抑菌防霉组合物、抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抑菌防霉组合物、抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料及其制备方法。该组合物的原材料包括无机纳米防霉剂、有机防霉剂，其中，无机纳米防霉剂和有机防霉剂的重量比为(1

【技术实现步骤摘要】
抑菌防霉组合物、抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及抑菌防霉领域，具体涉及一种抑菌防霉组合物、抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯塑料应用广泛，但是聚丙烯塑料在使用过程中，因内部助剂迁移或外界污染等原因，容易产生霉菌，影响聚丙烯塑料制品的使用。为了改善聚丙烯塑料制品的防霉性能，一般在聚丙烯树脂颗粒中共混添加抑菌防霉剂来制备具有抑菌防霉性能的聚丙烯塑料制品。
[0003]聚六亚甲基双胍盐是一种高分子聚合物，刺激性小、杀菌速度快，几乎没有毒性，对人体安全无毒，而且细菌不会对其产生耐药性，受到人们的关注。但是，采用聚六亚甲基双胍盐助剂的聚丙烯树脂特别是在加工为纤维的时候，往往加工温度大于280℃，在高温过程中，聚六亚甲基双胍盐存在热稳定性不够而降解，导致使塑料变色，导致防霉效果减少或没有,难以实际使用的问题，同时，聚六亚甲基胍盐对细菌的抗菌效果良好，但存在对霉菌的抑制效果差的问题。
[0004]CN102453273B提到胍盐聚合物一般熔点较低，通常低于120℃，在制备母粒时，容易出现以下的问题：(1)在混料阶段胍盐聚合物容易在搅拌机中出现贴壁现象，不容易与基体树脂和分散剂或者其他组分混合均匀，并且贴壁后难以清理的问题；(2)在造粒阶段，由于胍基聚合物熔点低，易吸潮，非常容易在螺杆的进料段发生堵塞，造成不下料，无法造粒的情况，而且胍盐聚合物还容易贴在下料漏斗壁上，比较难清理，并且造成计量不准确的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一个而提供一种具有优异的稳定性和优异的抗菌和抗微生物性，并且塑料的颜色几乎没有影响的抑菌防霉组合物、抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]专利技术人了解到，无机类防霉剂中纳米氧化锌具有比表面积大，耐热性好，防霉性能优于其它金属无机物而被应用在防霉场景。但是单一使用纳米氧化锌，纳米氧化锌需要的添加量大才能达到良好的防霉效果，而且纳米氧化锌容易团聚，存在聚丙烯塑料中分散性差，达不到防霉效果。
[0008]噻苯咪唑是一种另外一种用于塑料中有机防霉剂中的，耐温性能高，杀菌谱广、速度快，防霉效果优秀而被广泛应用在塑料改性中作为塑料的防霉助剂，但单一噻苯咪唑并不能对所有的霉菌都有效，长期使用会使霉菌对噻苯咪唑产生耐药性，因此需要更有效的抗微生物策略，添加其它防霉剂复配来抵抗霉菌产生耐药性是其中有效的策略，但噻苯咪唑存在对细菌的抗菌效果差的问题。
[0009]包核法是制备有机
‑
无机复合材料的一种常用方法，其主要技术是通过机械法，吸附法以及相应改进的技术将有机材料采用固色剂通过成键作用或吸附作用包覆在无机化合物的核上，形成新的复合颗粒，解决无机材料的分散性，有机材料的稳定性，耐久性的有效方法，基于以上认知，提出如下方案：
[0010]专利技术人重复了各种研究改善耐热性的方法，采用包核法，用γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷为固定剂，采用纳米氧化锌，聚六亚甲基双胍盐进行球磨，制备聚六亚甲基双胍盐吸附在纳米氧化锌的表面和纳米氧化锌吸附聚六亚甲基双胍盐表面的复合混合防霉剂，将制造的复合防霉剂和噻苯咪唑按照一定比例共混后加入聚合物树脂中，挤出熔融共混制备具有防霉功能的聚丙烯塑料。结果混合后的防霉剂组合物具有良好的耐热性和防霉性能，其在大于280℃或更高加工温度下制备的防霉塑料具有优异的稳定性和优异的抗菌和抗微生物性，并且塑料的颜色几乎没有影响，具体如下：
[0011]一种抑菌防霉组合物，该组合物的原材料包括无机纳米防霉剂、有机防霉剂，其中，无机纳米防霉剂和有机防霉剂的重量比为(1
‑
4):1。
[0012]在包核过程中，为了使聚六亚甲基双胍盐酸盐(PHMG)能够包覆在纳米氧化锌表面或者被纳米氧化锌(ZnO.NPS)包覆，PHMG:ZnO的比例不高于4:1，不低于1:1。
[0013]进一步地，该组合物的原材料还包括固色偶联剂，所述的固色偶联剂占组合物总重量的0.5
‑
1％。
[0014]进一步地，所述的无机纳米防霉剂包括纳米氧化锌，所述的有机防霉剂包括聚六亚甲基双胍盐，所述的固色偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷。
[0015]专利技术人知晓，纳米氧化锌共有3种晶体结构，分别是：六边纤锌矿结构、立方闪锌矿结构，以及比较罕见的氯化钠式八面体结构，纤锌矿与立方闪锌矿为每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构，见图2。三种结构中，以纤锌矿结构最为稳定，最为常见。立方闪锌矿结构需在特定的生长条件下，在晶格表面上生成ZnO的方式获得。故本专利技术中采用易获得的纤锌矿结构的氧化锌作为无机抗菌剂。
[0016]纳米氧化锌具有粒子小、活性高、比表面积大、易分散，有效性高、重金属含量低等优点，可通过对其表面改性，增加附着力，与抗菌基团螯合、交联，从而增加聚六亚甲基胍盐低聚物的稳定性，见图1。如果只有胍盐作为抗菌剂，在加工温度达到260℃的时候会发生分解，从而使基材变色，通过与纳米氧化锌的结合，提高了复合物的耐高温性，从而避免了材料的变色。
[0017]进一步地，所述的聚六亚甲基双胍盐为聚六亚甲基双胍盐的低聚物，软化点温度低于70℃，纳米氧化锌的直径为30
‑
100nm。
[0018]一种如上所述抑菌防霉组合物的制备方法，该方法为：将无机纳米防霉剂、有机防霉剂和固色偶联剂球磨后，得到有机防霉剂和无机纳米防霉剂相互包覆的抑菌防霉组合物。
[0019]本专利技术利用的聚六亚甲基胍盐低熔点的特点，以及高能球磨是一个储能生热的过程的特点；在球磨过程中，纳米氧化锌表面受热，粉末活性大大提高，同时聚六亚甲基胍盐受到球磨的摩擦生热，表面更加容易融化，融化后聚六亚甲基胍盐很容易黏附在纳米氧化锌表面，混合过程中，形成了聚六亚甲基胍盐和纳米氧化锌互相包覆的复合抗菌剂。
[0020]进一步地，所述球磨的转速为100
‑
300r/min，时间为1
‑
2h。
[0021]一种抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料，该塑料包括聚丙烯树脂、如上所述的抑菌防霉组合物和噻苯咪唑，其中聚丙烯树脂、抑菌防霉组合物和的噻苯咪唑质量比为(97
‑
99.3):(0.3
‑
1):(0.3
‑
1)。
[0022]进一步地，该塑料以下质量份组分：聚丙烯树脂97
‑
99.3份；抑菌防霉组合物0.3
‑
1份；噻苯咪唑0.3
‑
1份；噻苯咪唑为白色粉末，纯度大于98％。硬脂酸盐0.1
‑
1份。
[0023]一种如上所述抑菌防霉聚丙烯热塑性塑料的制备方法，该方法为：将聚丙烯树脂、抑菌防霉组合物以及其他添加剂混合后，经熔融共混、挤出造粒、干燥后，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑菌防霉组合物，其特征在于，该组合物的原材料包括无机纳米防霉剂和有机防霉剂，其中，无机纳米防霉剂和有机防霉剂的重量比为(1
‑
4):1。2.根据权利要求1所述的一种抑菌防霉组合物，其特征在于，该组合物的原材料还包括固色偶联剂，所述的固色偶联剂占组合物总重量的0.5
‑
1％。3.根据权利要求1所述的一种抑菌防霉组合物，其特征在于，所述的无机纳米防霉剂包括纳米氧化锌，所述的有机防霉剂包括聚六亚甲基双胍盐，所述的固色偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷。4.根据权利要求3所述的一种抑菌防霉组合物，其特征在于，所述的聚六亚甲基双胍盐为聚六亚甲基双胍盐的低聚物，软化点温度低于70℃，纳米氧化锌的直径为30
‑
100nm。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述抑菌防霉组合物的制备方法，其特征在于，该方法为：将无机纳米防霉剂、有机防霉剂和固色偶联剂球磨后，得到有机防霉剂和无机纳米防霉剂相互包覆的抑菌防霉组合物。6.根据权利要求5所述的一种抑菌防霉组合物的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为100<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定军，刘朝军，罗时海，章浩荣，冯叶飞，
申请(专利权)人：浙江金海高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：