一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料及其制備方法與流程

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本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對健康和環(huán)保意識的提高，逐漸認(rèn)識到聚丙烯材料在使用和存放過程中，在適宜的溫度和濕度條件下，制件表面易大量滋生對人體健康有害的細(xì)菌等微生物，而聚丙烯材料本身并不具備抗菌的作用，因此開發(fā)具有抗菌效果的聚丙烯材料，對環(huán)保事業(yè)及人們的健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

抗菌材料的起源可追溯到古代人們用的銀或銅容器，這種容器中留存的水不易變質(zhì)，20世紀(jì)開始用于衣、食、住方面以控制有害微生物。目前，抗菌聚丙烯材料的制備主要通過在聚丙烯造粒過程中加入一定量的抗菌劑來實(shí)現(xiàn)，常用的抗菌劑可分為有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑，有機(jī)抗菌劑主要包括季胺鹽類、季膦鹽類、咪唑類、吡啶類、有機(jī)金屬類等，其特點(diǎn)是殺菌速度快，但抗菌有效期短、耐熱性能差，易析出。無機(jī)抗菌劑主要是以ag，zn，cu離子為主要?dú)⒕?，將其?fù)載于沸石、磷酸鋯、玻璃、羥基磷灰石、蒙脫土、硅藻土等無機(jī)載體中，由于ag，zn，cu離子被負(fù)載于載體的多孔、層狀或者可溶性的無定形基體中，因此在最終產(chǎn)品中可以被緩慢地釋放出來，具有較好的安全性和耐久性。

中國發(fā)明專利cn103073784a公開了一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法，cn103694553a公開了一種抗菌聚丙烯樹脂組合物及其制備方法，由于有機(jī)抗菌劑不耐高溫，容易在塑料加工過程中分解，在一定程度上限制了其應(yīng)用。一種抗菌聚丙烯材料及其制備方法(cn102850651a)及一種抗菌型聚丙烯材料及制備方法(cn106397965a)等采用無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑的復(fù)配來提升聚丙烯材料的抗菌效果，但未涉及到材料外觀的仿金屬效果。中國發(fā)明專利cn104530565a公開了具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用，通過添加抗菌母粒和玻璃基珠光顏料共混得到具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料，抗菌母粒單獨(dú)作用，抗菌效果一般。

通過在聚丙烯材料中添加金屬顏料可得到具有仿金屬效果的聚丙烯材料，相比噴漆工藝，能減少生產(chǎn)工藝流程、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，因此開發(fā)一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料既能幫助客戶應(yīng)對產(chǎn)品外觀多樣化，又能實(shí)現(xiàn)聚丙烯材料的抗菌功能化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料及其制備方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料，按質(zhì)量份包括以下組分：

所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一種，其熔體流動速率在230℃，2.16kg條件下為(2～50)g/10min。

所述的無機(jī)填料為硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、高嶺土中的至少一種，其粒徑范圍為1μm～15μm。

所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1：(1～2)組成的復(fù)合物。

所述的潤滑劑為硅油、白礦油、脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸鹽、石蠟、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種。

所述的成核劑為山梨醇類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、支化酰胺類成核劑中的至少一種。

所述的負(fù)載型抗菌劑是以金屬顏料為載體，負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅。

所述的負(fù)載型抗菌劑中，納米氧化銀、納米氧化鋅與金屬顏料的質(zhì)量比為1：(2～6)：(10～60)。

所述的金屬顏料為金粉、銀粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、鈦粉、鎳粉、鐵粉、不銹鋼粉中的至少一種，金屬顏料的形狀為片狀、銀元狀、棒狀或球狀，其粒徑范圍為5μm～300μm。

一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟：

1)以金屬顏料為載體，采用濕法負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅制備負(fù)載型抗菌劑；

2)按配方稱取各種原料，混合、熔融、擠出、造粒、冷卻成型即可。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過以金屬顏料為載體，采用濕法負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅，制備了負(fù)載型抗菌劑來增強(qiáng)聚丙烯材料的抗菌效果，同時(shí)還能賦予材料表面的仿金屬效果。

具體實(shí)施方式

一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料，按質(zhì)量份包括以下組分：

優(yōu)選的，所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一種，其熔體流動速率在230℃，2.16kg條件下為(2～50)g/10min；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯，其熔體流動速率在230℃，2.16kg條件下為25g/10min。

優(yōu)選的，所述的無機(jī)填料為硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、高嶺土中的至少一種，其粒徑范圍為1μm～15μm；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的無機(jī)填料為硫酸鋇、碳酸鈣中的至少一種，其中硫酸鋇的粒徑為7μm，碳酸鈣的粒徑為10μm。

優(yōu)選的，所述的抗氧劑為抗氧劑1010(四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)與抗氧劑168(亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯)按質(zhì)量比1：(1～2)組成的復(fù)合物；進(jìn)一步的，所述的抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168以質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合物。

優(yōu)選的，所述的潤滑劑為硅油、白礦油、脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸鹽、石蠟、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的潤滑劑為脂肪酸酰胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種；再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的潤滑劑為硬脂酸鋇、乙撐雙硬脂酸酰胺中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的成核劑為山梨醇類、有機(jī)磷酸鹽類、有機(jī)羧酸鹽類、支化酰胺類成核劑中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的成核劑為山梨醇類、有機(jī)羧酸鹽類成核劑的至少一種；再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇、二環(huán)[2.2.1]庚烷二羧酸鹽中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的負(fù)載型抗菌劑是以金屬顏料為載體，負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅。

優(yōu)選的，所述的負(fù)載型抗菌劑中，納米氧化銀、納米氧化鋅與金屬顏料的質(zhì)量比為1：(2～6)：(10～60)。

優(yōu)選的，所述的金屬顏料為金粉、銀粉、銅粉、鋁粉、鋅粉、鈦粉、鎳粉、鐵粉、不銹鋼粉中的至少一種，金屬顏料的形狀為片狀、銀元狀、棒狀或球狀，其粒徑范圍為5μm～300μm；進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的金屬顏料為銀粉、鋅粉、銅粉中的至少一種，其形狀為銀元狀或球狀，粒徑范圍為100μm～150μm；再進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的金屬顏料為銀元狀鋁粉、球狀銀粉、球狀銅粉中的至少一種，粒徑范圍為100μm～150μm。

一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟：

1)以金屬顏料為載體，采用濕法負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅制備負(fù)載型抗菌劑；

2)按配方稱取各種原料，混合、熔融、擠出、造粒、冷卻成型即可。

優(yōu)選的，所述的擠出在平行雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為180～600轉(zhuǎn)/分，各區(qū)溫度為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～220℃，三區(qū)190～220℃，四區(qū)190～220℃，五區(qū)190～220℃，六區(qū)190～220℃，七區(qū)190～220℃，八區(qū)190～220℃，機(jī)頭210～240℃。

以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明的抗菌測試按照qb/t2591-2003a標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并測試了材料對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率。

實(shí)施例1：

一種具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料，其原料配方如表1所示，其制備方法包括以下步驟：

步驟一：以金屬顏料為載體，采用濕法負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅先制備負(fù)載型抗菌劑。

步驟二：按質(zhì)量份數(shù)稱取聚丙烯樹脂、無機(jī)填料、抗氧劑、潤滑劑、成核劑及負(fù)載型抗菌劑，在低速混合機(jī)里混合1-3min，混合均勻后加入到平行雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過熔融擠出，然后造粒、冷卻，得到具有仿金屬效果的抗菌聚丙烯材料。具體材料性能、抗菌效果如表2所示。其中擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為180～600轉(zhuǎn)/分，各區(qū)溫度為：一區(qū)160～180℃，二區(qū)190～220℃，三區(qū)190～220℃，四區(qū)190～220℃，五區(qū)190～220℃，六區(qū)190～220℃，七區(qū)190～220℃，八區(qū)190～220℃，機(jī)頭210～240℃。

其中，聚丙烯樹脂為均聚pp，其熔體流動速率(230℃/2.16kg)為25g/10min；無機(jī)填料為硫酸鋇，其粒徑為7μm；抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1的復(fù)合物；潤滑劑為乙撐雙硬脂酸酰胺；成核劑為二(3,4-二甲基苯亞甲基)山梨醇；負(fù)載型抗菌劑由以金屬顏料為載體，負(fù)載納米氧化銀和納米氧化鋅而成，且金屬顏料為球狀銀粉，其粒徑為100μm。

實(shí)施例2：