广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料制造技术

本发明专利技术涉及一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，包括以下重量份数的组分：尿素1000～1200份，甲醛2000～2600份，三聚氰胺40～120份，四针状氧化锌晶须18～45份，六次甲基四胺80～120份，固化剂20～30份，无机填料30～90份，木浆（木浆）540～648份，润滑剂15～20份，钛白粉16～20份，着色颜料1.5～2.2份。本发明专利技术的广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料制品在冷热疲劳试验后对绿脓杆菌、鲍曼不动杆菌、产气肠杆菌等的抗菌率达99.99%以上，抗菌活性值大于5.4，加工性能及机械强度有所提高。加工性能及机械强度有所提高。加工性能及机械强度有所提高。

【技术实现步骤摘要】
广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料


[0001]本专利技术涉及一种脲醛模塑料，尤其是一种添加四针状氧化锌晶须的颗粒状脲醛模塑料
技术背景
[0002]脲醛模塑料(俗称电玉粉)诞生已将满一个世纪，其主要状态为粉状和粒装。我国脲醛模塑料最早诞生于1958年，真正形成规模是在上世纪80年代，在本世纪初形成世界生产第一大国。
[0003]颗粒状脲醛模塑料诞生于上世纪60年代，随着加工机械的发展，高速自动压机和热固性塑料注塑机的研制面世，要求脲醛模塑料由粉状进行造粒，以满足加工设备的自动计量
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定容计量的要求。意大利凯米公司实现造粒至少有50年历史，而我国最早在上世纪90年代有个别企业进行探索，但未能形成规模，真正技术的突破是在2005年以后。
[0004]颗粒状脲醛模塑料的抗菌性能适用于加工坐便器圈和盖，而作为卫浴配套设备的坐便器圈和盖需要具备抗菌性能。
[0005]塑料抗菌剂一般分为有机抗菌剂、天然抗菌剂和无机抗菌剂。
[0006]有机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。有机类抗菌剂具有见效快、杀菌能力强的特点，但易产生微生物耐药性，并存在易分解，耐热性差，分解产物可能造成二次污染等缺点，而限制有机抗菌剂的进一步应用。
[0007]天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等，具有毒性小、安全性高的特点，使用简便，但抗菌作用有限，耐热性较差，使用寿命短，杀菌率低，不能广谱长效使用且数量很少，所以使用范围受限。
[0008]添加到塑料中的塑料抗菌剂不仅需要满足低成本的要求，而且要有极好的相容性，并能在加工过程中保持高热稳定性。此外，抗菌剂还必须能够迁移到塑料表面，阻止微生物生长。
[0009]无机抗菌剂利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。无机抗菌剂的开发和应用始于20世纪60年代，尽管无机抗菌剂起效相对较慢，但是长效，广谱抗菌，化学稳定性好，不易诱导细菌耐药性，更加安全，特别是突出的耐热性(＞600℃)，在多种抗菌剂制品的应用中有着明显的产业优势。目前技术成熟、应用广泛的无机抗菌剂主要有：无机银系抗菌剂、光催化型抗菌剂、氧化锌晶须(ZnOw)复合抗菌剂、其它无机纳米抗菌剂等。
[0010]无机银系抗菌剂：通过物理吸附、离子交换等方法将抗菌活性的银离子固定在磷酸锆、二氧化硅等载体上面而构成的，使用过程中抗菌剂缓释放出银离子，破坏细菌的细胞膜或原生酶的活性，从而具有抗菌效果。载银无机抗菌剂具有抗菌谱广，抗菌效力持久，不易产生耐药性和生物安全性好等优点。但也存在一些问题，首先这类材料中游离出来的银
离子在阳光照射下或加热至一定温度后容易被还原为单质银而呈灰色或褐色，影响制品颜色；其二，银原料贵重稀少，银系抗菌剂成本较高；此外其抗真菌和霉菌效果较差，这些都在一定程度上阻碍了银系抗菌剂的应用。
[0011]光催化型抗菌剂：大多属于宽禁带的n型半导体氧化物，如TiO2、ZnO、CdS、Fe2O3、ZnS、SiO2等。其中锐钛型TiO2是目前最常见的光催化型抗菌剂。光催化型抗菌剂对细菌、真菌、霉菌、发臭有机物等均有高的净化作用，但该材料的最大局限性在于须在光照条件下才具有较强的抗菌作用，在相对较暗的环境下并不适合其发挥作用，如无窗户的卫生间中卫浴设备配件抗菌塑料的效果就较差。
[0012]中国专利文献(公开号CN 108819001B)公开了一种具有抗菌抗静电高光泽的脲醛模塑料颗粒的制造工艺，该制造工艺需要分别在捏合、球磨、湿法制粒三个工序中按量配比在设定的条件下由三聚氰胺树脂、对苯二甲酸二甲酯、银离子抗菌剂、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐溶液分步对产品进行改性，经分步改性而制成脲醛模塑料颗粒，其中的抗菌剂为含银量1000ppm的银离子水抗菌剂。这种方法成本较高，抗真菌和霉菌效果较差。
[0013]脲醛模塑料中所用的木浆的树种属于针叶浆或阔叶浆，采用木材切片在碱液中蒸煮，脱去木质素，再用清水漂净，再用双氧水漂白烘干，制成木浆(卷浆或板浆)，应用于氨基模塑料。由于木浆由木纤维构成，而木纤维特有的具有毛细孔的事实，在加工过程中部分树脂浸渍到毛细孔中，因而在捏合结束后含水在30％以下的浆料能显得疏松，而不是结成大团，且表面不是十分粘稠，便于在干燥过程中热风能顺利穿透，既有利于提高干燥的强度，又防止物料粘住网带或相互粘结，因而不仅提供氨基模塑料着色的多样性，又能保持其良好的加工特性。
[0014]现有的技术中，在常压脱水条件下，捏合机捏合采用的木浆均为板浆，即尺寸为1200
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1000mm的原张浆人工投入捏合机，在引风机抽气的条件中进行捏合脱水。其缺陷在于捏合脱水后结团多，团的直径大，球磨后粗粉产生多，同时后续的干燥效率低。

技术实现思路

[0015]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种添加四针状氧化锌晶须，使得材料具有优异抗菌效果的颗粒状脲醛模塑料。
[0016]本专利技术为解决上述技术问题提出的一种技术方案是：一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，包括以下重量份数的组分：脲醛树脂3120至4040份和四针状氧化锌晶须18～45份，六次甲基四胺80～120份。
[0017]进一步的，所述四针状氧化锌晶须经过硅烷偶联剂改性，四针状氧化锌晶须具有一个中心体及四根针形晶体，四根针状体均从四面体的重心向三维方向展开，任意二个针间的夹角为109
°
。
[0018]进一步的，所述四针状氧化锌晶须的针状体长度≤30μm，针状根体部直径0.5～2μm，最低抑菌浓度MIC≤200ppm，热膨胀系数为4.0
×
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‑6％/℃，耐热性能≥500℃。
[0019]进一步的，所述广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料还包括以下重量份数的组分：固化剂20～30份，无机填料30～90份，木浆540～648份，润滑剂15～20份，钛白粉16～20份，着色颜料1.5～2.2份，聚乙烯醇0～30份；所述脲醛树脂是由尿素1000～1200份，甲醛2000～2600份，三聚氰胺40～120份，以及六次甲基四胺80～120份反应而成。
[0020]进一步的，所述固化剂由乙醇胺和氨基磺酸中和反应生成的盐，其外观为无色透明的液体，固体含量为38～40wt％，溶液PH值为7.2～7.5；
[0021]所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡中一种或多种，细度为700～900目；
[0022]所述木浆为针叶松卷浆或针叶松板浆，白度在90～92度，PH值为6.5～7.0；
[0023]所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑硬脂酸酰胺中一种或多种；
[0024]所述钛白粉为金红石型钛白粉；
[0025]所述着色颜料为有机颜料。
[0026]四针状氧化锌晶须本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：脲醛树脂3120～4040份和四针状氧化锌晶须18～45份。2.根据权利要求1所述的一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，其特征在于：所述四针状氧化锌晶须经过硅烷偶联剂改性，四针状氧化锌晶须具有一个中心体及四根针形晶体，四根针状体均从四面体的重心向三维方向展开，任意二个针间的夹角为109
º
。3.根据权利要求2所述的一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，其特征在于：所述四针状氧化锌晶须的针状体长度≤30μm，针状根体部直径0.5～2μm，最低抑菌浓度MIC≤200ppm，热膨胀系数为4.0
×
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‑6%/℃，耐热性能≥500℃。4.根据权利要求1所述的一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，其特征在于：还包括以下重量份数的组分：固化剂20～30份，无机填料30～90份，木浆540～648份，润滑剂15～20份，钛白粉16～20份，着色颜料1.5～2.2份，聚乙烯醇0～30份；所述脲醛树脂是由尿素1000～1200份，甲醛2000～2600份，三聚氰胺40～120份，以及六次甲基四胺80～120份反应而成。5.根据权利要求4所述的一种广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料，其特征在于：所述固化剂由乙醇胺和氨基磺酸中和反应生成的盐，其外观为无色透明的液体，固体含量为38～40wt%，溶液PH值为7.2～7.5；所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡中一种或多种，细度为700～900目；所述木浆为针叶松卷浆或针叶松板浆，白度在90～92度，PH值为6.5～7.0；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑硬脂酸酰胺中一种或多种；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述着色颜料为有机颜料。6.一种如权利要求1所述的广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：表面改性：加入硅烷偶联剂对四针状氧化锌晶须进行改性，硅烷偶联剂的加入量为四针状氧化锌晶须的1～2wt%，获得表面改性的四针状氧化锌晶须；S2：树脂预聚：将甲醛、六次甲基四胺、尿素和三聚氰胺反应得到脲醛树脂预聚体；S3：脱水捏合：在真空捏合机中投入脲醛树脂预聚体，然后投入一部分木浆、表面改性的四针状氧化锌晶须、固化剂、无机填料、润滑剂、钛白粉和着色颜料捏合一段时间后，继续投入剩余的木浆，在夹套蒸汽加热下真空捏合脱水；S4.干燥：将上一步所得物料送至干燥器中进行干燥，得到含水率低于3.2%的干燥颗粒。7.根据权利要求6所述的广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：S5.破碎、球磨与筛粉：干燥颗粒依次经过破碎、球磨与筛粉得到具有一定细度的细粉；S6.造粒和干燥：细粉在造粒机中加入粘结剂进行造粒，然后进行干燥，得到干燥料粒；S7.整粒和混合：干燥料粒在整粒机中进行整粒，再经振动筛分离，细度为14至60目的粒子进入混合器中混合后制得成品。8.根据权利要求7所述的广谱持久抗菌的颗粒状脲醛模塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1是在高速搅拌器中加入计量好的四针状氧化锌晶须，喷入稀释的硅烷偶联剂，
硅烷偶联剂的加入重量为四针状氧化锌晶须的1%～2%，高速搅拌30分钟，高速搅拌器外夾套用蒸汽加热，压強为0.1MPa～0.15MPa，然后在低速运转条件下抽真空干燥25min～35min，解除真空，夾套蒸汽解除，再低速冷却50min～70min，获得表面改...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞福，秦光熙，陆平，陈何，
申请(专利权)人：溧阳市乔森塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：