抗菌塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及塑料，具体地，涉及一种抗菌塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料 或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料 等添加剂组成。塑料的主要成分是树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得 名，如松香、虫胶等，树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂约占塑料总重 量的40%_100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些 塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。
[0003] 目前，塑料经常被制成容器盛放物体，而物体在塑料容器中长时间放置后，往往会 在物体与容器的接触处产生霉变或者繁衍大量的细菌，进而加速了存放物体的腐败，尤其 是在物体为食物的情况下。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种抗菌塑料及其制备方法，通过该方法制得的塑料具有优 异的抗菌特性和力学强度，同时该方法原料易得，工序简单。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种抗菌塑料的制备方法，该制备方法包括：
[0006] 1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、中草药和水混合后进行煎煮，然后过滤取滤 饼以制得抗菌活化物；
[0007] 2)将聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、三（2,4_二叔丁基苯基）亚磷 酸酯、月桂酰胺乙基硫酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅 烷与抗菌活化物混炼，然后加工成型以制得抗菌塑料；
[0008] 其中，中草药含有莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三叉苦、小石韦、五味 子、九里明、山指甲和马前子。
[0009] 本发明还提供了一种抗菌塑料，该抗菌塑料通过上述的方法制备而得。
[001 0]通过上述技术方案，本发明首先通过将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、中草药和 水混合后进行煎煮，然后过滤取滤饼以制得抗菌活化物;然后利用聚氯乙烯、乙烯_丙烯酸 乙酯共聚物、聚酰亚胺、三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯、月桂酰胺乙基硫酸钠、碳纳米管、 磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与抗菌活化物混炼，然后加工成型以 制得抗菌塑料。本发明通过各物料和各工序的协同作用使得制得的塑料具有优异的抗菌特 性和力学强度，同时该方法原料易得，工序简单。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供了一种抗菌塑料的制备方法，该制备方法包括：
[0014] 1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、中草药和水混合后进行煎煮，然后过滤取滤 饼以制得抗菌活化物；
[0015] 2)将聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、三（2,4_二叔丁基苯基）亚磷 酸酯、月桂酰胺乙基硫酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅 烷与抗菌活化物混炼，然后加工成型以制得抗菌塑料；
[0016] 其中，中草药含有莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三叉苦、小石韦、五味 子、九里明、山指甲和马前子。
[0017] 在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 的塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，相对于1〇〇重量份的二氧化硅，石棉的 用量为50-78重量份，高岭土的用量为17-26重量份，硼酸锌的用量为9-18重量份，莎草的用 量为6-12重量份，商枝的用量为10-18重量份，蒿本的用量为17-28重量份，南星的用量为 25-29重量份，柴胡的用量为23-38重量份，椿皮的用量为36-48重量份，贯仲的用量为14-19 重量份，三叉苦的用量为27-33重量份，小石韦的用量为11-17重量份，五味子的用量为21-26重量份，九里明的用量为14-17重量份，山指甲的用量为24-29重量份，马前子的用量为 10-14重量份，水的用量为500-700重量份。
[0018] 在本发明的步骤1)中，煎煮的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的 塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，煎煮至少满足以下条件:煎煮温度为140-160°C，煎煮时间为20-40h。
[0019] 在本发明的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 的塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，在步骤2)中，相对于100重量份的聚氯 乙烯，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的用量为80-110重量份，聚酰亚胺的用量为45-76重量份，三 (2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯的用量为8-12重量份，月桂酰胺乙基硫酸钠的用量为20-27 重量份，碳纳米管的用量为7-13重量份，磷酸锆的用量为15-19重量份，竹叶酚酮的用量为 17-22重量份，硅灰石纤维的用量为13-20重量份，乙烯基三甲氧基硅烷的用量为50-90重量 份，抗菌活化物的用量为67-88重量份。
[0020] 在本发明的步骤2)中，聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和聚酰亚胺的种类可以 在宽的范围内选择，但是为了使得制得的塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地， 聚氯乙烯的重均分子量为5000-8000,乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的重均分子量为9000-12000,聚酰亚胺的重均分子量为3000-7000。
[0021]在本发明的步骤2)中，碳纳米管的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得制 得的塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，碳纳米管的粒径为10_20nm。
[0022] 在本发明的步骤2)中，混炼的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的 塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，混炼至少满足以下条件:混炼温度为195-210°C，混炼时间为4-6h。
[0023] 在本发明的步骤2)中，加工成型的方式和条件可以在宽的范围内选择，但是为了 使得制得的塑料具有更优异的抗菌特性和力学强度，优选地，加工成型采用挤出成型的方 式进行，并且，模头温度为190-195 °C。
[0024] 本发明还提供了一种抗菌塑料，该抗菌塑料通过上述的方法制备而得。
[0025] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0026] 实施例1
[0027] 1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三 叉苦、小石韦、五味子、九里明、山指甲、马前子和水按照100 = 68:22:12:10:13:22:27:26: 39:15:30:14:23:16:27:12:600混合后于150 °C下进行煎煮30h，然后过滤取滤饼以制得抗 菌活化物；
[0028] 2)将聚氯乙烯（重均分子量为6000)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（重均分子量为 10000)、聚酰亚胺(重均分子量为5000)、三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯、月桂酰胺乙基硫 酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与抗菌活化物按照 100:90:66:10:23:9:17:19:17:70:78 于 200 °C 下混炼 5h，然后挤出成型（模头温度为 193°C) 以制得抗菌塑料A1。
[0029] 实施例2
[0030] 1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三 叉苦、小石韦、五味子、九里明、山指甲、马前子和水按照100 = 50:17:9:6:10:17:25:23:36: 14:27:11:21:14:24:10:500混合后于140°C下进行煎煮20h，然后过滤取滤饼以制得抗菌活 化物；
[0031] 2)将聚氯乙烯（重均分子量为5000)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（重均分子量为 9000)、聚酰亚胺(重均分子量为3000)、三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯、月桂酰胺乙基硫 酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与抗菌活化物按照 100:80 = 45:8:20:7:15:17:13:50:67 于 195 °C 下混炼 4h，然后挤出成型(模头温度为 190 °C) 以制得抗菌塑料A2。
[0032] 实施例3
[0033] 1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三 叉苦、小石韦、五味子、九里明、山指甲、马前子和水按照100 = 78:26:18:12:18:28:29:38: 48:19:33:17:26:17:29:14:700混合后于160 °C下进行煎煮40h，然后过滤取滤饼以制得抗 菌活化物；
[0034] 2)将聚氯乙烯（重均分子量为8000)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（重均分子量为 12000)、聚酰亚胺(重均分子量为7000)、三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯、月桂酰胺乙基硫 酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与抗菌活化物按照 100:110:76:12:27:13:19:22:20:90:88 于 210°C 下混炼 6h，然后挤出成型(模头温度为 195 °C)以制得抗菌塑料A3。
[0035] 对比例1
[0036] 按照实施例1的方法进行制得抗菌塑料B1，不同的是步骤1)中未使用莎草、商枝和 蒿本。
[0037] 对比例2
[0038] 按照实施例1的方法进行制得抗菌塑料B2,不同的是步骤1)中未使用南星、柴胡和 椿皮。
[0039] 对比例3
[0040]按照实施例1的方法进行制得抗菌塑料B3,不同的是步骤1)中未使用贯仲、三叉 苦、小石韦和五味子。
[0041 ] 对比例4
[0042] 按照实施例1的方法进行制得抗菌塑料B4,不同的是步骤1)中未使用九里明、山指 甲和马前子。
[0043] 对比例5
[0044] 按照实施例1的方法进行制得抗菌塑料B5,不同的是步骤2)中未使用抗菌活化物。
[0045] 检测例1
[0046] 将抗菌塑料A1-A4以及B1-B5进行抗张强度(〇b/kN ? nf1)和断裂时伸长率(S/%)的 参数测试，具体结果见表1。
[0047] 检测例2
[0048] 将抗菌塑料A1-A4以及B1-B5置于30°C的敞口环境中，并且空气湿度为8克水/m3， 10天后通过国标GB 4789.2-2010的方法检测菌落总数(n/cfu ? gi)，具体结果见表1。
[0049]表 1
[0051] 在上述检测例中，抗张强度(〇b/kN ? nf1)和断裂时伸长率(S/%)的数值越大表示 塑料的力学强度越好，而菌落总数(n/cfu ? g-1)的数值越小表示塑料的抗菌效果越好;因此 可以得知，本发明提供的塑料具有优异的力学强度和抗菌性能。
[0052] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这 些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0053]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0054]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种抗菌塑料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 1) 将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、中草药和水混合后进行煎煮，然后过滤取滤饼以 制得抗菌活化物； 2) 将聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯、 月桂酰胺乙基硫酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与所 述抗菌活化物混炼，然后加工成型以制得抗菌塑料； 其中，所述中草药含有莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三叉苦、小石韦、五味 子、九里明、山指甲和马前子。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，相对于100重量份的所述二氧化 硅，所述石棉的用量为50-78重量份，所述高岭土的用量为17-26重量份，所述硼酸锌的用量 为9-18重量份，所述莎草的用量为6-12重量份，所述商枝的用量为10-18重量份，所述蒿本 的用量为17-28重量份，所述南星的用量为25-29重量份，所述柴胡的用量为23-38重量份， 所述椿皮的用量为36-48重量份，所述贯仲的用量为14-19重量份，所述三叉苦的用量为27-33重量份，所述小石韦的用量为11-17重量份，所述五味子的用量为21-26重量份，所述九里 明的用量为14-17重量份，所述山指甲的用量为24-29重量份，所述马前子的用量为10-14重 量份，所述水的用量为50CK700重量份。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述煎煮至少满足以下条件:煎煮温度为 140-160°C，煎煮时间为20-40h。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤2)中，相对于100重量份的所述聚氯乙 烯，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的用量为80-110重量份，所述聚酰亚胺的用量为45-76重 量份，所述三(2,4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯的用量为8-12重量份，所述月桂酰胺乙基硫酸 钠的用量为20-27重量份，所述碳纳米管的用量为7-13重量份，所述磷酸锆的用量为15-19 重量份，所述竹叶酚酮的用量为17-22重量份，所述硅灰石纤维的用量为13-20重量份，所述 乙烯基三甲氧基硅烷的用量为50-90重量份，所述抗菌活化物的用量为67-88重量份。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述聚氯乙烯的重均分子量为5000-8000,所 述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的重均分子量为9000-12000,所述聚酰亚胺的重均分子量为 3000-7000〇6. 根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述碳纳米管的粒径为10-20nm。7. 根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述混炼至少满足以下条件： 混炼温度为195-210 °C，混炼时间为4-6h。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述加工成型采用挤出成型的方式进行，并 且，模头温度为190-195 °C。9. 一种抗菌塑料，其特征在于，所述抗菌塑料通过权利要求1-8中任意一项所述的方法 制备而得。
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌塑料及其制备方法，该方法包括：1)将二氧化硅、石棉、高岭土、硼酸锌、中草药和水混合后进行煎煮，然后过滤取滤饼以制得抗菌活化物；2)将聚氯乙烯、乙烯?丙烯酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、三(2,4?二叔丁基苯基)亚磷酸酯、月桂酰胺乙基硫酸钠、碳纳米管、磷酸锆、竹叶酚酮、硅灰石纤维、乙烯基三甲氧基硅烷与抗菌活化物混炼，然后加工成型以制得抗菌塑料；中草药含有莎草、商枝、蒿本、南星、柴胡、椿皮、贯仲、三叉苦、小石韦、五味子、九里明、山指甲和马前子。通过该方法制得的塑料具有优异的抗菌特性和力学强度，同时该方法原料易得，工序简单。
【IPC分类】C08K3/36, C08K5/00, C08L79/08, C08L23/08, C08L27/06, C08K13/04, C08K7/12, C08K3/34, C08K3/38, C08K7/24, C08K7/10
【公开号】CN105713322
【申请号】CN201610261279
【发明人】水晓萍, 钱万水, 汤涛
【申请人】安徽悦尔伟塑料机械有限公司