一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料及其应用的制作方法

1.本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料及其应用。


背景技术：

2.随着社会的发展和进步以及物质生活水平的日益提高，人们对生活、工作环境，尤其是卫生环境的要求越来越高，人们对抗菌抗病毒的产品需求日益增加。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，被运用到生活的方方面面，抗菌剂的开发运用为聚丙烯的性能提升提供了另外又一条途径。运用较多的抗菌剂包括氧化锌、银系抗菌剂、二氧化钛以及他们的复合物。例如：食品包装盒、食品包装袋、矿泉水瓶、医用防护衣服、奶瓶和奶嘴，这些物品是否具有抗菌抗病毒特性与人们的健康息息相关。
3.抗菌剂的加入会存在相容性和团聚的问题，从而会影响抗菌效果，同时，抗菌剂作为功能助剂加到聚合物基体中也会对聚合物的物理性能产生影响，另外，抗菌剂的加入还会影响抗氧剂的功能，再者偶联剂的选择也会影响抗菌剂的抗菌效果和相容性。
4.有必要提供一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，通过添加剂之间的协同作用提高所得到的聚丙烯塑料的物理性能和抗菌性能。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，以解决技术背景中存在的不足。
6.为实现上述目的，本发明提出一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括a 组分和b抗菌组分，其特征在于，所述a组分包括以下质量分数的成分： 100％的聚丙烯、0.05
‑
0.5％的高分子量受阻多酚类抗氧剂、0.1
‑
1.5％的氨基硅烷偶联剂和0.01
‑
0.5％的紫外线吸收剂；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述 a组分的0.8
‑
4％。
7.优选地，所述高分子量受阻多酚类抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂330 的一种或是两种的结合。
8.优选地，所述氨基硅烷偶联剂包括kh550、kh902、kh540、kh792 和kh602的一种或是五种的组合。
9.优选地，所述紫外线吸收剂包括rqt
‑
x
‑
1和uv
‑
p的一种或是两种的组合。
10.优选地，所述a组分还包括质量分数为0.5
‑
1％的润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、和硬脂酸镁中的一种或是四种的组合。
11.优选地，所述a组分还包括质量分数为5
‑
20％的增韧剂，所述增韧剂包括线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和三元乙丙橡胶的一种或是三种的组合。
12.优选地，所述a组分还包括质量分数为0.5
‑
2％的钛白粉和8
‑
30％的滑石粉。
13.优选地，所述a组分还包括质量分数为0.1
‑
0.2％的白矿油。
14.本发明还公开抗菌抗病毒的聚丙烯塑料的应用，所述的抗菌抗病毒的聚丙烯塑料
含有上述抗菌抗病毒的聚丙烯塑料中的组分。
15.本发明的有益效果是：通过高分子量受阻多酚类抗氧剂、氨基硅烷偶联剂和磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂的协同作用得到一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，所述聚丙烯塑料具有优异的物理性能，同时，所述聚丙烯塑料可以应用于食品包装盒、食品包装袋、矿泉水瓶、医用防护衣服、奶瓶和奶嘴，起到抗菌抗病毒的效果。
具体实施方式
16.下面通过几个具体的实施例对本发明作进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料比、工艺条件以及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限定本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实际所作为的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
17.实施例1：
18.一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括包括a组分和b抗菌组分，所述a 组分包括以下质量分数的成分：100％的聚丙烯、0.3％的高分子量受阻多酚类抗氧剂、1.5％的氨基硅烷偶联剂和0.3％的紫外线吸收剂；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述a组分的2.5％；在本实施例中，所述高分子量受阻多酚类抗氧剂为抗氧剂330，所述氨基硅烷偶联剂为kh550，所述紫外线吸收剂为rqt
‑
x
‑
1。
19.实施例2：
20.一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括a组分和b抗菌组分，所述a组分包括以下质量分数的成分：100％的聚丙烯、30％的滑石粉、0.5％的高分子量受阻多酚类抗氧剂、0.2％的白矿油、0.1％的氨基硅烷偶联剂、0.5％的钛白粉、0.02％的紫外线吸收剂、0.5％的润滑剂和5％的增韧剂；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述a组分的4％，在本实施例中，所述高分子量受阻多酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述氨基硅烷偶联剂为kh602，所述紫外线吸收剂为uv
‑
p，所述润滑剂为硬脂酸锌，所述增韧剂为三元乙丙橡胶。
21.实施例3：
22.一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括a组分和b抗菌组分，所述a组分包括以下质量分数的成分：100％的聚丙烯、8％的滑石粉、0.1％的高分子量受阻多酚类抗氧剂、0.1％的白矿油、0.8％的氨基硅烷偶联剂、2％的钛白粉、0.1％的紫外线吸收剂、1％的润滑剂和20％的增韧剂；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述a组分的0.8％，在本实施例中，所述高分子量受阻多酚类抗氧剂为抗氧剂330，所述氨基硅烷偶联剂为kh540，所述紫外线吸收剂为 rqt
‑
x
‑
1，所述润滑剂为硬脂酸钙，所述增韧剂为线性低密度聚乙烯。
23.对比例1(与实施例1对比)：
24.一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括包括a组分和b抗菌组分，所述a 组分包括以下质量分数的成分：100％的聚丙烯、0.3％的抗氧剂1076、1.5％的kh560和0.3％的rqt
‑
x
‑
1；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述a组分的 2.5％。
25.对比例2(与实施例3对比)：
26.一种抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，包括a组分和b抗菌组分，所述a组分包括以下质量分数的成分：100％的聚丙烯、8％的滑石粉、0.1％的抗氧剂 264、0.1％的白矿油、0.8％的kh570、2％的钛白粉、0.1％的rqt
‑
x
‑
1、1％的硬脂酸钙和20％的线性低密度聚乙烯；所述b抗菌组分为磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂，所述b抗菌组分的质量分数为所述a组分的0.8％。
27.通过下列方法测试上述实施例和对比例的物理性能和抗菌抗病毒性能。
28.(1)物理性能测试：
29.拉伸强度测试：gb/t 1040
‑
1992；
30.断裂伸长率测试：gb/t 2567
‑
1997；
31.弹性模量测试：gb/t 14694
‑
1993。
32.(2)抗菌抗病毒测试：
33.抗细菌测试方法：iso 22196
‑
2007；
34.抗病毒测试方法：iso 21702
‑
2019。
35.测试结果：
[0036][0037][0038]
从上述实验结果可知：磷酸锆负载交换银离子与氧化锌的银锌复合抗菌剂与常规的抗氧化剂、硅烷偶联剂搭配加入到聚丙烯基体中也可以得到抗菌抗病毒的聚丙烯塑料，但是，得到的抗菌抗病毒效果比较差，另外，所述银锌复合抗菌剂的加入没有促进聚丙烯塑
料的性能提升，甚至还由于银锌抗菌剂的团聚减弱了聚丙烯塑料的物理性能。
[0039]
本申请可以实现抗菌抗病毒和物理性能双向提升，主要是因为高分子量受阻多酚类抗氧剂与聚丙烯的相容性很好，当所述银锌复合抗菌剂搭配所述高分子量受阻多酚类抗氧剂和氨基硅烷偶联剂使用时，由于所述高分子量受阻多酚类抗氧剂的多羟基的存在，导致所述高分子量受阻多酚类抗氧剂与所述银锌复合抗菌剂中的磷酸锆基体存在较强的分子间氢键的作用，另外，所述高分子量受阻多酚类抗氧剂由于位阻基团的存在，酚羟基之间的距离较大，通过分子间氢键的作用力可以将所述银锌复合抗菌剂均匀地分散在所述聚丙烯基体内，减少所述银锌复合抗菌剂的团聚对聚丙烯塑料物理性能的影响，也可以调节所述银锌复合抗菌剂往所述聚丙烯塑料表面的迁移速率，调节抗菌时效性和抗菌活性，另外，分子间氢键的作用力还会提高所述高分子量受阻多酚类抗氧剂提供氢的能力，从而提高抗氧化能力，另外，所述银锌复合抗菌剂和所述高分子量受阻多酚类抗氧剂通过氢键的作用力可以成为所述聚丙烯基体的异相晶核，改善聚丙烯塑料的晶体完善性，从而可以提高抗菌抗病毒聚丙烯塑料的弹性模量。
[0040]
氨基硅烷偶联剂既可以调节所述银锌复合抗菌剂与所述聚丙烯基体的相容性，也可以与游离出来的银离子络合起到稳定银离子的作用，增加所述所述抗菌抗病毒聚丙烯塑料的抗菌寿命。
[0041]
所述滑石粉和钛白粉的加入主要是为了调节塑料的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量，另外，所述线性低密度聚乙烯和三元乙丙橡胶作为增韧剂的加入主要是为了提高所述抗菌抗病毒聚丙烯的韧性，提高所述抗菌抗病毒聚丙烯抗冲击性，所述白矿油的加入增加所述抗菌抗病毒聚丙烯对细菌和病毒的吸附力，同时也可以充当部分润滑剂，所述硬脂酸钙和硬脂酸锌作为润滑剂的加入主要是为了提高加工的操作性，提高所述抗菌抗病毒聚丙烯塑料平面光滑性。
[0042]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。