CN112300467A - 一种具有防霉抗菌性能的pe包装袋的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体工艺过程如下：将聚乙烯母粒和载银多脲基酚醛树脂同时加入开炼机中，升温至120‑130℃混合熔炼5‑8min，同时向开炼机中加入得到抗菌母料；将抗菌母料加入吹塑机中进行吹膜，然后在吹膜得到的袋子表面印刷，接着切割薄膜，得到成品印刷抗菌防霉PE包装袋。本发明在包装袋制备过程使用的多脲基酚醛树脂聚合物具有超支化结构，能够与聚乙烯充分分散混合均匀，同时制备的多脲基酚醛树脂聚合物中含有的大量的脲基和氨基，均能够与银离子作用，进而实现对银离子的吸附，使得制备的载银多脲基酚醛树脂中含有大量的银离子，进而使得制备的包装袋中均匀分散有大量银离子，实现较高的抗菌性能。
Description
技术领域
本发明属于抗菌包装袋制备领域，涉及一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺。
背景技术
PE包装袋由于具有较高的疏水性能，并且具有较高的化学稳定性，被广泛应用于包装密封，但是PE材料大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能，在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹，进而影响包装袋的使用寿命，同时在衣物食品包装过程时，在潮湿的环境中长时间放置时，容易使得内容物滋生细菌，使得衣物长毛有异味，食品变质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，由于包装袋制备过程中通过PE材料和载银多脲基酚醛树脂聚合物开练融合制备，其中载银多脲基酚醛树脂聚合物制备过程中添加的多脲基酚醛树脂聚合物具有超支化结构，能够与聚乙烯充分分散混合均匀，同时制备的多脲基酚醛树脂聚合物中含有的大量的脲基和氨基，均能够与银离子作用，进而实现对银离子的吸附，使得制备的载银多脲基酚醛树脂中含有大量的银离子，进而使得制备的包装袋中均匀分散有大量银离子，实现较高的抗菌性能，同时由于载银多脲基酚醛树脂中含有大量的酚羟基，进一步提高了聚合物的抗菌性能，使得在潮湿环境中包装袋中的内容物不会发霉变质。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体工艺过程如下：
第一步，称取一定量的氨基硫脲加入水中搅拌溶解，然后向其中加入2,5-二羟基苯甲醛，然后升温至50-55℃搅拌反应2-3h，有固体析出，然后进行过滤洗涤烘干得到脲基酚单体，其中氨基硫脲和2,5-二羟基苯甲醛按照物质的量之比为1：3的比例混合；由于氨基硫脲链上含有三个氨基，三个氨基均能够与2,5-二羟基苯甲醛中的醛基反应，进而使得氨基硫脲链上引入三个2,5-二羟基苯甲醛，并且三个2,5-二羟基苯甲醛在不同方向上；
第二步，将脲基酚单体加入乙醇溶液中，同时向其中加入一定量的甲醛，并加入氢氧化钠，调节溶液的pH=9-10,升温至70-80℃搅拌反应2-3h，然后再向其中加入甲醛，反应40-50min后，向反应容器中加入羟基硅油，反应过程中始终保持pH=9-10，恒温搅拌反应4-5h，得到产物溶液，其中每克脲基酚单体中第一次加入甲醛0.23-0.25g，第二次加入甲醛0.38-0.39g，加入羟基硅油0.45-0.46g；然后将产物溶液进行蒸发除去其中的溶剂和未反应的甲醛后得到多脲基酚醛树脂；脲基酚单体中大量的酚羟基邻位均能与甲醛反应，由于反应过程比较剧烈迅速，通过两步反应可以降低产物聚合程度，防止局部反应不完全，同时在其中加入羟基硅油，其中的羟基能够与苯酚通过分子间氢键结合，进而弱化了反应过程，使得制备的聚合物反应均匀彻底，同时在聚合物中也能够引入羟基硅油，由于脲基酚单体中含有一个脲基、三个氨基和6个酚羟基，通过甲醛交联聚合后的聚合物中含有的大量的脲基、氨基和酚羟基，酚羟基中的氢能够脱落下来与自由基反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，但是反应生成的氢过氧化物ROOH在一定浓度下分解为新的自由基，又将推进自由基的氧化反应，而多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚合物材料的氧化，起到稳定的作用，进而使得制备的多脲基酚醛树脂具有较高的抗紫外线氧化性能；由于聚合物中引入有羟基硅油，进而提高了聚合物的热稳定性；
第三步，配置浓度为500mg/L的硝酸银溶液，然后向其中加入多脲基酚醛树脂，在40℃下恒温震荡10-12h，然后进行过滤，得到载银多脲基酚醛树脂；其中每克多硫氮环氧粘合剂粉末中加入10mL浓度为500mg/L的硝酸银溶液；由于制备的多脲基酚醛树脂聚合物中含有的大量的脲基和氨基，均能够与银离子作用，进而实现对银离子的吸附，使得制备的载银多脲基酚醛树脂中含有大量的银离子，实现较高的抗菌性能，同时由于载银多脲基酚醛树脂中含有大量的酚羟基，进一步提高了聚合物的抗菌性能；
第四步，将聚乙烯母粒和载银多脲基酚醛树脂同时加入开炼机中，升温至120-130℃混合熔炼5-8min，同时向开炼机中加入得到抗菌母料；由于载银多脲基酚醛树脂中的脲基酚单体中在三个不同方向上均含有两个酚羟基，在与甲醛聚合后生成的聚合物分布在不同方向上，形成超支化的结构，进而提高了载银多脲基酚醛树脂的分散性能，使得载银多脲基酚醛树脂能够与聚乙烯直接熔融混合均匀，而无需添加分散剂；同时聚乙烯在紫外线的作用下容易生成自由基进行老化变质，但是在与载银多脲基酚醛树脂混合后，其中生成的自由基能够与酚羟基中的氢反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，同时多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使已经生成的ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚乙烯母粒的氧化，起到稳定的作用；
第五步，将第四步中制备的抗菌母料加入吹塑机中进行吹膜，然后在吹膜得到的袋子表面印刷，接着切割薄膜，得到成品印刷抗菌防霉PE包装袋。
本发明的有益效果：
1、本发明在包装袋制备过程中通过PE材料和载银多脲基酚醛树脂聚合物开练融合制备，其中载银多脲基酚醛树脂聚合物制备过程中添加的多脲基酚醛树脂聚合物具有超支化结构，能够与聚乙烯充分分散混合均匀，同时制备的多脲基酚醛树脂聚合物中含有的大量的脲基和氨基，均能够与银离子作用，进而实现对银离子的吸附，使得制备的载银多脲基酚醛树脂中含有大量的银离子，进而使得制备的包装袋中均匀分散有大量银离子，实现较高的抗菌性能，同时由于载银多脲基酚醛树脂中含有大量的酚羟基，进一步提高了聚合物的抗菌性能，使得在潮湿环境中包装袋中的内容物不会发霉变质。
2、本发明制备的包装袋在紫外光老化后仍具有较高的拉伸断裂最大力，由于包装袋中的多脲基酚醛树脂聚合物制备过程中使用的脲基酚单体中含有一个脲基、三个氨基和6个酚羟基，通过甲醛交联聚合后的聚合物中含有的大量的脲基、氨基和酚羟基，酚羟基中的氢能够脱落下来与自由基反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，但是反应生成的氢过氧化物ROOH在一定浓度下分解为新的自由基，又将推进自由基的氧化反应，而多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚合物材料的氧化，起到稳定的作用，进而使得制备的多脲基酚醛树脂具有较高的抗紫外线氧化性能；由于聚合物中引入有羟基硅油，进而提高了聚合物的热稳定性，同时聚乙烯在紫外线的作用下容易生成自由基进行老化变质，但是在与载银多脲基酚醛树脂混合后，其中生成的自由基能够与酚羟基中的氢反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，同时多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使已经生成的ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚乙烯母粒的氧化，起到稳定的作用，使得制备的塑料袋具有较高的抗老化性能，进而解决了聚乙烯在紫外光照下容易老化变脆，降低使用寿命的问题。
具体实施方式
实施例1：
多脲基酚醛树脂的具体制备过程如下：
步骤1，称取9.1g氨基硫脲加入100mL水中搅拌溶解，然后向其中加入41.4g2,5-二羟基苯甲醛，然后升温至50-55℃搅拌反应2-3h，有固体析出，然后进行过滤洗涤烘干得到脲基酚单体；
步骤2，将10g脲基酚单体加入100mL乙醇溶液中，同时向其中加入2.3g的甲醛，并加入氢氧化钠，调节溶液的pH=9-10,升温至70-80℃搅拌反应2-3h，然后再向其中加入3.8g甲醛，反应40-50min后，向反应容器中加入4.5g羟基硅油，恒温搅拌反映4-5h，得到产物溶液，然后将产物溶液进行蒸发除去其中的溶剂和未反应的甲醛后得到多脲基酚醛树脂。
实施例2：
多脲基酚醛树脂的具体制备过程如下：
步骤1，称取9.1g氨基硫脲加入100mL水中搅拌溶解，然后向其中加入27.6g2,5-二羟基苯甲醛，然后升温至50-55℃搅拌反应2-3h，有固体析出，然后进行过滤洗涤烘干得到脲基酚单体；
步骤2，将10g脲基酚单体加入100mL乙醇溶液中，同时向其中加入2.3g的甲醛，并加入氢氧化钠，调节溶液的pH=9-10,升温至70-80℃搅拌反应2-3h，然后再向其中加入3.8g甲醛，反应40-50min后，向反应容器中加入4.5g羟基硅油，恒温搅拌反映4-5h，得到产物溶液，然后将产物溶液进行蒸发除去其中的溶剂和未反应的甲醛后得到多脲基酚醛树脂。
实施例3：
多脲基酚醛树脂的具体制备方法与实施例1相同，将实施例1中步骤1中使用的氨基硫脲替换为尿素。
实施例4：
一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体工艺过程如下：
第一步，配置100mL浓度为500mg/L的硝酸银溶液，然后向其中加入10g实施例1制备的多脲基酚醛树脂，在40℃下恒温震荡10-12h，然后进行过滤，得到载银多脲基酚醛树脂；
第二步，将聚乙烯母粒和第一步中制备的载银多脲基酚醛树脂同时加入开炼机中，升温至120-130℃混合熔炼5-8min，同时向开炼机中加入得到抗菌母料；
第三步，将第二步中制备的抗菌母料加入吹塑机中进行吹膜，然后在吹膜得到的袋子表面印刷，接着切割薄膜，得到成品印刷抗菌防霉PE包装袋。
实施例5：
一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体制备过程与实施例4相同，将实施例4中第一步使用的实施例1制备的多脲基酚醛树脂替换为实施例2制备的多脲基酚醛树脂。
实施例6：
一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体制备过程与实施例4相同，将实施例4中第一步使用的实施例1制备的多脲基酚醛树脂替换为实施例3制备的多脲基酚醛树脂。
实施例7：
一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，具体工艺过程如下：
第一步，将聚乙烯母粒加入开炼机中，升温至120-130℃混合熔炼5-8min，同时向开炼机中加入得到抗菌母料；
第二步，将第一步中制备的抗菌母料加入吹塑机中进行吹膜，然后在吹膜得到的袋子表面印刷，接着切割薄膜，得到成品PE包装袋。
实施例8：
选取大肠杆菌和霉菌加入相应的培养基中进行培养，然后用比浊仪配制混合菌液，其中混合菌液中各菌种浓度均为1×106CFU/mL，将实施例3-5中制备的包装袋用紫外灯消毒，接着取2mL配制的混合菌液加入2.5mL液体培养基，混合后形成培养液，将实施例4-7中制备的包装袋加入表面皿中，然后在包装袋的表面加入10mL培养液，然后在35℃下厌氧培养72h，接着将包装袋浸渍在生理盐水中，用干净的毛刷将包装袋表面的菌落清扫至生理盐水中，对生理盐水中的菌落进行计数，测定结果如表1所示：
表1实施例4-7中制备的包装袋抗菌性能测试结果（CFU/mL）
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 大肠杆菌 | 2.1×10<sup>2</sup> | 6.4×10<sup>4</sup> | 1.3×10<sup>4</sup> | 5.4×10<sup>6</sup> |
| 霉菌 | 1.8×10<sup>2</sup> | 7.1×10<sup>4</sup> | 1.2×10<sup>4</sup> | 6.2×10<sup>6</sup> |
由表1可知，实施例4中制备的包装袋具有较高的抗菌性能，由于包装袋制备过程中添加的多脲基酚醛树脂聚合物具有超支化结构，能够与聚乙烯充分分散混合均匀，同时制备的多脲基酚醛树脂聚合物中含有的大量的脲基和氨基，均能够与银离子作用，进而实现对银离子的吸附，使得制备的载银多脲基酚醛树脂中含有大量的银离子，进而使得制备的包装袋中均匀分散有大量银离子，实现较高的抗菌性能，同时由于载银多脲基酚醛树脂中含有大量的酚羟基，进一步提高了聚合物的抗菌性能；而实施例5中制备的多脲基酚醛树脂聚合物中只引入两个2,5-二羟基苯甲醛，进而减少了聚合物中酚羟基的数量，降低了其抗菌性能，并且由于其支化程度降低，进而使得其与聚乙烯之间分散混合不均匀，造成其抗菌性能较低；而实施例6中由于没有引入硫元素，同时引入的氮元素含量也降低，进而使得聚合物中吸附位点减少，对于银离子的吸附量降低，使得其抗菌性能降低。
实施例9：
将实施例4-7中制备的包装袋放入氙灯耐气候试验箱中进行紫外老化处理，老化20天，其中紫外光照强度为40mW/cm2,温度65℃，空气湿度50%，然后测试老化前后包装袋的拉伸断裂最大力，测定结果如表2所示；
表2 实施例4-7中制备的包装袋老化前后拉伸断裂最大力(N)
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 老化前 | 11.6 | 11.4 | 11.6 | 10.8 |
| 老化后 | 11.5 | 9.2 | 8.9 | 2.5 |
由表2可知，实施例4中制备的包装袋在紫外光老化后仍具有较高的拉伸断裂最大力，由于包装袋中的多脲基酚醛树脂聚合物制备过程中使用的脲基酚单体中含有一个脲基、三个氨基和6个酚羟基，通过甲醛交联聚合后的聚合物中含有的大量的脲基、氨基和酚羟基，酚羟基中的氢能够脱落下来与自由基反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，但是反应生成的氢过氧化物ROOH在一定浓度下分解为新的自由基，又将推进自由基的氧化反应，而多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚合物材料的氧化，起到稳定的作用，进而使得制备的多脲基酚醛树脂具有较高的抗紫外线氧化性能；由于聚合物中引入有羟基硅油，进而提高了聚合物的热稳定性，同时聚乙烯在紫外线的作用下容易生成自由基进行老化变质，但是在与载银多脲基酚醛树脂混合后，其中生成的自由基能够与酚羟基中的氢反应使自由基失去活性，进而抑制自由基反应，同时多脲基酚醛树脂中含有的脲基硫元素能够使已经生成的ROOH转化为稳定的非自由基化合物，进而完全抑制聚乙烯母粒的氧化，起到稳定的作用，使得制备的塑料袋具有较高的抗老化性能；而实施例5中由于引入的酚羟基含量降低使得其抗老化性能降低，同时实施例6中没有引入硫元素，使得已经生成的ROOH会继续生成自由基进而老化，同时实施例7中制备的包装袋中只有聚乙烯，长时间老化后会粉化，强度会变低。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，其特征在于，具体工艺过程如下：
第一步，配置浓度为500mg/L的硝酸银溶液，然后向其中加入多脲基酚醛树脂，在40℃下恒温震荡10-12h，然后进行过滤，得到载银多脲基酚醛树脂；
第二步，将聚乙烯母粒和载银多脲基酚醛树脂同时加入开炼机中，升温至120-130℃混合熔炼5-8min，同时向开炼机中加入得到抗菌母料；
第三步，将第二步中制备的抗菌母料加入吹塑机中进行吹膜，然后在吹膜得到的袋子表面印刷，接着切割薄膜，得到成品印刷抗菌防霉PE包装袋。
2.根据权利要求1所述的一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，其特征在于，第一步中每克多硫氮环氧粘合剂粉末中加入10mL浓度为500mg/L的硝酸银溶液。
3.根据权利要求1所述的一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，其特征在于，多脲基酚醛树脂的具体制备过程如下：
步骤1，称取一定量的氨基硫脲加入水中搅拌溶解，然后向其中加入2,5-二羟基苯甲醛，然后升温至50-55℃搅拌反应2-3h，有固体析出，然后进行过滤洗涤烘干得到脲基酚单体；
步骤2，将脲基酚单体加入乙醇溶液中，同时向其中加入一定量的甲醛，并加入氢氧化钠，调节溶液的pH=9-10,升温至70-80℃搅拌反应2-3h，然后再向其中加入甲醛，反应40-50min后，向反应容器中加入羟基硅油，反应过程中始终保持pH=9-10，恒温搅拌反应4-5h，得到产物溶液，然后将产物溶液进行蒸发除去其中的溶剂和未反应的甲醛后得到多脲基酚醛树脂。
4.根据权利要求3所述的一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，其特征在于，步骤1中氨基硫脲和2,5-二羟基苯甲醛按照物质的量之比为1：3的比例混合。
5.根据权利要求3所述的一种具有防霉抗菌性能的PE包装袋的制造工艺，其特征在于，步骤2中每克脲基酚单体中第一次加入甲醛0.23-0.25g，第二次加入甲醛0.38-0.39g，加入羟基硅油0.45-0.46g。
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|---|---|---|---|---|
| CN115215981A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-21 | 山东宇世巨化工有限公司 | 一种强度可调节覆膜砂用酚醛树脂的制备方法 |
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2019
- 2019-07-30 CN CN201910694216.5A patent/CN112300467A/zh active Pending
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| CN115215981A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-21 | 山东宇世巨化工有限公司 | 一种强度可调节覆膜砂用酚醛树脂的制备方法 |
| CN115215981B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-09-19 | 山东宇世巨化工有限公司 | 一种强度可调节覆膜砂用酚醛树脂的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210202 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |