CN113087994A - 具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法，具塑料原粒由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10‑15份、纳米二氧化硅20‑30份、纳米二氧化硫20‑30份、纳米镁20‑30份、纳米锂20‑30份、二乙胺6‑10份、3‑氯丙基三甲氧基硅烷20‑25份、氯化苄10‑15份和乙醇50‑60份。本发明采用硅烷基纳米涂层长效抗菌技术，通过中和与被处理物体表面接触的微生物的物理作用模式，控制可能引起污渍，气味或表面损伤的细菌，真菌，霉菌，抗微生物活性成分中的正离子电荷将微生物吸引到涂层表面并使其细胞膜破裂，能够提高抗菌塑料的抗菌周期，满足塑料制品的长期抗菌需求。

Description

具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子聚合物领域，具体是具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原粒，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，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，树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物，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。传统的塑料原粒均不具备抗菌功能，导致其制品也不具备抗菌功能，不能有效将装入塑料制品中的物品的细菌、真菌杀死或抑制其繁殖。因此，本领域技术人员提供了具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份。
作为本发明进一步的方案：所述塑料基体为聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、聚氯乙烯中的至少一种。
作为本发明再进一步的方案：所述乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇。
作为本发明再进一步的方案：所述纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为1-100nm。
一种如上面所述的具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：
S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；
S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇(也称为乙醇溶剂)中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；
S3：将塑料基体和纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁和纳米锂经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；
S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；
S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。
作为本发明再进一步的方案：步骤S1中反应时间为24-72h，反应温度为40-80℃。
作为本发明再进一步的方案：步骤S3中塑料基体和纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁和纳米锂均通过筛选机进行筛选。
作为本发明再进一步的方案：步骤S4和步骤S5中造粒温度均为200-250℃，且采用水冷的方式进行冷却。
作为本发明再进一步的方案：步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用硅烷基纳米涂层长效抗菌技术，通过中和与被处理物体表面接触的微生物的物理作用模式，控制可能引起污渍，气味或表面损伤的细菌，真菌，抗微生物活性成分中的正离子电荷将微生物吸引到涂层表面并使其细胞膜破裂，能够提高抗菌塑料的抗菌周期，抗菌周期长达在30天以上，能够满足塑料制品的长期抗菌需求，有利于人们的使用。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份。
塑料基体为聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、聚氯乙烯中的至少一种。
乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇。
纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为1-100nm。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。
步骤S1中反应时间为24-72h，反应温度为40-80℃。
步骤S3中塑料基体和纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁和纳米锂均通过筛选机进行筛选。
步骤S4和步骤S5中造粒温度均为200-250℃，且采用水冷的方式进行冷却。
步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
实施例2，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份，塑料基体为聚乙烯。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S1中反应时间为24h，反应温度为40℃；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。步骤S4和步骤S5中造粒温度均为210℃，且采用水冷的方式进行冷却。步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
实施例3，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份，塑料基体为聚丙烯，乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S1中反应时间为36h，反应温度为50℃；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。步骤S4和步骤S5中造粒温度均为220℃，且采用水冷的方式进行冷却。步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
实施例4，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份，塑料基体为丙烯腈，乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇，纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为20nm。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S1中反应时间为48h，反应温度为60℃；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。步骤S4和步骤S5中造粒温度均为240℃，且采用水冷的方式进行冷却。步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
实施例5，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份，塑料基体为聚氯乙烯，乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇，纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为50nm。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S1中反应时间为66h，反应温度为70℃；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。步骤S4和步骤S5中造粒温度均为240℃，且采用水冷的方式进行冷却。步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
实施例6，具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份，塑料基体为聚乙烯和聚丙烯的混合物，乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇，纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为80nm。
具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；S1中反应时间为72h，反应温度为80℃；S3：将塑料基体和纳米复合填料经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。步骤S4和步骤S5中造粒温度均为250℃，且采用水冷的方式进行冷却。步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：塑料基体100份、纳米蒙脱土10-15份、纳米二氧化硅20-30份、纳米二氧化硫20-30份、纳米镁20-30份、纳米锂20-30份、二乙胺6-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷20-25份、氯化苄10-15份和乙醇50-60份。
2.根据权利要求1所述的具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，其特征在于：所述塑料基体为聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、聚氯乙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，其特征在于：所述乙醇采用纯度为99.5％的无水乙醇。
4.根据权利要求1所述的具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒，其特征在于：所述纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁份和纳米锂的粒径均为1-100nm。
5.一种如权利要求1-4任一所述的具有长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将二乙胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷放入反应釜中，合成叔胺中间体N，N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；
S2：将步骤S1中得到的合成物放入乙醇中，再添加氯化苄为季铵化试剂进行季铵化反应，得到产物；
S3：将塑料基体和纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁和纳米锂经表面处理后，通过送料装置送入高速混合机中进行搅拌均匀，得到混合料；
S4：将步骤S3得到的混合料送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到纳米抗菌塑料颗粒；
S5：将步骤S4中得到的纳米抗菌塑料颗粒和步骤S2中得到的产物放入高速混合机中进行搅拌，再送入双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却并通过造粒机造粒，得到长效硅烷基纳米抗菌的塑料原粒成品。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中反应时间为24-72h，反应温度为40-80℃。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中塑料基体和纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化硫、纳米镁和纳米锂均通过筛选机进行筛选。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S4和步骤S5中造粒温度均为200-250℃，且采用水冷的方式进行冷却。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中通过振筛机对造粒后的塑料原粒进行筛选，筛选合格后进行包装打码。
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