一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及塑料瓶盖加工【技术领域】，尤其是指一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，瓶盖由混合塑料颗粒与塑料原料注塑而成，将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，将水溶性金属盐水溶液加入到混合物中沉淀、干燥、粉碎得到抗菌剂，将抗菌剂与塑料原料混合后制得塑料瓶盖。水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐混合后，硅酸盐会逐渐水解为硅酸，加入金属盐后，聚硅酸和聚胍在水溶液体系中相互缠绕的分子链与金属离子互相作用，产生絮凝，从而形成沉淀，这样使聚胍的分子链很难从形成的聚胍/聚硅酸盐的体系中挣脱出来，从而形成厌水性的聚胍复合抗菌剂，将其应用于塑料瓶盖的原料中大大提高了抗菌成份的稳定性。
【专利说明】一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料瓶盖加工【技术领域】，尤其是指一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高和卫生意识的增强，以及近年来多种传染病的流行，使得人们对各种抗菌材料制品的要求不断增加。最近，也有研究尝试将聚胍用于塑料、橡胶等领域的抗菌用途。例如，专利CN101037503A，发明了一种制备聚六亚甲基胍丙酸盐粉末的生产方法，该发明利用离子分离交换膜，成功地将聚六亚甲基胍丙酸盐从水溶液中分离出来，制成粉末状样品，使其可以用于塑料、橡胶的抗菌助剂。但是，这种聚六亚甲基胍丙酸盐仍然具有一定的吸潮性，加入塑料或橡胶中后，如果经常在水中浸泡或者经常与水接触后，长时间后会逐渐从塑料或橡胶中析出来，抗菌效率会降低，甚至消失。因此，难以满足一些对耐水性要求较高的抗菌塑料。
[0003]目前，塑料容器在工业生产和人们的日常生活中得到广泛的应用，特别是广泛地应用在各种食品和医药产品的包装上，塑料容器盖作为塑料容器的配套产品，同样在各种食品和医药产品的包装上起到重要的作用。在实际应用中，食品和医药塑料容器的内、外部极易感染和滋生细菌，与之配套的塑料包装容器盖的内、外同样也极易感染和滋生细菌。
[0004]食品和医药用塑料包装内感染细菌，会导致食品和药品变质或缩短包装有效期，食品和医药用塑料包装外 感染细菌极易使人们交叉传播细菌，影响人们的身体健康。 [0005]现有各种食品和药品的塑料包装容器盖是由塑料经模压成型，产品的消毒是在加工成型过程中完成，在加工成型后一般都不再清洗消毒。
[0006]因为成型产品的清洗消毒要使用酒精、漂白粉、次氯酸纳和过氧化氢等药剂或使用紫外线、微波照射或用高压蒸汽消毒灭菌。而使用酒精、漂白粉、次氯酸纳和过氧化氢等药剂进行消毒时，容易残留对人体有害的化学成份，使用紫外线、微波照射或用高压蒸汽消毒灭菌，这些消毒灭菌方法费用高，增加成本。即使采用这些消毒灭菌方法，消毒灭菌效果较差。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种具有难溶于水、不影响制品颜色，且具有具有长久抗菌和抑菌效果的高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺包括以下步骤:
I)、将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，得到混合物，所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍硝酸盐、聚六亚甲基胍碳酸盐或水溶性的聚氧乙烯基胍无机酸盐或有机酸盐；2)、将水溶性金属盐水溶液加入到步骤I)中得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物
3)、将步骤2)中的得到的沉淀物干燥、粉碎得到抗菌剂，备用；
4)、各原料按下列质量百分比进行备料，无机粉体为75~78%，分散剂为3~4%，润滑剂为I~3%，偶联剂为3~6%，热稳定剂为0.8~1.3%，载体树脂为15~25% ；
5)、先将高速混合机升温至110~120°C，恒温10~20分钟；
6)、投入步骤4)准备的无机粉体和偶联剂到混合机中进行活化处理，先启动低速搅拌I~2min，然后启动高速搅拌混合5~7min，至料温达到105~115°C ；
7)投入步骤4)准备的分散剂、润滑剂和热稳定剂，继续高速搅拌直到料温达到115~120。。；
8)转换成低速搅拌，并迅速投入步骤4)准备的载体树脂搅拌混合I~2min，放料冷
却；
9)步骤8)所得物料挤出、造粒后即得可增加塑料瓶盖强度、韧度和透明度的塑料原料，备用;
10)将步骤3)中得到的抗菌剂均匀地渗透到熔化状态的塑料原料中；经均匀混合后，在180°C~210°C的条件下融合、拉条、冷却、切断，制成混合塑料颗粒；
11)然后再将占总重量9~12%的混合塑料颗粒与占总重量88~91%的塑料原料混合，经均匀混合后，在170°C~230°C的条件下经注塑机注塑压模成型，制造成高稳定性抗菌塑料瓶盖。
[0009]其中，所述步骤2)中的水溶性金属盐为锌离子盐，钙离子盐，铝离子盐，铜离子盐，铁离子盐，银离子盐以及铈离子盐中的一种或几种。
[0010]其中，所述步骤I)中的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐摩尔比为1:1~1:3，水溶性硅酸盐与水溶性金属盐摩尔比为6:1~7:1。
[0011]其中，所述步骤I)中的水溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
[0012]本发明的有益效果在于:
与现有技术相比，本发明所提供的塑料原料，成本低廉，替代部分合成树脂后，可大幅降低生产成本；本发明所采用的塑料原料，由于其中的无机粉体经过了特殊的表面偶联活化处理，在替代部分合成树脂后，可显著降低混合物料的体系粘度，降低体系挤出压力，提高生产效率，同时由于塑料原料具有高导热性，所制备的塑料瓶盖冷却成型速度较快，使产品出现各向异性，有助于产品机械性能的提高。
[0013]本发明所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐混合后，硅酸盐会逐渐水解为硅酸，并与聚胍高分子的分子链互相缠绕，当加入金属盐后，聚硅酸和聚胍在水溶液体系中相互缠绕的分子链与金属离子互相作用，产生絮凝，从而形成沉淀，这样使聚胍的分子链很难从形成的聚胍/聚硅酸盐的体系中挣脱出来，从而形成厌水性的聚胍复合抗菌剂，将其应用于塑料瓶盖的原料中大大提高了抗菌成份的稳定性。
[0014]本发明的制备方法简单易行，可以在室温下进行，本发明的抗菌剂难溶于水，杀菌效率高，并且不影响制品颜色，应用前景光明。
【具体实施方式】
[0015]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0016]实施例一
1、一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，包括以下步骤:
1)、将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，得到混合物，所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍硝酸盐、聚六亚甲基胍碳酸盐或水溶性的聚氧乙烯基胍无机酸盐或有机酸盐；
2)、将水溶性金属盐水溶液加入到步骤I)中得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物
3)、将步骤2)中的得到的沉淀物干燥、粉碎得到抗菌剂，备用；
4)、各原料按下列质量百分比进行备料，无机粉体为75%，分散剂为3%，润滑剂为3%，偶联剂为6%，热稳定剂为0.8%，载体树脂为25% ；
5)、先将高速混合机升温至110°C，恒温20分钟；
6)、投入步骤I)准备的无机粉体和偶联剂到混合机中进行活化处理，先启动低速搅拌Imin,然后启动高速搅拌混合7min,至料温达到105°C ；
7)投入步骤4)准备的分散剂、润滑剂和热稳定剂，继续高速搅拌直到料温达到115°C;
8)转换成低速搅拌，并迅速投入步骤4)准备的载体树脂搅拌混合lmin，放料冷却；
9)步骤8)所得物料挤出、造粒后即得可增加塑料瓶盖强度、韧度和透明度的塑料原料，备用;
10)将步骤3)中得到的抗菌剂均匀地渗透到熔化状态的塑料原料中；经均匀混合后，在180°C~190°C的条件下融合、拉条、冷却、切断，制成混合塑料颗粒；
11)然后再将占总重量9%的混合塑料颗粒与占总重量91%的塑料原料混合，经均匀混合后，在170°C的条件下经注塑机注塑压模成型，制造成高稳定性抗菌塑料瓶盖。
[0017]本实施例中，所述步骤2)中的水溶性金属盐为锌离子盐，钙离子盐，铝离子盐，铜离子盐，铁离子盐，银离子盐以及铈离子盐中的一种或几种。
[0018]本实施例中，所述步骤I)中的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐摩尔比为1:1，水溶性硅酸盐与水溶性金属盐摩尔比为6:1。
[0019]本实施例中，所述步骤I)中的水溶性硅酸盐为硅酸钠。
[0020]需要补充说明的是，低速搅拌是指搅拌机内搅拌部件的转速在O~1000转/分，高速搅拌是指搅拌机内搅拌部件的转速在1000~1500转/分。
[0021]本发明中水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐的摩尔比例可以在一定的范围内调节，优选聚胍无机酸盐或有机酸盐与硅酸盐摩尔比为1:1~1:3，经过实际的实验数据测得:当聚胍无机酸盐或有机酸盐与硅酸盐摩尔比为1:2.5时，聚胍保持水溶性状态存在于水溶液的量最少，聚胍转化为厌水性的聚胍/聚硅酸盐的产率最高，且使制备的聚胍/聚硅酸盐中的有效抗菌成分，即聚胍含量较高，使得抗菌效率较高，同时也大大降低了在制备高稳定性抗菌塑料瓶盖时其对瓶盖的加工、力学以及表面性能的影响。
[0022] 本发明中水溶性硅酸盐与水溶性金属盐的摩尔比例也可以在一定范围内调节，优选娃酸盐与金属盐摩尔比为1: 4~1: 5。如果金属盐相对比例太低,会导致聚胍/聚娃酸盐的产率降低，这是因为没有足够的金属盐使水溶液中聚胍和硅酸盐水解形成的聚硅酸高分子链从水中沉淀出来；如果金属盐相对比例太高，则会造成不必要的浪费。[0023]但硅酸盐与金属盐摩尔比为1: 4.5时，不仅能保证聚胍/聚硅酸盐具有较高的产率，而且大大降低了抗菌剂的金属盐比例，降低了瓶盖生产投入成本。
[0024]本发明中将聚胍水溶液与硅酸盐水溶液混合搅拌时，搅拌的时间优选为20分钟~I小时。搅拌时间并不局限在这个范围，但是搅拌时间过短，硅酸盐难以全部水解成为聚硅酸或者聚合度不够大，这样聚硅酸与聚胍在水溶液中缠绕程度不够，也会使聚胍的厌水程度不够，而如果时间过长，超过2个小时，则造成时间上的浪费。将金属盐水溶液缓慢倒入混合溶液中时，搅拌速度越快，生成的聚胍/聚硅酸盐粒子的粒径就越小，
本发明的复合抗菌剂的制备可以在室温下进行，当然，也可以加热进行，使硅酸盐水解为聚硅酸的速度更快，加快反应过程。反应最后形成的不溶性沉淀可以通过抽滤提纯，也可以放置一段时间，沉淀物会从水中沉淀到容器底部，将上层水液抽干，将下层沉淀收集烘干、粉碎即可。因此，本发明的复合抗菌剂的制备方法简单易行，反应条件温和，易于工业化生产。
[0025]本发明的复合抗菌剂制备方法为:将聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液和硅酸盐水溶液混合均匀，得到混合物，然后将水溶性金属盐水溶液加入到上述得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物，干燥，粉碎。
[0026]将沉淀物干燥的方法可以是普通的干燥方法，包括自然晾干，烘箱烘干，或者利用喷雾干燥法等等。将干燥后产物进行粉碎，粉碎方法也不限制。
[0027]本发明的制备方法简单易行，可以在室温下进行，本发明的抗菌剂难溶于水，杀菌效率高，并且不影响 制品颜色，应用前景光明。
[0028]实施例二
1、一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，包括以下步骤:
1)、将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，得到混合物，所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍硝酸盐、聚六亚甲基胍碳酸盐或水溶性的聚氧乙烯基胍无机酸盐或有机酸盐；
2)、将水溶性金属盐水溶液加入到步骤I)中得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物
3)、将步骤2)中的得到的沉淀物干燥、粉碎得到抗菌剂，备用；
4)、各原料按下列质量百分比进行备料，无机粉体为76%，分散剂为3.5%，润滑剂为2%，偶联剂为4.5%，热稳定剂为1.9%，载体树脂为20% ；
5)、先将高速混合机升温至115°C，恒温16分钟；
6)、投入步骤I)准备的无机粉体和偶联剂到混合机中进行活化处理，先启动低速搅拌1.5min，然后启动高速搅拌混合6.5min，至料温达到112°C ；
7)投入步骤4)准备的分散剂、润滑剂和热稳定剂，继续高速搅拌直到料温达到118°C;
8)转换成低速搅拌，并迅速投入步骤4)准备的载体树脂搅拌混合1.6min,放料冷却；
9)步骤8)所得物料挤出、造粒后即得可增加塑料瓶盖强度、韧度和透明度的塑料原料，备用;
10)将步骤3)中得到的抗菌剂均匀地渗透到熔化状态的塑料原料中；经均匀混合后，在190°C~200°C的条件下融合、拉条、冷却、切断，制成混合塑料颗粒；
11)然后再将占总重量10%的混合塑料颗粒与占总重量90%的塑料原料混合，经均匀混合后，在190°C的条件下经注塑机注塑压模成型，制造成高稳定性抗菌塑料瓶盖。
[0029]本实施例中，所述步骤2)中的水溶性金属盐为锌离子盐，钙离子盐，铝离子盐，铜离子盐，铁离子盐，银离子盐以及铈离子盐中的一种或几种。
[0030]本实施例中，所述步骤I)中的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐摩尔比为1:2，水溶性硅酸盐与水溶性金属盐摩尔比为6.5:1。
[0031 ] 本实施例中，所述步骤I)中的水溶性硅酸盐为硅酸钾。
[0032]实施例三
1、一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，包括以下步骤:
1)、将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，得到混合物，所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍硝酸盐、聚六亚甲基胍碳酸盐或水溶性的聚氧乙烯基胍无机酸盐或有机酸盐；
2)、将水溶性金属盐水溶液加入到步骤I)中得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物
3)、将步骤2)中的得到的沉淀物干燥、粉碎得到抗菌剂，备用；
4)、各原料按下列质量百分比进行备料，无机粉体为78%，分散剂为4%，润滑剂为1%，偶联剂为3%，热稳定剂为1.3%，载体树脂为15% ；
5)、先将高速混合机升温至120°C，恒温10分钟；
6)、投入步骤4)准备的无机粉体和偶联剂到混合机中进行活化处理，先启动低速搅拌2min,然后启动高速搅拌混合5min,至料温达到115°C ；
7)投入步骤4)准备的分散剂、润滑剂和热稳定剂，继续高速搅拌直到料温达到120°C;
8)转换成低速搅拌，并迅速投入步骤4)准备的载体树脂搅拌混合2min，放料冷却；
9)步骤8)所得物料挤出、造粒后即得可增加塑料瓶盖强度、韧度和透明度的塑料原料，备用;
10)将步骤3)中得到的抗菌剂均匀地渗透到熔化状态的塑料原料中；经均匀混合后，在200°C~210°C的条件下融合、拉条、冷却、切断，制成混合塑料颗粒；
11)然后再将占总重量12%的混合塑料颗粒与占总重量88%的塑料原料混合，经均匀混合后，在230°C的条件下经注塑机注塑压模成型，制造成高稳定性抗菌塑料瓶盖。
[0033]本实施例中，所述步骤2)中的水溶性金属盐为锌离子盐，钙离子盐，铝离子盐，铜离子盐，铁离子盐，银离子盐以及铈离子盐中的一种或几种。
[0034]本实施例中，所述步骤I)中的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐摩尔比为1:3，水溶性硅酸盐与水溶性金属盐摩尔比为7:1。
[0035]本实施例中，所述步骤I)中的水溶性硅酸盐为硅酸钠。
[0036]上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺:其特征在于包括以下步骤: 1)、将水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐水溶液与水溶性硅酸盐水溶液混合，搅拌均匀，得到混合物，所述的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍硝酸盐、聚六亚甲基胍碳酸盐或水溶性的聚氧乙烯基胍无机酸盐或有机酸盐； 2)、将水溶性金属盐水溶液加入到步骤I)中得到的混合物中，搅拌，得到沉淀物； 3)、将步骤2)中的得到的沉淀物干燥、粉碎得到抗菌剂，备用； 4)、各原料按下列质量百分比进行备料，无机粉体为75~78%，分散剂为3~4%，润滑剂为I~3%，偶联剂为3~6%，热稳定剂为0.8~1.3%，载体树脂为15~25% ； 5)、先将高速混合机升温至110~120°C，恒温10~20分钟； 6)、投入步骤4)准备的无机粉体和偶联剂到混合机中进行活化处理，先启动低速搅拌I~2min，然后启动高速搅拌混合5~7min，至料温达到105~115°C ； 7)投入步骤4)准备的分散剂、润滑剂和热稳定剂，继续高速搅拌直到料温达到115~120。。； 8)转换成低速搅拌，并迅速投入步骤4)准备的载体树脂搅拌混合I~2min，放料冷却； 9)步骤8)所得物料挤出、造粒后即得可增加塑料瓶盖强度、韧度和透明度的塑料原料，备用; 10)将步骤3)中得到的抗菌剂均匀地渗透到熔化状态的塑料原料中；经均匀混合后，在180°C~210°C的条件下融合、拉条、冷却、切断，制成混合塑料颗粒； 11)然后再将占总重量9~12%的混合塑料颗粒与占总重量88~91%的塑料原料混合，经均匀混合后，在170°C~230°C的条件下经注塑机注塑压模成型，制造成高稳定性抗菌塑料瓶盖。
2.根据权利要求1所述的高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，其特征在于:所述步骤2)中的水溶性金属盐为锌离子盐，钙离子盐，铝离子盐，铜离子盐，铁离子盐，银离子盐以及铈离子盐中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，其特征在于:所述步骤O中的水溶性聚胍无机酸盐或有机酸盐与水溶性硅酸盐摩尔比为1:1~1:3，水溶性硅酸盐与水溶性金属盐摩尔比为6:1~7:1。
4.根据权利要求1所述的高稳定性抗菌塑料瓶盖的制造工艺，其特征在于:所述步骤O中的水溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
【文档编号】B29C45/78GK104017383SQ201410259935
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】陈金培 申请人:东莞市金富实业有限公司