后的无机抗菌剂纳米氧化锌以后,粘结剂液体石蜡能很好地将无机抗菌剂纳米氧化锌粒子粘附在分散剂聚丙烯蜡的表面。
第四步:由以上第三步得到的混合物投入双螺杆挤出造粒机,设定温度范围160-190℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥,即可得到无机抗菌剂分散于分散剂中的粒子。经过第一次造粒和干燥后的粒子,是分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的混合体。
第五步:将混合体与56份干燥后的基体树脂LDPE混合均匀,然后经过第二次造粒。混合后的粒子,利用双螺杆挤出造粒机,设定温度范围160-260℃,经过高温熔融、螺杆输送、挤压、冷却、切粒、干燥,即可得到高分散性LDPE抗菌母粒。
由实施例1-3分别得到了抗菌母粒。实施例1得到ZnO含量5%的PP抗菌母粒;实施例2得到TiO2含量15%的PP抗菌母粒;实施例3得到ZnO含量30%的LDPE抗菌母粒。将实施例1得到的抗菌母粒,与普通无抗菌剂的PP树脂按照质量比20:80混合;将实施例2得到的抗菌母粒,与普通无抗菌剂的PP树脂按照质量比6.66:93.33混合;将实施例3得到的抗菌母粒,与普通无抗菌剂的LDPE树脂按照质量比3.33:96.66混合。在高速混合机中进行混合处理,混合转速3000转/分钟,混合时间5分钟,混合均匀后,在单螺杆中熔融挤出机中进行熔融处理,然后在50mm×70mm×4mm大小的模具中冷却成型,得到3种塑料片。每种塑料片中的无机抗菌剂的质量分数均为1%。按照GB/T 31402-2015的测试方法,测试3种塑料片对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率。具体的测试结果如下表1所示。
表1抗菌率检测结果表
通过上述描述可以看出,本发明提供一种适合完全疏水性的基体树脂尤其是聚烯烃类基体树脂的抗菌母粒制备工艺。通过本发明抗菌率可提升到99%或以上。
Claims (9)
1.一种高分散性聚烯烃抗菌母粒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
步骤A:将分散剂与粘结剂混合,获得分散剂表面均匀铺展粘结剂的混合物;
步骤B:向步骤A得到的混合物中加入无机抗菌剂,继续混合以获得无机抗菌剂均匀黏附在分散剂表面的混合物;
步骤C:将步骤B得到的混合物进行第一造粒处理;
步骤D:将第一造粒处理所得粒子和聚烯烃基体树脂混合并进行第二造粒处理,得到所述高分散性聚烯烃抗菌母粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述聚烯烃基体树脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯共聚物、丙烯共聚物中一种或两种以上的混合物;优选地,所述乙烯共聚物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物;所述丙烯共聚物包括丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、接枝聚丙烯。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述分散剂选自聚乙烯蜡、羧化聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、高沸点石蜡、微晶石蜡、固体石蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种以上的混合物;优选地,所述分散剂的熔点为105-165℃。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述第一造粒处理的温度是110-190℃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述第二造粒处理的温度是160-260℃。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述分散剂、粘结剂和无机抗菌剂的质量比为2-10:1-4:5-30。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法,其特征在于,第一造粒处理所得粒子和聚烯烃基体树脂的质量比为44:56-8:92。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述无机抗菌剂的粒径为25nm-5μm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法获得的高分散性聚烯烃抗菌母粒。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010805741.2A CN111909399A (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 |
PCT/CN2021/077478 WO2021175134A1 (en) | 2020-03-02 | 2021-02-23 | Antibacterial material containing a highly dispersed inorganic antibacterial agent and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010805741.2A CN111909399A (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111909399A true CN111909399A (zh) | 2020-11-10 |
Family
ID=73284267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010805741.2A Pending CN111909399A (zh) | 2020-03-02 | 2020-08-12 | 一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111909399A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112812509A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 无锡格迈思新材料科技有限公司 | 一种纳米抗菌母粒的制备方法 |
CN113322539A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-08-31 | 无锡格迈思新材料科技有限公司 | 一种抗菌纤维材料的制备方法 |
CN113861544A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 上海理工大学 | 与多种高分子聚合物具有良好相容性的foihcm及其制备方法 |
CN113861545A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 上海理工大学 | 一种功能性复合材料及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009256523A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Panasonic Corp | 防汚性および抗菌性を有するポリプロピレン樹脂およびそれを使用した家電機器および便座装置 |
CN103601959A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-02-26 | 李泽国 | 一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒及其制备方法与它的用途 |
CN104528897A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 厦门建霖工业有限公司 | 一种抗菌炭棒及其制作方法 |
CN105671682A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司 | 一种铜系抗菌纤维及其制备方法 |
CN106633382A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-05-10 | 惠州市道科包装材料有限公司 | 一种复合抗菌母粒及其制备方法、抗菌塑料包装制品及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-12 CN CN202010805741.2A patent/CN111909399A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009256523A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Panasonic Corp | 防汚性および抗菌性を有するポリプロピレン樹脂およびそれを使用した家電機器および便座装置 |
CN103601959A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-02-26 | 李泽国 | 一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒及其制备方法与它的用途 |
CN105671682A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司 | 一种铜系抗菌纤维及其制备方法 |
CN104528897A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 厦门建霖工业有限公司 | 一种抗菌炭棒及其制作方法 |
CN106633382A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-05-10 | 惠州市道科包装材料有限公司 | 一种复合抗菌母粒及其制备方法、抗菌塑料包装制品及其制备方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112812509A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 无锡格迈思新材料科技有限公司 | 一种纳米抗菌母粒的制备方法 |
CN113322539A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-08-31 | 无锡格迈思新材料科技有限公司 | 一种抗菌纤维材料的制备方法 |
CN113861544A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 上海理工大学 | 与多种高分子聚合物具有良好相容性的foihcm及其制备方法 |
CN113861545A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-31 | 上海理工大学 | 一种功能性复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111909399A (zh) | 一种高分散性聚烯烃抗菌母粒及其制备方法 | |
KR100618483B1 (ko) | 펠릿화 폴리올레핀의 제조 방법 | |
US10808109B2 (en) | Highly filled polymeric concentrates | |
CN100453467C (zh) | 一种三氧化二锑母粒的制造方法 | |
KR100805160B1 (ko) | 일라이트가 함유된 마스터배치 칩 및 이를 이용한 기능성필름, 사출물, 섬유 및 보온덮개 | |
CN113336979A (zh) | 一种含有高分散性无机抗菌剂的抗菌母粒及其制备方法 | |
WO2021175134A1 (en) | Antibacterial material containing a highly dispersed inorganic antibacterial agent and preparation method thereof | |
CN101003634A (zh) | 一种十溴二苯乙烷与三氧化二锑母粒的制造方法 | |
CN108794847A (zh) | 滚塑聚烯烃组合物及其制备方法 | |
CN115353680B (zh) | 一种抗菌辐照交联聚乙烯发泡材料及其制备方法 | |
BR112019010212B1 (pt) | Concentrado de aditivo de peróxido, processo para a preparação de um concentrado de aditivo de peróxido, processo para reticulação de um elastômero, e uso do concentrado de aditivo de peróxido | |
CN1995102A (zh) | 一种无机填料与三氧化二锑母粒的制造方法 | |
CN101955604A (zh) | 一种聚烯烃基纳米级滑石粉功能母粒及其制造方法和设备 | |
JP7197479B2 (ja) | 過酸化物マスターバッチ | |
KR102129411B1 (ko) | 합성수지와 오일을 포함하는 펠렛 | |
CN106674693A (zh) | 一种抗菌塑料制备工艺 | |
CN110551335A (zh) | 一种抗菌母粒及其制备方法 | |
CN110092973B (zh) | 一种离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜 | |
CN113861545A (zh) | 一种功能性复合材料及其制备方法 | |
US11479657B2 (en) | System and method for fabricating nanoparticle filler material dispersions and producing improved compounds containing hydrophobic plastic polymers | |
JP2595782B2 (ja) | ポリオレフィンと無機充填剤との混練方法 | |
CN104817713B (zh) | 一种聚合物混合加工的方法 | |
CN111253648A (zh) | 一种光降解塑料 | |
KR101335376B1 (ko) | 점착성 수지 조성물 제조장치 및 상기 제조장치을 이용한 점착성 수지 조성물 제조방법 | |
CN107189228A (zh) | 一种聚丙烯抗菌塑料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |