一种抗菌塑料长丝的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于抗菌复合材料制备及应用技术领域，具体涉及一种抗菌塑料长丝的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 长期以来，有害细菌、霉菌等致病微生物对人们的生产和生活造成了巨大危害。随 着社会的不断发展和生活水平的不断提升，人们对健康、生存环境质量和卫生水平提出了 更高的要求，从而促进了抗菌技术和抗菌材料的快速发展。
[0003] 塑料在生活中具有广泛的应用，通过加入抗菌剂可以增加塑料的抗菌性，能够有 效降低细菌的传染、保证人类的生活健康、满足人们日益增高的要求。目前，无机抗菌剂凭 借安全性高、耐热性好、抗菌时效长、无挥发、不产生耐药性等优势受到了广泛关注。常用 的无机抗菌剂包括银系、铜系和锌系，其中，银系抗菌剂价格较高、化学稳定性较差、受外界 光照等作用后颜色易变深，最终影响产品的外观和抗菌性；锌系抗菌剂虽无变色问题，价格 便宜，但抗菌性能低；铜系抗菌剂不仅具有较高的性价比，且铜离子也是人体必需的微量元 素，对生命过程至关重要。
[0004] 对抗菌粉体进行表面改性，增加粉体与聚合物基体间的界面相互作用，有效提高 无机粉体在聚合物中的分散性，是制备塑料长丝的关键步骤。本发明提供了一种抗菌塑料 长丝的制备方法，可以广泛应用于节育器尾丝、抗菌牙刷、彩妆刷等相关领域。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种抗菌塑料长丝的制备方法，以塑料基体、改性铜粉抗菌剂和助 剂为原料，通过熔融挤出、造粒、纺丝得到最终产品。本发明中的抗菌塑料长丝制备工艺简 单，具有持久广谱抗菌和防霉效果，具有非常高的应用价值。
[0006] 一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下： (1) 将称量好的塑料基体、改性铜粉和助剂充分混合均匀，配比为塑料基体：改性铜粉： 助剂=100: 0· 5-3: 0· 1-3 ; (2) 将充分混合好的原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出、造粒过程，然后将制备的 抗菌塑料切片置于60-80°C的烘箱中干燥3-5 h ; (3) 将抗菌塑料切片纺丝得到最终产品。
[0007] 所述铜粉的纯度大于99. 5%、粒径为50-800 nm。
[0008] 改性铜粉所用的改性剂为：双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯（NDZ-311)、 γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550)、γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)中的一 种或其组合；具体步骤为：称取100-200份铜粉，加入到400-1000份去离子水/乙醇中，用 高速剪切分散机搅拌1-15 min后加入1-5份钛酸酯或硅烷偶联剂，高速剪切1-1. 5 h后， 干燥后得改性铜粉。
[0009] 所述的助剂为抗氧剂和润滑剂，其中，抗氧剂为四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羟基 苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010)、三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（168)、Ν，Ν'-亚已 基-1.6-二[(3, 5-二叔丁基-4-羟苯基）丙酰胺](1098)中的任意一种或其组合；润滑 剂为液体石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或其组合。
[0010] 所述的塑料基体为拉丝级的聚乙烯、聚丙烯、尼龙。
[0011] 采用本发明方法制备的抗菌塑料长丝具有以下优势： (1) 由于纳米级铜粉具有优异的抗菌防霉性，该含有少量铜粉的抗菌塑料长丝对白色 念珠菌真菌（引起妇科病的主要真菌)、红色毛癣真菌(人体皮肤病主要真菌)、大肠杆菌、金 黄色葡萄球菌等菌落的抗菌率达到99%以上，并且对黑曲霉、绿色木霉、绳状青霉、球毛壳 霉等霉菌的防霉等级达到壹级； (2) 本发明制备的抗菌塑料长丝具有广谱抗菌效果，能够抑制、消灭细菌和真菌，并具 有防霉效果，可广泛应用于节育器尾丝、牙刷、彩妆刷、床上用品、马桶垫等领域，尤其在我 国南部梅雨多发地带具有非常高的应用价值。
【附图说明】
[0012] 图1是实施例二制备的铜/尼龙抗菌切片断面的SEM图。
[0013] 图2是实施例三制备的铜/尼龙抗菌丝断面的SEM图。
【具体实施方式】
[0014] 实施例一： 称取100 g份铜粉，加入到400 g乙醇中，用高速剪切分散机搅拌10 min，用HCl和 NaOH调节PH值，然后加入3 g硅烷偶联剂（KH550)，高速剪切60 min，IKTC干燥3 h后得 改性纳米铜粉。称取聚乙烯树脂100份，液体石蜡1份，抗氧剂〇. 1份，改性纳米铜抗菌剂 2份，然后将其充分混合均匀，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机各区的温度为：一 区70°C，二区80°C，三区100°C，四区140°C，五区155°C，六区155°C，七区160°C，八区 160°C，九区 160°C，十区 160°C，十一区 160°C，十二区 160°C，机头 155°C，喂料速度：12， 挤出机转速：180 rpm，造粒后，切片80°C干燥3 h，将切片拉丝制备成铜/聚乙烯抗菌丝。
[0015] 实施例二： 称取100 g份铜粉，加入到500 g乙醇中，用高速剪切分散机搅拌5 min后加入2 g钛 酸酯偶联剂（NDZ-311 )，高速剪切80 min后，100°C下干燥3 h后得改性纳米铜粉。称取尼龙 6树脂100份，硬脂酸锌1份，抗氧剂0. 1份，改性纳米铜抗菌剂1. 5份，首先将尼龙6原料置 于除湿干燥机中，ll〇°C下干燥6 h，去除表面吸附的水，然后将称量好的尼龙6、改性铜粉、 抗氧剂和润滑剂充分混合均匀，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机各区的温度为：一 区 180°C，二区 200°C，三区 200°C，四区 220°C，五区 255°C，六区 258°C，七区 258°C，八 区258°C，九区258°C，十区258°C，十一区258°C，十二区255°C，机头250°C，喂料速度： 10,挤出机转速：160 rpm，造粒后，80°C干燥，将切片拉丝制备成抗菌尼龙长丝。
[0016] 实施例三： 称取150 g份铜粉，加入到800 g乙醇和水的混合液中，用高速剪切分散机搅拌15 min，用HCl和NaOH调节PH值，稳定后加入2. 5 g硅烷偶联剂（KH570)，高速剪切90 min， 100°C干燥8 h后得改性纳米铜粉。称取尼龙6树脂100份，硬脂酸钙1.8份，抗氧剂0.3 份，纳米铜抗菌剂3份。首先将尼龙6原料置于除湿干燥机中，KKTC下干燥8 h，去除表面吸 附的水，然后将称量好的尼龙6、铜粉、抗氧剂和润滑剂充分混合均勾，用双螺杆挤出机进行 加工，双螺杆挤出机各区的温度为：一区150°C，二区180°C，三区200°C，四区225°C，五 区 250°C，六区 255°C，七区 258°C，八区 258°C，九区 260°C，十区 258°C，十一区 255°C， 十二区250°C，机头250°C，喂料速度：14,挤出机转速：190 rpm，造粒后，80°C干燥，将切片 拉丝制备成抗菌尼龙长丝。
[0017] 表1实施例中的抗菌塑料长丝的抗菌性能
【主权项】
1. 一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下： (1) 将称量好的塑料基体、改性铜粉和助剂充分混合均匀，配比为塑料基体：改性铜粉： 助剂=100: 0? 5-3: 0? 1-3 ; (2) 将充分混合好的原料加入双螺杆挤出机，经过熔融挤出、造粒过程，然后将制备的 抗菌塑料切片置于60-80°C的烘箱中干燥3-5 h ; (3) 将抗菌塑料切片纺丝得到最终产品。2. 根据权利要求1所述的一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，所述铜粉的纯 度大于99. 5%、粒径为50-800 nm。3. 根据权利要求1所述的一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，改性铜粉所用 的改性剂为：双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯（NDZ-311)、Y-氨丙基三乙氧基硅烷 (KH550)、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（KH570)中的一种或其组合；具体步骤为： 称取100-200份铜粉，加入到400-1000份去离子水/乙醇中，用高速剪切分散机搅拌1-15 min后加入1-5份钛酸酯或硅烷偶联剂，高速剪切1-1. 5 h后，干燥后得改性铜粉。4. 根据权利要求1所述的一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，所述的助剂为 抗氧剂和润滑剂，其中，抗氧剂为四[0 _ (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 (1010)、三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（168)、N，K -亚已基-1. 6-二[(3, 5-二叔丁 基-4-羟苯基）丙酰胺](1098)中的任意一种或其组合；润滑剂为液体石蜡、硬脂酸锌、硬 脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种或其组合。5. 根据权利要求1所述的一种抗菌塑料长丝的制备方法，其特征在于，所述的塑料基 体为拉丝级的聚乙烯、聚丙烯、尼龙。
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌塑料长丝的制备方法，抗菌塑料长丝以塑料基体、改性铜粉抗菌剂和助剂为原料，通过熔融挤出、造粒、纺丝得到最终产品。由于纳米级铜粉具有非常优异的抗菌防霉性，因此该抗菌塑料长丝对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌落的抗菌率达到99%以上。本发明中的抗菌塑料长丝制备工艺简单，具有持久广谱抗菌和防霉效果，可广泛应用于节育器尾丝、抗菌牙刷、彩妆刷等领域，尤其在我国南部梅雨多发地带具有非常高的应用价值。
【IPC分类】D01F6/46, D01F6/90, D01F1/10
【公开号】CN104947224
【申请号】CN201510360833
【发明人】何丹农, 韩晓芳, 陈超, 王艳丽, 朱君, 陈俊琛, 王岩岩, 张现, 张春明
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月26日