CN112574507B - 高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒、薄膜及其制备方法 - Google Patents

高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒、薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒、薄膜及其制备方法，属于属于聚丙烯材料改性技术领域。该母粒由主要包括聚丙烯、高密度聚乙烯、抗菌剂、相容剂、抗氧剂和加工助剂的各组分制备而成，其中聚丙烯优选无规共聚聚丙烯，且无规共聚聚丙烯和高密度聚乙烯的质量比优选为(1‑1.5):1。1、本发明通过限定聚丙烯种类及其与高密度聚乙烯的复配比例，使得最终产品具有高雾度和低光泽；并通过各组分的复配以及各组分之间恰当比例的设置，使得该母料材料不损害产品的加工性能，还具有较好的抗菌性和机械性能，并且能很好地满足各领域对消光制品的应用，尤其是薄膜类制品的应用。

Description

高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒、薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种母粒材料及应用该母粒材料制备形成的薄膜，具体地说涉及一种良好抗菌性、高雾度低光泽性、制品表面反射光柔的消光母粒材料、使用该母粒材料制备的薄膜及其制备方法，属于聚丙烯材料改性技术领域。
背景技术
随着生活水平的不断提高，大众的审美观和实用性需求也逐渐发生变化，从早期仅对材料实用性有基本的需要转向了对产品包装外观特征和多样性的要求，尤其是从材料的抗菌性、视觉、美学、科技感等多方面来提升材料制品的特性方面提出了更多的要求，从而抗菌消光材料在此背景下应运而生。
现有的抗菌母粒添加剂种类繁多、种类复杂，且多为粉体材料，在材料混合过程中难以混合均匀，导致成品的抗菌性难以保证。
此外，现有技术中消光一般是通过对可见光线进行散射来达到消光的目的，实现散射的方式一般是通过材料本体的散射或通过改善制品表面的散射达到消光性能。材料本体的散射是由于材料内部颗粒、分子、原子的不均匀性引起的，制品表面的散射是通过改变材料表观的粗糙程度来实现的。现有技术中，一般是在材料中添加SiO2、CaCO3、滑石粉等无机填料，由于材料成型后上述无机填料会在制品表面形成凹凸不平的微隆起状从而使材料具有消光性能。但由于填料在生产过程中是均匀分布在材料中的，其不会富集于材料表面，从而会降低消光程度，同时由于填料多为片状结构其消光性较弱。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒、薄膜及其制备方法，由该方法制备所得的母粒和由该母粒制备所得的塑料薄膜具有优异的抗菌性和高雾度低光泽的同时，仍具有良好的力学性能。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒，该母粒由主要包括下述按质量百分比计的各组分制备而成：聚丙烯20～70wt.％、高密度聚乙烯(HDPE)20～70wt.％、抗菌剂0.5～3.0wt.％、相容剂2～15wt.％、抗氧剂0.5～3.5wt.％和加工助剂0.1～3.0wt.％。
其进一步的技术方案是：
所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，且该聚丙烯的熔体流动速率为0.1～20g/10min。
其进一步的技术方案是：
所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，且该无规共聚聚丙烯与所述高密度聚乙烯的质量比为(1-1.5):1，优选该无规共聚聚丙烯与所述高密度聚乙烯的质量比为1:1。
其进一步的技术方案是：
所述抗菌剂为纳米磷酸锆载银抗菌剂，且该纳米磷酸锆载银抗菌剂的粒径为D70≤1.0um。
其进一步的技术方案是：
所述相容剂为马来酸、马来酸衍生物、丙烯酸和接枝率为0.5-2.2％的丙烯酸缩水甘油酯-g-聚丙烯。
其进一步的技术方案是：
所述抗氧剂为抗氧剂ST2225、抗氧剂B215、抗氧剂PEP-36、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP和抗氧剂619F中的至少一种。
其进一步的技术方案是：
所述加工助剂包括硬脂酸、硬脂酸盐、聚烯烃蜡、PE2480蜡和聚硅氧烷中的至少一种，其中硬脂酸盐优选硬脂酸锌。
本发明还公开了一种上述高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒的制备方法，该制备方法主要包括下述步骤：
S1，按高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒总质量百分比计称取下述组分：聚丙烯20～70wt.％、高密度聚乙烯20～70wt.％、抗菌剂0.5～3.0wt.％、相容剂2～15wt.％、抗氧剂0.5～3.5wt.％、加工助剂0.1～3.0wt.％；
S2，将聚丙烯、高密度聚乙烯和相容剂加入高速混合机中进行充分混合后，加入抗菌剂和抗氧剂继续混合，在混合过程中逐步加入加工助剂后继续混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中进行熔融共混并挤出造粒；其中使用双螺杆挤出机进行挤出造粒的温度为195-230℃，转速为400-450r/min。
本发明还公开了一种使用上述母粒制备高雾度低光泽抗菌性薄膜的方法，该薄膜的制备方法主要包括下述步骤：将制备所得的高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒通过单螺杆挤出机进行泡管吹膜，其中泡管吹膜的温度为160-210℃，冷凝线的高度为2.0-2.2cm，吹胀比为3.5-3.6。
优选的，上述制备所得薄膜的厚度为30-35微米。
本发明的有益技术效果是：
1、本发明通过限定所使用的聚丙烯为无规共聚聚丙烯，及限定该聚丙烯和高密度聚乙烯的复配比例，使得最终产品具有高雾度和低光泽；
2、本发明通过使用纳米磷酸锆载银作为抗菌剂，利用该抗菌剂抗粒径小、分散均匀且抗菌性持久的特点，使得最终产品在使用较少种类组分的基础上使抗菌剂具有良好的分散性，并使最终产品具有优异的抗菌性；
3、本发明通过各组分的复配以及各组分之间恰当比例的设置，使得该母料材料不损害产品的加工性能，还具有较好的抗菌性和机械性能，并且能很好地满足各领域对消光制品的应用，尤其是薄膜类制品的应用。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
按照表1中所述各组分的用量以下述制备方法进行具体实施例和对比例中高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒的制备，并使用该母粒进行高雾度低光泽抗菌性薄膜的制备。
高雾度低光泽抗菌性薄膜的制备方法，主要包括下述步骤：
S1，按表1中所示母粒用量称取各组分；
S2，将聚丙烯、高密度聚乙烯和相容剂加入高速混合机中进行充分混合后，加入抗菌剂和抗氧剂继续混合，在混合过程中逐步加入加工助剂后继续混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中进行熔融共混并挤出造粒，得到高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒；其中使用双螺杆挤出机进行挤出造粒的温度为195-230℃，转速为400r/min；
S3，将制备所得的母粒通过单螺杆挤出机进行泡管吹膜，其中泡管吹膜的温度为160-210℃，冷凝线的高度为2.0cm，吹胀比为3.5，制备所得薄膜的厚度均为30微米。
其中对比实施例2中使用嵌段PP3，对比例实施例3中使用嵌段PP4，对比实施例4中使用嵌段PP5，上述嵌段PP3、嵌段PP4和嵌段PP5均为嵌段共聚聚丙烯，可采用市面上常规的不同牌号的各种嵌段共聚聚丙烯。
表1具体实施例1成分组成(单位：wt.％)
Figure BDA0002807695040000041
对上述具体实施例和对比例制备所得的薄膜进行抗菌性、雾度、光泽度和力学性能测试，其测试方法如下，测试结果参见表2所述。
一、抗菌性能测试：
实验前，将菌种接种于营养琼脂培养基斜面上，在37℃下培养24h；实验时采用24h新鲜细菌，将细菌制成108cfu/mL浓度的菌悬液，取适量涂于待测抗菌试片和空白试片上，取与试片同样大小的抗菌性高雾度低光泽薄膜贴于试片，将试片放置于相对湿度为100％的培养皿中，在37℃的培养箱中培养24h。取出培养24h的样品，分别加入洗脱液(20mL)，反复清洗样品及覆盖膜(最好用镊子夹起薄膜冲洗)，充分摇匀后，分别取2，0.2，0.02ml接种于营养琼脂培养基中，在37℃下培养48h后进行活菌计数。
抗菌率用式(1)计算：R＝(A-B)×100％/A(1)
式中：R为抗菌率；A为空白对照试样平均回收菌数；B为一种抗菌性高雾度低光泽薄膜试样平均回收菌数。
二、力学性能测试：
以薄膜横向和纵向的拉伸强度表征其力学性能。
拉伸强度：按ISO 527标准要求测定，拉伸速率为50.00mm/min，实验温度为23℃。
三、雾度测试：
按照标准GB T 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定进行雾度测试。
四、光泽度测试：
按照标准GB/T 8807-1988塑料镜面光泽试验方法进行光泽度测试。
表2具体实施例和对比例性能测试结果
Figure BDA0002807695040000051
Figure BDA0002807695040000061
以具体实施例1和对比例1-4进行对比可以看出，本发明中当聚丙烯和高密度聚乙烯(HDPE)的质量比为1:1时，使用无规共聚聚丙烯和高密度聚乙烯复配所得的母粒制备形成的薄膜具有更高雾度和更低光泽，同时拉伸性能良好、抗菌性高；而使用均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯分别与高密度聚乙烯复配所得母粒制备形成的薄膜上述性能均不能同时达到最优。
以具体实施例1和对比例5-8进行对比可以看出，本发明中当聚丙烯采用无规共聚聚丙烯时，且所使用的无规共聚聚丙烯与高密度聚乙烯的质量比为1:1时，比所使用的无规共聚聚丙烯与高密度聚乙烯的质量比为3:7、4:6、6:4和8:2时，母粒制备所得薄膜具有更高雾度和更低光泽，同时拉伸性能良好、抗菌性高。
从以上具体实施例和对比例的测试结果可以看到，通过本发明能够制得不仅抗菌性效果好，还具有高雾度低光泽性能的薄膜。这种抗菌性高雾度低光泽的薄膜母粒材料主要适用于制备常用皮肤接触塑料薄膜和高端包装薄膜领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒，其特征在于，由主要包括下述按质量百分比计的各组分制备而成：聚丙烯20~70wt.%、高密度聚乙烯20~70 wt.%、抗菌剂0.5~3.0wt.%、相容剂2~15wt.%、抗氧剂0.5~3.5wt.%和加工助剂0.1~3.0wt.%；所述聚丙烯的熔体流动速率为0.1~20g/10min，该聚丙烯为无规共聚聚丙烯，且该无规共聚聚丙烯与所述高密度聚乙烯的质量比为(1-1.5):1；所述抗菌剂为纳米磷酸锆载银抗菌剂，且该纳米磷酸锆载银抗菌剂的粒径为D70≤1.0um。
2.根据权利要求1所述的高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒，其特征在于，所述相容剂为马来酸、马来酸衍生物、丙烯酸和接枝率为0.5-2.2%的丙烯酸缩水甘油酯-g-聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂ST2225、抗氧剂B215、抗氧剂PEP-36、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP和抗氧剂619F中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒，其特征在于，所述加工助剂包括硬脂酸、硬脂酸盐、聚烯烃蜡、PE2480蜡和聚硅氧烷中的至少一种。
5.一种权利要求1至4中任一项所述高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒的制备方法，其特征在于，主要包括下述步骤：
S1，按高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒总质量百分比计称取下述组分：聚丙烯20~70wt.%、高密度聚乙烯20~70 wt.%、抗菌剂0.5~3.0wt.%、相容剂2~15wt.%、抗氧剂0.5~3.5wt.%、加工助剂0.1~3.0wt.%；
S2，将聚丙烯、高密度聚乙烯和相容剂加入高速混合机中进行充分混合后，加入抗菌剂和抗氧剂继续混合，在混合过程中逐步加入加工助剂后继续混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中进行熔融共混并挤出造粒；其中使用双螺杆挤出机进行挤出造粒的温度为195-230℃，转速为400-450r/min。
6.一种使用权利要求1-4中任一项所述母粒制备高雾度低光泽抗菌性薄膜的方法，其特征在于，主要包括下述步骤：将制备所得的高雾度低光泽抗菌性薄膜母粒通过单螺杆挤出机进行泡管吹膜，其中泡管吹膜的温度为160-210℃，冷凝线的高度为2.0-2.2cm，吹胀比为3.5-3.6。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，制备所得薄膜的厚度为30-35微米。
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