本发明专利技术涉及一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒及其制备方法与它的用途。该方法包括在一带有回流装置的反应釜中将银盐和易挥发溶剂溶解成透明均一溶液；然后将其连同分散还原剂、助分散剂、聚烯烃载体树脂一起放入高速混合机中搅拌均匀后蒸除90%溶剂；最后将混合物料加入配有强力脱挥设备的高长径比双螺杆挤出机中，在150-240℃下熔融挤出造粒，得到所述抗菌母粒。本发明专利技术制备的抗菌母粒抗菌性能优异，透明和安全性能突出，生产成本低，可广泛应用到食品和医疗领域，如制成高透明抗菌婴儿奶瓶、保鲜盒、输液管等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塑料
。更具体地，本专利技术涉及高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒，还涉及所述纳米银无机抗菌母粒的制备方法，还涉及所述纳米银无机抗菌母粒的用途。
技术介绍
透明塑料如EVA、PE、PP、PVC, PS、AS等因其优异的透明性、力学性能、易成型性等特点自面世以来应用到包装材料领域就受到市场的青睐。如PE应用于透明果蔬保鲜膜；PP应用于高透明婴儿奶瓶、保鲜盒等；B0PS薄膜和片材用被广泛用于甜面包、蜜饯、水果、蔬菜、肉类等食品包装；AS用于冰箱、豆浆机的透明容器零部件等。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们的健康意识不断增强，对日常用品尤其是食品的健康化和环境的清洁化给予了更高的重视。然而在日常生活环境中，细菌、霉菌等致病性微生物无处不在，威胁着人类的健康。抗菌材料的研制与应用，可有效地降低或避免细菌的交叉传染和疾病的传播。抗菌塑料的研发主要是抗菌母粒的研发，而当前透明抗菌母粒的研发难度很大，可用的主要有无机系和有机系抗菌母粒两类:(I)适合于制备透明有机抗菌母粒的抗菌剂主要有三氯生(DP)、异噻唑啉酮(DC0IT和0IT)、10，10’ 一氧代双吩恶砒(OBPA)等，其耐热温度较高，基本满足透明聚烯烃塑料的加工要求，并且和树脂材料相容性非常好，而使塑料制品保持非常高的透明性，甚至这些小分子有机物加入可能会减小聚烯烃树脂材料的结晶晶粒尺寸，使材料的透明性进一步得到提高，但是这类抗菌剂毒性大，在熔融挤出加工过程中都会产生一些有毒的、刺激性的气体，而添加到塑料包装制品中也容易迁移析出，甚至会跑到包装的食品、果蔬、医用药物等中，造成使用不安全问题，这些有机抗菌剂在食品包装和医疗领域一般是不允许添加的。故当前这类透明抗菌母粒主要应用到对安全性要求比较低的非食品、非医疗领域。(2)适合于制备透明无机抗菌母粒的无机抗菌剂主要有负载型纳米银和非负载型纳米银抗菌剂。其中负载型纳米银抗菌剂主要有沸石载银、可溶性硅酸盐玻璃载等银抗菌剂，因其折光指数和聚烯烃树脂相近，而使其制得的塑料保持比较好的透明性，特别是可溶性硅酸盐玻璃载银抗菌剂的折光指数是1.56-1.58，而PE、PP、PS等的折光指数是1.50-1.60，其二者非常接近，故由其制得的抗菌塑料保持了较高的透明性，并且这类抗菌剂耐热性高、耐久性能优良、安全性高，完全满足塑料制品的加工工艺要求和食品、医疗领域的使用要求。但是负载型纳米银抗菌剂因其颗粒尺寸控制在微米级，一般是1-10 μ m，添加到塑料中抗菌剂粉体的颗粒尺寸还会发生团聚而变大，造成材料表面产生较大雾度，故不能满足高透明塑料制品的要求。另外一种非负载型纳米银抗菌剂因其颗粒尺寸可以达到纳米级，添加到树脂中对光的折射小，不影响光线的透过，可以使塑料保持非常高的透明性。目前，这类材料的研究和应用受到了广泛关注。近年来，关于透明聚烯烃塑料用抗菌母粒及其制备方法与抗菌塑料制品研究的主要报道如下: 据报道，1983年日本品川燃料株式会社在全球首次推出载银无机抗菌剂，属负载型沸石载银抗菌剂，其被很好地应用到塑料薄膜制品中，但由于其产品颗粒尺寸大，一般为I μ m,长期保存和使用过程中容易变黄变黑。美国专利US5094847公开了一种抗菌母粒的制备方法，其采用载银无机粉体、有机银化合物制备抗菌塑料，但是所得到塑料制品必须经电晕放电处理，否则没有抗菌性能，即使其银含量达到260-1000ppm也是如此。CN 101392065A公开了一种无机抗菌塑料薄膜的制备方法，其采用的是磷酸锆载银抗菌剂，本身磷酸锆和一些聚烯烃的折光指数相差较大，并且负载型纳米银颗粒尺寸较大，易团聚，不能满足高透明塑料的实际要求。CN 102190825A公开了一种抗菌母粒的制备方法，其采用化学转移的方法将水性纳米银转变成有机纳米银溶胶，然后将其与塑料树脂直接混合干燥制成抗菌母粒。该方法看似操作简单，但是纳米银由水相到油相的转移控制操作比较麻烦，醇类溶剂中的残留水份不利于纳米银在塑料树脂中的分散；另外，通过物料简单混合、干燥制成的抗菌母粒在储存中可能会遇到残留溶剂缓慢析引起来污染、纳米银直接暴露空气中氧化变色等问题。CN 101402802A公布了一种抗菌组合物及其母粒的制备工艺，采用将非水溶性还原剂、银化合物、分散剂、无机粉末填料和热塑性赋型树脂一起放入熔融釜中通过热还原制成纳米银组合物；然后将其冷却至室温经粉碎机粉碎成粉末，取粉末组合物和载体树脂混合后经挤出机造粒最终制成抗菌母粒。该母粒制备方法组合物制备阶段的物料粉碎存在较大问题，熔融后冷却会结成大块，本身高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、PVC等常温下是比较软的材料，故粉碎是比较困难的，除非是添加了大量无机粉末填料或者超低温冷冻处理，而在透明树脂材料中添加了大量填料势必会影响材料透明效果，故该制备工艺不适合于制备高透明抗菌聚烯烃类材料。`CN 102453273A公开了一种基于胍盐聚合物抗菌母粒及制备方法，使用了有机胍盐类抗菌剂，其和树脂有很好的相容性，材料透明性较好，但是因迁移析出性和较大毒性限制了其在食品及医疗领域的应用。CN 102140199A和CA102219956A都公开了一种通过将纳米银粉分散到有机溶剂中制备聚丙烯抗菌母粒的方法，该类方法存在较大的问题是纳米银粉成本较高，并且纳米银粉防团聚后处理技术难度大，另外操作中用到了毒性较大的正己烷、正庚烷等有机溶剂，会造成环境污染。目前，市场上依然需要一种适用于高透明聚烯烃材料，并且满足食品、医疗卫生领域使用要求的高效抗菌母粒，解决一直以来困扰抗菌塑料的高透明性技术难题。同时也需要材料的生产制作工艺简单，成本较低，以便于大范围推广应用。为此，本专利技术人经过大量试验终于完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒。本专利技术的另一个目的是提供所述纳米银无机抗菌母粒的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供所述纳米银无机抗菌母粒的用途。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高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒，其特征在于所述抗菌母粒的纳米银粒子含量是600-2000ppm,所述的纳米银粒子粒径是5-100nm。本专利技术的无机抗菌母粒中的纳米银颗粒采用X射线衍射(XRD)与透射电子显微镜进行了表征。XRD使用D/max-rA转靶多晶体X射线衍射仪分析(日本Rigaku出品)，其条件如下:铜靶(Cu Ka)、X射线波长1.5406nm、扫描范围为10-90°、扫描速率为0.02度/秒。其结果见附图1，实施例5Ag/PS复合抗菌母粒的2 Θ在38.2°、44.4°、64.0°、77.2°附近均出现特征衍射峰，它们归属于单质银纳米晶的111、200、220、311晶面，表明本专利技术抗菌母粒中含有银纳米颗粒。透射电子显微镜分析使用JEM-1200EX (日本JEOL出品)，在工作电压160KV下进行测定。本专利技术实施例5Ag/PS复合抗菌母粒进行了透射电子显微镜测试，其结果见附图2。这个结果表明,本专利技术抗菌母粒中纳米银颗粒的粒径大约为60nm。本专利技术还涉一种纳米银无机抗菌母粒的制备方法。该方法步骤如下: 步骤A:把1-5重量份银盐与95-99重量份易挥发溶剂加到带有回流装置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒，其特征在于所述抗菌母粒的纳米银粒子含量是600?2000ppm，所述的纳米银粒子粒径是5?100nm。
【技术特征摘要】
1.一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒，其特征在于所述抗菌母粒的纳米银粒子含量是600-2000ppm,所述的纳米银粒子粒径是5_100nm。2.根据权利要求1所述的纳米银无机抗菌母粒，其特征在于所述抗菌母粒的纳米银粒子含量是800-1200ppm,所述的纳米银粒子粒径是20_60nm。3.一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下: 步骤A:把1-5重量份银盐与95-99重量份易挥发溶剂加到带有回流装置的反应釜中，在温度35-60°C下进行搅拌60-180min，使所述的银盐完全溶于所述的溶剂中，得到一种均匀透明的溶液； 步骤B:将5-20重量份步骤A得到的均匀透明溶液、93-100重量份高透明聚烯烃载体树脂、1-5重量份分散还原剂和0.5-2重量份的助分散稳定剂一起加入放入带有加热和溶剂回收设备的高速搅拌机中，在温度60-80°C的条件下进行高速混合搅拌处理30-60min,同时烘除、回收90%左右的多余溶剂； 步骤C):将步骤B充分混合处理好的料加入高长径比的双螺杆挤出机中，通过熔融挤出造粒，即得所含有纳米银的无机抗菌母粒。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的高透明聚烯烃塑料是EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PE (聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PP (聚丙烯)、AS (丙烯腈-苯乙烯共聚物)或PS (聚苯乙烯)。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于在步骤A使用1-5重量份银盐与95-99重量份易挥发溶剂；在步骤B使用5-20重量份步骤A得到的均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽国，姜虹娟，
申请(专利权)人：李泽国，
类型：发明
国别省市：
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