一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法与它的用途技术

本发明专利技术涉及一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法与它的用途。该方法包括将纳米银单质粉体的制备、纳米银抗菌母粒的制备与纳米银抗菌聚酯薄膜的制备等步骤。本发明专利技术的抗菌聚酯薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率≥99％；透光率与雾度性与相同厚度的普通PET聚酯薄膜相近，无毒，安全性高，特别是本发明专利技术抗菌聚酯薄膜具有很高的透明性，解决了当前功能性薄膜透明性与功能性并存的技术难题，因此可以广泛应用到与人们生活密切相关的食品、药品、医疗、工农业等众多领域中，具有非常高的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法与它的用途
本专利技术属于食品包装
更具体地，本专利技术涉及一种抗菌聚酯薄膜，还涉及所述抗菌聚酯薄膜的制备方法，还涉及所述抗菌聚酯薄膜的用途。
技术介绍
食品本身含有丰富的营养，在储存和运输过程中极易受到微生物的污染造成品质下降，甚至腐败变质，严重威胁着人们的健康与生活。薄膜类软包装在食品加工和供应中被大量应用，随着人们对自身健康的关注和对食品安全质量的要求不断提高，食品薄膜包装材料在防止食品腐败、延长食品保存期限、保障食品安全中起到越来越重要的作用。欧盟自21世纪初提出了食品“活性包装”的概念，即改变食品保存条件而延长货架期或改善食品安全与感官品质的包装技术。其中抗菌包装是重要的组成部分，它可以抑制和杀死所接触的细菌、真菌等微生物，避免食品二次污染，从而更好的长时间保持食品品质，延长食品货架期。PET聚酯薄膜具有无色无味、拉伸强度高、韧性高、透明性和热稳定性好等优异的理化性能，大多用于食品包装、烟包、酒包、药品包装及特种膜领域。聚酯薄膜包装材料的抗菌性能受到越来越多的关注。现有抗菌薄膜主要是采用直接混合法、表面涂层法和表面化学改性法三种制备方法制备的。直接混合法是将抗菌功能物质直接混合添加到聚合物材料中，经过各种成型工艺制得抗菌薄膜。这种方法无需对常用薄膜加工工艺进行改动，适用性广，操作方便，已成为当前制备抗菌塑料制品的主要方法之一。但是，这种方法对抗菌剂的性能要求较高，技术难度较大。表面涂层法是将抗菌活性物质涂覆或沉积到成型塑料薄膜表面，使其获得抗菌性能。在这种方法中，基材与抗菌剂的结合主要依靠物理作用，结合力的牢固程度是关键，所以往往要对基材表面进行预改性处理以提高其表面性能，从而提高抗菌涂层与基材树脂的结合力。这种方法对抗菌剂耐热性要求不高，其缺陷是抗菌涂层容易磨损脱落或与周围介质相互作用，影响使用稳定性。表面化学改性法是将抗菌功能物质以化学键形式接枝或固定于薄膜基材上，这样能有效降低抗菌剂的流失，提高抗菌材料的长效性和安全性。但要求抗菌剂和基质材料需具备特定条件，大多需预先引入活性基团，化学接枝程度难以控制，反应过程及机理复杂，实际应用的难度较大，不利于大范围推广使用。CN201410385522公开了一种由淀粉、高分子聚合物杀菌消毒剂水溶液和甘油混炼制备的抗菌热塑性淀粉颗粒，将其与PBAT和偶联剂混合熔融挤出制得抗菌聚酯颗粒，然后经吹膜工艺制得可降解和无迁移聚酯薄膜的方法。这种方法使用的淀粉未经改性处理，很难满足薄膜材料力学热学性能要求。而胍类有机抗菌剂耐水性差，抗菌持久性及安全性难以保证。CN201310509272公开了一种耐高温保鲜聚酯薄膜的制作方法，将EVA树脂、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、钛酸酯、滑石粉、含硼硅酸盐、远红外微粉、无机抗菌微粉、羟基喹啉铜、TiO2微粉、抗粘剂、无机颜料按一定比例混合，经熔融挤出、双向拉伸法制得具有抗菌功能的耐高温保鲜聚酯薄膜。其中无机抗菌微粉为AgO、ZnO和CuO的混合物，ZnO抗菌性能较弱，遇水不稳定，而AgO和CuO均为黑色粉末，严重影响制品外观。而且该法中无机微粉添加总量较高，增加了薄膜制备工艺的难度。CN103831221B公开了一种抗菌性薄膜的制备方法，该法是以双向拉伸聚丙烯薄膜或聚酯薄膜为基材层，在基材层的一面或两面涂布纳米抗菌涂层，经固化制得抗菌薄膜。抗菌涂层中的活性成分纳米氧化钛、纳米银、纳米铝及其组合物被吸附在特制的多孔材料上，多孔材料制备工艺复杂而繁琐，未经改性处理的无机纳米粒子极易团聚，抗菌剂不能均匀分散，难以保证制品稳定的抗菌性能。CN201210450826公开了一种新型抗菌薄膜，其结构包括基材层和抗菌涂层，两层间有底胶层。基材为BOPP、BOPET和BOPA中任意一种，涂料层为纳米TiO2改性PVDC乳液涂覆于底胶层，经烘干成膜。TiO2属于光催化型抗菌剂，具有安全、持久、耐热等优点，但受外界光照条件的限制，在黑暗环境中无法发挥抗菌作用，同样不能保证制品稳定的抗菌功能。目前，市场上始终需要一种抗菌性能优异、稳定性好、安全长效的抗菌聚酯薄膜材料，需要一种工艺简便易于操作，成本较低，便于大范围推广应用的制备方法。为此，本专利技术人在总结现有技术的基础之上，经过大量试验研究终于完成了本专利技术。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是提供一种抗菌聚酯薄膜。本专利技术的另一个目的是提供所述抗菌聚酯薄膜的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供所述抗菌聚酯薄膜的用途。[技术方案]本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术涉及一种抗菌聚酯薄膜的制备方法。该制备方法的步骤如下：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入0.015～2.0重量份变色抑制剂，在转速800～2000rpm下搅拌混合30～60min，接着加入0.3～1.0重量份偶联分散剂，并且在温度40～70℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；所述的变色抑制剂是一种或多种选自苯并三唑、甲基苯并三唑、甲基苯并三唑钾、天然水滑石、合成水滑石、氧化铝镁煅烧物或硅酸铝的变色抑制剂；所述的偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或双金属复合系列偶联分散剂的偶联分散剂；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。根据本专利技术的一种优选实施方式，在步骤A中，所述的纳米银溶胶浓度是5000～20000ppm。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述硅烷系列偶联分散剂选自r-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或N-β-(氨乙基)-r-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；所述铝酸酯系列偶联分散剂选自二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯或铝酸三苄酯；所述钛酸酯系列偶联分散剂选自异丙基三硬脂酸钛酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯或异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯；所述双金属复合系列偶联分散剂选自铝钛复合偶联剂和铝锆复合偶联剂。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的双螺杆挤出机组在温度240～265℃、主机转速200～230转/分与喂料频率18～24Hz的条件下进行熔融挤出造粒。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤B中，把3～20重量份纳米银单质粉体、0.015～2.0重量份变色抑制剂与0.1～1.0重量份助磨剂加到行星式高能球磨机中研磨1～3h，然后加入0.3～1.0重量份偶联分散剂继续研磨1～3h，于是得到所述的改性纳米银混合物。根据本专利技术的另一种优选实施方式，所述助磨剂是一种或多种选自三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙二醇、聚合醇胺或聚合多元醇的助磨剂。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在使用由不锈钢或氧化锆制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌聚酯薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入0.015～2.0重量份变色抑制剂，在转速800～2000rpm下搅拌混合30～60min，接着加入0.3～1.0重量份偶联分散剂，并且在温度40～70℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；所述的变色抑制剂是一种或多种选自苯并三唑、甲基苯并三唑、甲基苯并三唑钾、天然水滑石、合成水滑石、氧化铝镁煅烧物或硅酸铝的变色抑制剂；所述的偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或双金属复合系列偶联分散剂的偶联分散剂；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚酯薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对浓度5000～20000ppm、纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入0.015～2.0重量份变色抑制剂，在转速800～2000rpm下搅拌混合30～60min，接着加入0.3～1.0重量份偶联分散剂，并且在温度40～70℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；所述的变色抑制剂是一种或多种选自苯并三唑、甲基苯并三唑、甲基苯并三唑钾、天然水滑石、合成水滑石、氧化铝镁煅烧物或硅酸铝的变色抑制剂；所述的偶联分散剂是一种或多种选自硅烷系列、铝酸酯系列、钛酸酯系列或双金属复合系列偶联分散剂的偶联分散剂；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组在温度240～265℃、主机转速200～230转/分与喂料频率18～24Hz的条件下进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述硅烷系列偶联分散剂选自r-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或N-β-（氨乙基）-r-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；所述铝酸酯系列偶联分散剂选自二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、铝酸三甲酯、铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭红芳，李毕忠，吴坤，
申请(专利权)人：常州崇高纳米材料有限公司，北京崇高纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32