一種抗菌聚乙烯組合物及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種抗菌聚乙烯組合物。包含共混的聚乙烯樹脂和負載型抗菌劑，其中以聚乙烯樹脂為100重量份計，負載型抗菌劑為0.5～40份；所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑，包含有機抗菌劑及粉末橡膠，其中抗菌劑負載在粉末橡膠上。所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠和羧基丁苯粉末橡膠中的至少一種。由將常溫液態的有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻靜置，直至粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液吸收后即得到所述負載型抗菌劑。由此得到的抗菌聚乙烯組合物具有抗菌效果好、顏色好、成本低、安全性高等優點，其制備工藝簡單、易于操作，適于工業化應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚乙烯塑料加工領域，進一步地說，是涉及。
技術介紹
隨著塑料工業的不斷發展，聚乙烯作為通用塑料重要品種之一，已經在人民生活和工業生產中得到廣泛使用。聚乙烯按照其加工工藝的不同，其產品主要有低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線形低密度聚乙烯(LLDPE)等多個品種。聚乙烯的應用范圍除了工業中大量使用的各種板材、管材外，也用來制造各種餐具、兒童玩具、日用生活品、薄膜制品等。近年來研究發現，在溫度、濕度等客觀條件適宜時，細菌、霉菌等有害微生物就會在聚乙烯制品上滋生蔓延，嚴重影響了人們的日常生活和身體健康。隨著人民生活水平的提高和衛生意識的增強，人們對各種聚乙烯制品的抗菌需求也不斷增加。例如，抗菌聚乙烯給水管材具有自潔性，能夠有效的抑制細菌、霉菌在其內壁滋生，保證人們安全使用引用水；抗菌聚乙烯制成的保鮮膜、保鮮袋則可以防止食物或食品的腐敗變質，提高它們的保存期限。總之，抗菌材料以及抗菌制品在日常生活中的應用范圍越來越廣，而聚乙烯塑料作為通用塑料中的典型代表，因此，已經成為抗菌塑料研究中的熱點。制備抗菌塑料組合物的具體方法是將基體樹脂、抗菌劑以及工藝助劑按照一定比例混合均勻，然后直接熔融共混制備具有抗菌功能的改性樹脂，最后通過各種塑料成型加工方法(如擠出、注塑、流延、吹塑、吸塑等)制造各種抗菌制品。目前，市場上所采用的抗菌劑主要包括無機、有機抗菌劑兩大類。其中，無機抗菌劑主要是負載抗菌性金屬離子(如銀離子、鋅離子、銅離子等中的一種或幾種)的無機物，可用于負`載的載體種類很多，包括沸石(天然或合成沸石)、磷酸鋯、可溶性玻璃、磷酸鈣、硅膠等，例如專利US4906464，US4911898, US4059678, US5296238,US6939820, CN1323588C等介紹的載銀、鋅離子無機抗菌劑。有機抗菌劑按其結構進行劃分，包括季銨鹽類、季膦鹽類、咪唑類、吡啶類、有機金屬類等，目前市場上廣泛使用的有機抗菌劑有噻菌靈、百菌清、多菌靈、吡啶硫酮鋅、2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)、4，5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(D⑶IT)、10，10'-氧聯吩噁吡(OBPA)、正丁基苯并異噻唑啉酮(BBIT)、3_碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)坐寸ο無機抗菌劑具有安全性聞、耐熱性好、殺菌持久等特點，然而其殺菌不具有即時性，由于采用貴金屬導致其價格較高。有機抗菌劑具有殺菌速度快、抗菌防霉效果好，使用范圍廣等優點，但也存在易產生耐藥性、耐熱性差等問題，由于有機抗菌劑與一般無機載體的相容性較差，不利于負載使用，一般直接將其添加到塑料中進行使用，因此不像無機抗菌劑那樣緩慢釋放金屬離子而具有抗菌持久性，在使用過程中易遷出、使用壽命短。為了彌補單一抗菌劑的不足，通過將無機和有機抗菌劑復配制備復合抗菌劑，提高抗菌劑的抗菌效果成為近年來抗菌塑料研究的熱點
技術實現思路
:因此，針對現有技術中的問題，本專利技術的目的之一是提供一種抗菌聚乙烯組合物，該抗菌聚乙烯組合物具有良好的抗菌效率，良好的耐水性，并且具有長的抗菌時效性。本專利技術的另一目的是提供所述抗菌聚乙烯組合物的制備方法。該制備方法工藝簡單、易于操作，適于工業化應用。本專利技術所述的一種抗菌聚乙烯組合物，包含有共混的聚乙烯樹脂和負載型抗菌齊U，其中以聚乙烯樹脂為100重量份計，負載型抗菌劑為0.5 40份，優選為2 30份。以上所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑，包含有機抗菌劑及粉末橡膠，其中抗菌劑負載在粉末橡膠上。所述粉末橡膠為丁苯粉末橡膠、羧基丁苯粉末橡膠或其混合物。該負載型抗菌劑與聚乙烯樹脂相容性好，可提高對聚乙烯樹脂的抗菌效率，延長抗菌時效性和耐水性。以上所述粉末橡膠為具有交聯結構的粉末橡膠，其橡膠粒子為均相結構，凝膠含量大于或等于60% wt,優選為大于或等于75% wt,更優選大于或等于80% wt ;其橡膠粒子平均粒徑為20 500nm，更優選為30 200nm，最優選為50 150nm。以上所述 負載型抗菌劑由以下方法之一制備而得:(I)將常溫液態有機抗菌劑與所述粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑吸收。所述常溫液態有機抗菌劑含量過低，所得所述粉末橡膠負載的抗菌劑的殺菌效率較低，如果常溫液態有機抗菌劑含量過高會導致粉末橡膠無法完全吸收，并且造成負載抗菌劑的粉末橡膠抱團，不利于其在抗菌塑料的加工應用。因此，該方法中粉末橡膠和有機抗菌劑的重量比為100: 0.3 100: 50，優選為100: 5 100: 30，更優選為100: 10 100: 20。(2)將有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至粉末橡膠將有機抗菌劑溶液吸收。有機抗菌劑為常溫固態時，由于無法被吸附到粉末狀的粉末橡膠顆粒內，所以需要將其制備成溶液便于吸附；至于常溫液態的有機抗菌劑也可根據需要將其溶于增塑劑支持溶液來負載到粉末橡膠上。因此，本方法中所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和/或常溫固態的有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液。如果有機抗菌劑溶液用量過低，那樣制備的粉末橡膠負載的抗菌劑中抗菌劑含量過低，導致其殺菌效率較低，如果有機抗菌劑溶液用量過高，會導致粉末橡膠無法完全吸收，并且造成負載后的粉末橡膠抱團，不利于其在抗菌塑料的加工中應用。因此，該方法中粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100: I 100: 50，優選為 100: 10 100: 40，更優選為 100: 20 100: 30。當所述有機抗菌劑溶液為常溫固態有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液時，有機抗菌劑含量過低，會導致其負載于粉末橡膠中后，含量更低，抗菌效率下降；如果有機抗菌劑的含量過高，會導致增塑劑中無法溶解過多的抗菌劑，不利于抗菌劑在粉末橡膠中的負載。因此，其中所述常溫固體有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1: 100 15: 100，優選為5: 100 10: 100。當所述有機抗菌劑溶液為常溫液態有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液時，其中所述有機抗菌劑與增塑劑之間的重量比為1: 100 100: 1，優選20: 100 100: 50，更優選為30: 100 100: 100。更具體的，在方法(2)中所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和常溫固態的有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液時，是先將常溫固態有機抗菌劑溶于增塑劑，再將常溫液態有機抗菌劑加入混合均勻而得。以上所述負載型抗菌劑的制備方法中，將粉末橡膠與常溫液態有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液混合，由于粉末橡膠的高度交聯結構，可以在濃度梯度的作用下將有機抗菌劑吸收到粉末橡膠的內部和表面。從而得到這種特殊的粉末橡膠負載的抗菌劑。本專利技術抗菌熱塑性塑料組合物的負載型抗菌劑中所述的粉末橡膠可以選用現有技術中符合上述參數要求的各種丁苯粉末橡膠、羧基丁苯粉末橡膠或其混合，優選中國專利CN1402752A所公開的全硫化丁苯粉末橡膠、全硫化羧基丁苯粉末橡膠或其混合。該種粉末橡膠是指凝膠含量達到60wt%或更高，更優選75wt%或更高，干燥后無需加隔離劑即可自由流動的橡膠微粉。該全硫化粉末橡膠的粒徑在20nm 2000nm之內。該全硫化粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的，即單個微粒在組成上都是均質的。在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗菌聚乙烯組合物，包含有共混的聚乙烯樹脂和負載型抗菌劑，其中以聚乙烯樹脂為100重量份計，負載型抗菌劑為0.5～40份；所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑，包含有機抗菌劑及粉末橡膠，其中抗菌劑負載在粉末橡膠上；其由以下方法之一制備而得：(1)將常溫液態有機抗菌劑與丁苯粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至丁苯粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑吸收；其中丁苯粉末橡膠和有機抗菌劑的重量比為100∶0.3～100∶50；(2)將有機抗菌劑溶液與所述丁苯粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至丁苯粉末橡膠將有機抗菌劑溶液吸收；所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和/或常溫固態的有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液；丁苯粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100∶1～100∶50；其中常溫固態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1∶100～15∶100；常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1∶100～100∶1；以上的方法中所述粉末橡膠為具有交聯結構的粉末橡膠，其橡膠粒子為均相結構，凝膠含量大于或等于60％wt，平均粒徑為20～500nm；所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠和羧基丁苯粉末橡膠中的至少一種。

【技術特征摘要】
1.一種抗菌聚乙烯組合物，包含有共混的聚乙烯樹脂和負載型抗菌劑，其中以聚乙烯樹脂為100重量份計，負載型抗菌劑為0.5 40份；所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑，包含有機抗菌劑及粉末橡膠，其中抗菌劑負載在粉末橡膠上；其由以下方法之一制備而得: (1)將常溫液態有機抗菌劑與丁苯粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至丁苯粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑吸收；其中丁苯粉末橡膠和有機抗菌劑的重量比為100: 0.3 100: 50 ； (2)將有機抗菌劑溶液與所述丁苯粉末橡膠混合至均勻后靜置，直至丁苯粉末橡膠將有機抗菌劑溶液吸收；所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和/或常溫固態的有機抗菌劑溶于增塑劑而得到的溶液；丁苯粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100:1 100: 50;其中常溫固態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1: 100 15: 100 ;常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1: 100 100:1 ; 以上的方法中所述粉末橡膠為具有交聯結構的粉末橡膠，其橡膠粒子為均相結構，凝膠含量大于或等于60% wt，平均粒徑為20 500nm ;所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠和羧基丁苯粉末橡膠中的至少一種。2.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑的制備方法(I)中，粉末橡膠和常溫液態有機抗菌劑的重量比為優選為 100: 5 100: 30，優選為 100: 10 100: 20。3.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑的制備方法⑵中，粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100: 10 100: 40，優選為 100: 20 100: 30。4.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑的制備方法(2)中，常溫固態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為5: 100 10: 100。5.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑的制備方法(2)中，常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為20: 100 100: 50，優選為 30: 100 100: 100。6.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑中粉末橡膠的橡膠粒子凝膠含量大于或等于75% Wt07.根據權利要求1所述的抗菌聚乙烯組合物，其特征在于: 所述負載型抗菌劑中粉...

【專利技術屬性】
技術研發人員：初立秋，張師軍，李杰，張麗英，邵靜波，劉濤，鄒浩，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：