CN1970631A - 一种抗菌尼龙塑料材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌尼龙塑料材料,由抗菌尼龙母粒和增强尼龙塑料混合制备而成,两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙塑料=1∶9~30,所述抗菌尼龙母粒主要由无机抗菌剂和尼龙塑料两种原料制成,其中无机抗菌剂占抗菌尼龙母粒的重量含量为0.5~50%,尼龙塑料占抗菌尼龙母粒的重量含量为45%~95%。本发明抗菌尼龙塑料材料的制备采用两步法,第一步制备抗菌尼龙母粒,第二步将抗菌尼龙母粒均匀分散在增强尼龙塑料中制得抗菌尼龙塑料材料。选用两步法的目的是为了无机抗菌剂在塑料中分散更为均匀,更有利于抗菌作用的发挥,由此制得的抗菌尼龙塑料材料抗菌作用强,持效性好,具抗菌广谱性。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌尼龙塑料材料,本发明还涉及一种抗菌尼龙塑料材料的制备方法。
背景技术
随着人类物质财富的增长和社会的全面进步,人们越来越关心环境问题,如近几年爆发的“非典”和禽流感,对由环境引发的影响人类健康和生活质量的问题,特别予以关注。降低和有效防止人居环境中微生物对人类生活的干扰和危害,减轻由此引发的病菌感染与疾病流行已成为社会的共识。在生产场所、公共场所和人居环境中,环境微生物的这些危害甚至危及人的生命。控制环境微生物的常见措施,如空气净化、紫外线照射、臭氧灭菌和使用有机类抗菌剂灭菌尽管产生了积极效应,但也存在持效性差,成本高,有不适气味,有毒等缺限。无机抗菌剂因持效性长,安全性好,使用卫生等优点构成了最具前景的控制环境微生物的方法和措施。
无机抗菌剂一般呈固体粉末状态,主要作为添加剂,并通过与相应材料的制备工艺相结合而制备各类抗菌制品,再通过抗菌制品的实际应用发挥无机抗菌剂抗菌、清洁空气及对人体起防病等功能作用。无机抗菌剂按抑制和杀灭细菌的原理可分为光催化型和金属离子载带型两大类,其中前者为半导体型物质,在紫外光照射下,半导体物质产生活性氧等具有强氧化作用的基团,由此破坏微生物的细胞活性,产生抗菌效应。抗菌剂因为只有在紫外光的照射下,才具有抗菌功能,所以适用范围小,作用不稳定,且难以检测和评估;金属离子载带型抗菌剂主要以离子缓释方式产生抗菌作用,不受物理环境的制约,且抗菌作用强,持效性好,具广谱抗菌性以及与加工制品相容性好等优点。目前,金属离子载带型无机抗菌剂已经成为市场上无机抗菌剂的主体产品。但在应用过程中也存在一些问题,主要表现在两方面:其一,制品变色,即采用无机抗菌剂作为添加剂制备的抗菌制品颜色加深,甚至无法使用。这一方面是抗菌剂自身白度低所致,另一方面,也是最重要的因素则是在加工的高温高压过程中,抗菌剂中无机离子的超量逸出及其与制品中其它组分反应或自身形成氧化物的结果。由于在制备无机抗菌剂的几种金属离子中,银离子的抗菌作用最强,且容易被无机物载体吸纳复合,因此无机抗菌剂多载带银离子构成;银离子不仅容易导致制品变色,同时也加大了无机抗菌剂的成本;其二,无机抗菌剂粉体的物理性能,如粉体粒径,因存在颗粒粗,分布不合理等问题,还不能很好地满足应用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌尼龙塑料材料,使用该材料制造的产品抗菌作用强,持效性好,具抗菌广谱性。
本发明的另一目的是提供一种抗菌尼龙塑料材料的制备方法,该制备方法工艺简单,工业化生产程度高。
本发明提供的一种抗菌尼龙塑料材料,由抗菌尼龙母粒和增强尼龙塑料混合制备而成,两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙塑料=1∶9~30,所述抗菌尼龙母粒主要由无机抗菌剂和尼龙塑料两种原料制成,其中无机抗菌剂占抗菌尼龙母粒的重量含量为0.5~50%,尼龙塑料占抗菌尼龙母粒的重量含量为45%~95%。
本发明所述无机抗菌剂为无机含银抗菌剂、无机含锌抗菌剂、无机含铜抗菌剂或其组合而成的复合抗菌剂,无机抗菌剂的载体体系为磷酸锆盐体系、硅酸铝盐体系、沸石体系或玻璃体系。无机抗菌剂的粉体粒径小于30微米,该规格粉体粒径使无机抗菌的分布更理,抗菌有效成分为银离子、锌离子、铜离子。
本发明所述抗菌尼龙母粒的制备原料中还包括有偶联剂和加工助剂,其中偶联剂采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂等;加工助剂包括抗变色剂、助分散剂、润滑剂、抗静电剂、抗氧剂中的一种或几种,这些助剂根据生产需要添加,一般在生产抗菌尼龙母粒时加入一些润滑剂即可达到要求,其他助剂如抗变色剂、助分散剂、抗静电剂、抗氧剂等如有需要可加入。
本发明所述的抗菌尼龙塑料材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按配比称取无机抗菌剂粉体和尼龙塑料,加入适量偶联剂和加工助剂;
(2)在分散机中将各原料混合均匀;
(3)将上述混合料进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
(4)按抗菌尼龙母粒∶增强尼龙塑料=1∶9~30的重量比例分别称取两种原料;
(5)将称取的两种原料置于分散机中搅拌均匀即得抗菌尼龙塑料材料。
上述步骤中,如有需要,可在步骤(3)后将混合料再次造粒,以使抗菌剂在塑料中分散更为均匀,得到的这种尼龙抗菌材料即可通过注塑等塑料加工方法直接用来生产抗菌尼龙产品。
本发明抗菌尼龙塑料材料的制备采用两步法,第一步制备抗菌尼龙母粒,第二步将抗菌尼龙母粒均匀分散在增强尼龙塑料中制得抗菌尼龙塑料材料。之所以选用两步法是为了无机抗菌剂在塑料中分散更为均匀,更有利于抗菌作用的发挥,由此制得的抗菌尼龙塑料材料抗菌作用强,持效性好,具抗菌广谱性。
具体实施方式
参考下列实施例将更易于理解本发明,给出实施例是为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。
实施例1
1.称取无机抗菌剂磷酸锆盐载银抗菌剂200克,如广州擎天新材料研究开发有限公司生产的牌号为BC-107,润滑剂如低分子量氧化聚乙烯蜡和聚酰胺蜡各5克,尼龙6塑料785克,偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
实施例2
1.称取无机抗菌剂硅酸铝盐载银抗菌剂200克,如日本富士化学有限公司生产的牌号为BM-102TG,润滑剂如低分子量聚乙烯蜡和硬脂酸钙各5克,尼龙6塑料785克;偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
实施例3
1.称取无机抗菌剂玻璃载银抗菌剂200克,如日本石冢硝子有限公司生产的牌号为CKR,润滑剂如低分子量聚酰胺蜡和硬脂酸锌各5克,尼龙1010塑料785克;偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
实施例4
1.称取无机抗菌剂玻璃载体的银锌复合抗菌剂250克,如日本石冢硝子有限公司生产的牌号为VZN300,润滑剂如低分子量聚酰胺蜡和硬脂酸锌各5克,尼龙610塑料745克;偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=1∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
实施例5
1.称取无机抗菌剂玻璃载体的含锌抗菌剂250克,如日本石冢硝子有限公司生产的牌号为WJ的抗菌剂,润滑剂如低分子量聚酰胺蜡和硬脂酸锌各5克,尼龙6塑料745克;偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=2∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
实施例6
1.称取无机抗菌剂磷酸锆盐载体的含铜抗菌剂250克,如广州擎天新材料研究开发有限公司生产的牌号为BC-C01的抗菌剂,润滑剂如低分子量聚酰胺蜡和硬脂酸锌各5克,尼龙1010塑料745克;偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,添加量分别为抗菌剂重量的0.5%;
2.用分散机先混合偶联剂和抗菌剂,再加入其他料将上述原料分散均匀;
3.在150℃~250℃进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
4.按抗菌尼龙母粒(质量)∶增强尼龙塑料(质量)=2∶25的比例分别称取两种材料;
5.将称取的两种材料置于分散机中分散均匀即可得到抗菌尼龙塑料材料。
将所得到的抗菌尼龙塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板,按照国家塑料抗菌检测标准进行抗菌性能检测。结果见表一。
表一抗菌结果检测数据
大肠杆菌抗菌率/% | 葡萄球菌抗菌率/% | |
实施例1 | 99.99 | 99.99 |
实施例2 | 99.99 | 99.99 |
实施例3 | 99.99 | 99.99 |
实施例4 | 98.56 | 95.27 |
实施例5 | 93.60 | 95.30 |
实施例6 | 96.20 | 92.30 |
根据国家标准(贴膜法),抗菌率达到90%以上,即可认为该塑料材料具有抗菌性。由表一可知,上述尼龙抗菌材料均具有抗菌性。
Claims (9)
1、一种抗菌尼龙塑料材料,其特征在于由抗菌尼龙母粒和增强尼龙塑料混合制备而成,两种原料的重量配比为抗菌尼龙母粒∶增强尼龙塑料=1∶9~30,所述抗菌尼龙母粒主要由无机抗菌剂和尼龙塑料两种原料制成,其中无机抗菌剂占抗菌尼龙母粒的重量含量为0.5~50%,尼龙塑料占抗菌尼龙母粒的重量含量为45%~95%。
2、根据权利要求1所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述无机抗菌剂为无机含银抗菌剂、无机含锌抗菌剂、无机含铜抗菌剂或其组合而成的复合抗菌剂。
3、根据权利要求1或2所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述无机抗菌剂的载体体系为磷酸锆盐体系、硅酸铝盐体系、沸石体系或玻璃体系。
4、根据权利要求3所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述无机抗菌剂的粉体粒径小于30微米。
5、根据权利要求1所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述抗菌尼龙母粒的制备原料中还包括有偶联剂和加工助剂。
6、根据权利要求5所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。
7、根据权利要求5所述的抗菌尼龙塑料材料,其特征在于所述加工助剂包括抗变色剂、助分散剂、润滑剂、抗静电剂、抗氧剂中的一种或几种。
8、一种如权利要求1所述的抗菌尼龙塑料材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按配比称取无机抗菌剂粉体和尼龙塑料,加入适量偶联剂和加工助剂;
(2)在分散机中将各原料混合均匀;
(3)将上述混合料进行挤出造粒,制得抗菌尼龙母粒;
(4)按抗菌尼龙母粒∶增强尼龙塑料=1∶9~30的重量比例分别称取两种原料;
(5)将称取的两种原料置于分散机中搅拌均匀即得抗菌尼龙塑料材料。
9、根据权利要求8所述的抗菌尼龙塑料材料的制备方法,其特征在于将步骤(3)所得的混合料再次造粒使抗菌剂在塑料中分散更为均匀。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |