本发明属于抗菌塑料制备领域，尤其涉及一种抗菌聚丙烯组合物以及其制备方法、应用。
背景技术：
：近年来，随着人们生活水平的提高，健康和卫生意识不断增强，对塑料制品提出了抗菌的要求，特别是关系儿童卫生安全的日常用品，如儿童餐椅、玩具等。聚丙烯作为通用塑料中应用最广的品种之一，对其进行抗菌改性一直是抗菌领域的研究热点。抗菌聚丙烯组合物的制备，主要是通过在聚丙烯造粒过程中加入一定量的抗菌剂来实现。抗菌剂的种类很多，主要包括无机类抗菌剂、有机类抗菌剂两大类。有机抗菌剂具有抗菌速度快、范围广等优点，但也存在耐热性差、易渗出、不耐洗涤、使用寿命短、毒性较大，长时间使用对人体有害等不足。无机抗菌剂具有抗菌广谱、安全性好、耐热性好、耐久性好等优点，并且其易于产业化，成为近期抗菌塑料领域的研究热点。无机抗菌剂是利用银、铜、锌等金属及其离子的杀菌或抑菌能力值得制得的一类抗菌剂。在众多的无机抗菌剂中，银具有抗菌广谱性、杀菌效率高、安全性能高等优点，使得银系抗菌剂成为无机抗菌剂中的研究热点。银系抗菌剂一方面可以与蛋白质、酶等分子螯合或吸附，阻碍细菌的正常新陈代谢；另一方面微量银可激活空气或者水中的氧，产生活性氧离子，与细菌及多种有机物发生氧化反应，导致dna链中的碱基之间的磷酸二酯键断裂，破坏微生物细胞的dna复制，起到多重抑制或消灭细菌的作用，成功地克服了有机抗菌剂使用寿命短、耐热性差、应用范围较窄等缺点。我国的凹凸棒土储量丰富，其储存量占全世界总储存量的一半以上，其来源广泛、成本低廉。凹凸棒土具有独特的链层状晶体结构和特殊的孔道结构、界面性质以及较大的比表面积，使其成为一种理想的载体。但是凹凸棒土原矿石中含有大量的杂质，如蒙脱石、伊利石和碳酸盐等，杂质的存在影响凹凸棒土的吸附性能，需要经过提纯和改性处理才能使凹凸棒土作为高档的吸附材料使用。因此，为克服以上技术方案所存在的缺陷，本发明提出一种抗菌聚丙烯组合物及其制备方法、应用。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种抗菌聚丙烯组合物以及其制备方法、应用。本发明采用以下技术方案：一种抗菌聚丙烯组合物，由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂15～30份、抗菌剂0.5～1.2份、增韧剂3～8份、偶联剂0.2～0.5份、抗氧化剂0.1～0.3份；所述填充剂为纳米滑石粉；所述抗菌剂为以改性凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；所述增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照质量比1:1混合得到的混合物。作为本发明的进一步改进，由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂15份、抗菌剂0.5份、增韧剂3份、偶联剂0.2份、抗氧化剂0.1份。作为本发明的进一步改进，由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂20份、抗菌剂0.8份、增韧剂5份、偶联剂0.3份、抗氧化剂0.2份。作为本发明的进一步改进，由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂30份、抗菌剂1.2份、增韧剂8份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.3份。还提出一种抗菌聚丙烯组合物以及其制备方法，包括如下步骤：步骤d1：凹凸棒土的改性：包括以下步骤：步骤s1：称取10～30g的凹凸棒土放置在烧杯中，向烧杯中加入80～120ml的浓度为20～30％的盐酸溶液形成第一混合液，搅拌均匀后将第一混合液转移到水热反应釜中，将水热反应釜置于50～80℃水热环境下放置4～6h，之后将水热反应釜放置于25℃室温下冷却，后采用离心的方式分离出凹凸棒土，并用去离子水反复洗涤凹凸棒土直至滤液的ph为中性，之后将凹凸棒土置于105～130℃的环境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步骤s2：将一定量的氨基酸离子液体和钛酸正丁酯缓慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液内的氨基酸离子液体和钛酸正丁酯的浓度分别为0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室温下搅拌第一混合溶液30min后并静止老化3～5h；步骤s3：将步骤s1中制备的酸改性的凹凸棒土分散到去离子水中配置成质量浓度为1～3％的悬浮液，然后向其中加入步骤s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中钛与酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g来确定，将第二混合液在25℃室温下剧烈搅拌2～4h后转移至90～120℃的水热反应釜中继续处理4～6h，之后将第二混合液离心，得到的沉淀物用去离子水反复洗涤直至所得滤液的ph值为中性，在105～120℃环境下干燥6～12h后，将其转移至450～650℃的环境下继续焙烧3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步骤d2：活性组分的负载：采用超重力辅助浸渍的方法，其具体步骤如下：在25℃室温条件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸银溶液中形成第三混合液，搅拌30min～2h后，将第三混合液转移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力条件下处理2～4h后，将第三混合液在105～120℃环境下蒸干后于500℃环境下放置3～4h，得到以凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；步骤d3：抗菌聚丙烯组合物的制备：以下原料按照质量份：聚丙烯树脂100份、填充剂15～30份、抗菌剂0.5～1.2份、增韧剂3～8份、偶联剂0.2～0.5份、抗氧化剂0.1～0.3份混合；投入双螺杆挤出机中，在机筒温度为235-275℃，螺杆转速320-350r/min条件下造粒，得到母粒状抗菌聚丙烯组合物，其中，所述填充剂为纳米滑石粉；所述抗菌剂为步骤d2所得到的以凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；所述增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照重量比为1:1混合得到的混合物。作为本发明的进一步改进，步骤s2中的氨基酸离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑赖氨酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸盐中的一种或几种。一种抗菌聚丙烯组合物的应用，采用一种抗菌聚丙烯组合物制备儿童餐椅：将按照权利要求5所述的一种抗菌聚丙烯组合物的制备方法制得的母粒状抗菌聚丙烯组合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已设定好温度的注塑机中，注塑、成型、脱模得到儿童餐椅。作为本发明的进一步改进，注塑机加热段的温度分布为：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。一种抗菌聚丙烯组合物及其制备方法使用改性后的凹凸棒土来负载载银抗菌剂，载银抗菌剂分散性好、粒径分布均匀、稳定性高且制备成本低，采用抗菌聚丙烯组合物用于制备儿童餐椅，该儿童餐椅对大肠杆菌、霉菌、金黄色葡萄球菌三种细菌的抗菌率能达到98％以上。具体实施方式为了使本
技术领域：
人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，可以理解的是实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。产品实施例1本实施例一种抗菌聚丙烯组合物由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂15份、抗菌剂0.5份、增韧剂3份、偶联剂0.2份、抗氧化剂0.1份；所述填充剂为纳米滑石粉；所述抗菌剂为以改性凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；所述增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照质量比1:1混合得到的混合物。产品实施例2本实施例一种抗菌聚丙烯组合物由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂20份、抗菌剂0.8份、增韧剂5份、偶联剂0.3份、抗氧化剂0.2份；所述填充剂为纳米滑石粉；所述抗菌剂为以改性凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；所述增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照质量比1:1混合得到的混合物。产品实施例3本实施例一种抗菌聚丙烯组合物由以下原料按照质量份制备而成：聚丙烯树脂100份、填充剂30份、抗菌剂1.2份、增韧剂8份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.3份；所述填充剂为纳米滑石粉；所述抗菌剂为以改性凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；所述增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照质量比1:1混合得到的混合物。方法实施例上述产品实施例1、2、3可以按照以下制备方法制得，一种抗菌聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：步骤d1：凹凸棒土的改性：包括以下步骤：步骤s1：称取10～30g的凹凸棒土放置在烧杯中，向烧杯中加入80～120ml的浓度为20～30％的盐酸溶液形成第一混合液，搅拌均匀后将第一混合液转移到水热反应釜中，将水热反应釜置于50～80℃水热环境下放置4～6h，之后将水热反应釜放置于25℃室温下冷却，后采用离心的方式分离出凹凸棒土，并用去离子水反复洗涤凹凸棒土直至滤液的ph为中性，之后将凹凸棒土置于105～130℃的环境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步骤s2：将一定量的氨基酸离子液体和钛酸正丁酯缓慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液内的氨基酸离子液体和钛酸正丁酯的浓度分别为0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室温下搅拌第一混合溶液30min后并静止老化3～5h；步骤s3：将步骤s1中制备的酸改性的凹凸棒土分散到去离子水中配置成质量浓度为1～3％的悬浮液，然后向其中加入步骤s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中钛与酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g来确定，将第二混合液在25℃室温下剧烈搅拌2～4h后转移至90～120℃的水热反应釜中继续处理4～6h，之后将第二混合液离心，得到的沉淀物用去离子水反复洗涤直至所得滤液的ph值为中性，在105～120℃环境下干燥6～12h后，将其转移至450～650℃的环境下继续焙烧3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步骤d2：活性组分的负载：采用超重力辅助浸渍的方法，其具体步骤如下：在25℃室温条件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸银溶液中形成第三混合液，搅拌30min～2h后，将第三混合液转移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力条件下处理2～4h后，将第三混合液在105～120℃环境下蒸干后于500℃环境下放置3～4h，得到以凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；步骤d3：抗菌聚丙烯组合物的制备：以下原料按照质量份：聚丙烯树脂100份、填充剂15～30份、抗菌剂0.5～1.2份、增韧剂3～8份、偶联剂0.2～0.5份、抗氧化剂0.1～0.3份混合；投入双螺杆挤出机中，在机筒温度为235-275℃，螺杆转速320-350r/min条件下造粒，得到母粒状抗菌聚丙烯组合物，其中，填充剂为纳米滑石粉；抗菌剂为步骤d2所得到的以凹凸棒土为基体的载银抗菌剂；增韧剂为苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂618按照重量比为1:1混合得到的混合物。其中，步骤s2中的氨基酸离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑赖氨酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸盐中的一种或几种。应用实施例采用一种抗菌聚丙烯组合物制备儿童餐椅：按照上述的一种抗菌聚丙烯组合物的制备方法制得的母粒状抗菌聚丙烯组合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已设定好温度的注塑机中，注塑、成型、脱模得到儿童餐椅，其中，注塑机加热段的温度分布为：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。产品实施例1、2、3按照国标gb21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》进行抗菌检测，其相应的指标见下表1。表1抗菌聚丙烯组合物实施例1、2、3的抗菌率指标实施例1实施例2实施例3大肠杆菌抗菌率98.56％98.34％99.18％霉菌抗菌率98.23％98.98％99.01％金黄色葡萄球菌抗菌率99.47％99.54％99.07％一种抗菌聚丙烯组合物及其制备方法使用改性后的凹凸棒土来制备载银抗菌剂，具有分散性好、粒径分布均匀、稳定性高且成本低等诸多优点，将银负载到改性后的凹凸棒土上后的抗菌效果得到明显的提升，原因在于，这一方面有利于细菌在凹凸棒土上的吸附，提高了抗菌剂与细菌的接触面积，另一方面可以使银在载体上得到高度分散进一步强化抗菌效果。一种抗菌聚丙烯组合物的应用采用抗菌聚丙烯组合物制备儿童餐椅，所制备得到的儿童餐椅具有广谱抗菌性和效率高的优点，该儿童餐椅能使得日常生活中常接触到的大肠杆菌、霉菌、金黄色葡萄球菌等各种细菌在10秒内失去活性，对大肠杆菌、霉菌、金黄色葡萄球菌三种细菌的抗菌率能达到98％以上。上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关
技术领域：
的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。当前第1页12