本发明属于塑料制品加工
技术领域：
，具体涉及一种抗菌塑料的制备方法。
背景技术：
：自从1872年德国科学家拜耳首次人工合成酚醛树脂以来，高分子材料的研究与应用得到了飞速的发展，尤其是塑料已经成为最重要的材料之一，广泛应用于国民经济的各个领域。塑料制品以其优美的外形，鲜艳的色彩和低廉的价格，成为人们口常生活中最为常见、使用接触最多的物品之一，深受大众的青睐。然而，正是这些人们天天接触的塑料制品给人们的健康带来了意想不到的危害：塑料制品的表面经常滋生或沾污多种致病微生物，给天天接触它们的人类带来极大的威胁。据检测，多数宾馆的坐便器上都有大量的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、四联球菌等微生物，而医院、学校等公共场所的门把手菌落数有时竟然可达200以上。随着人们生活水平的提高，人们对抗菌塑料在日常生活制品中的应用越来越欢迎。如厨房、卫生间里面长期和水接触的塑料器件，由于长期处于潮湿的环境里面，很容易滋生各种细菌和霉菌，而这些制品又经常与人体或食品接触，对人类健康造成危害。如何选择合适的基体材料、如何将抗菌剂添加到基体材料里面、如何提高抗菌性能、抗菌剂对基体材料力学性能是否有影响以及抗菌制品生产工艺的制定等都需要进行系统化的研究，综合考虑后才能达到最佳的效果。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种抗菌塑料的制备方法，制备得到的塑料杀菌效率高，极低的浓度下就可以满足杀菌要求，抗菌广谱性好，抗菌谱达几十种，毒性低，对人类安全性高，与基体材料相容性好。本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗菌塑料的制备方法，先用载银多孔无机抗菌剂和基体塑料在双螺杆挤出机上制备含有抗菌剂的浓缩母粒，制备母粒的过程中，抗菌剂和基体塑料之间经过螺杆的剪切和捏合，抗菌成分均匀填充在母粒中，再添加到塑料制品制备过程中，进行混合与分散，便可制备得到具有抗菌性的塑料制品，包括以下步骤：（1）将制备好的载银多孔无机抗菌剂与烘干后的基体塑料材质混合，混合比例为8-9:100，所述基体塑料材质按照重量份计由以下成分组成：丙烯睛70-80份、丁二烯50-60份、苯乙烯45-50份、环氧大豆油15-20份、二氧化钛0.4-0.6份、增塑剂1.0-1.5份；（2）将混合物倒在料筒中，料筒预热温度设为80-90℃，并伴有鼓风机送风，预热1.0-1.5小时后才开始注塑操作，注塑机各段区域温度分别设定为：射嘴180-200℃、一段200-210℃、二段210-220℃、三段200-210℃，挤出切割得到的浓缩母粒添加到塑料制品的挤出生产中即可。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备方法为：（1）将硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙粉末按照7-8:2-3:1-2的比例混合，浸渍于硝酸银溶液中，料液比为1:10-15，在400-500转/分钟下搅拌30-40分钟，40-50℃油浴加热下静置2-3小时，迅速降温至0-5℃，进行过滤、洗涤、干燥，得到的干燥物在1000-1200℃下锻烧1.5-2.0小时，制备得到载银多孔基体；（2）将磷酸锆粉末加入到1，5-二甲基己胺溶液中，添加量为溶液质量分数的4.0-5.0%，在80-90℃的水浴锅加热下搅拌20-30分钟，加入步骤（1）制备得到的载银多孔基体，然后滴加占体系质量分数1.0-1.5%的白油，快速搅拌10-15分钟，进行过滤、洗涤、干燥，最后在1200-1300℃下高温锻烧，就可以得到所述载银多孔无机抗菌剂。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备中使用的硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙纯度在99.8-100%范围，粒径大小在150-180目范围。作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述浓缩母粒在塑料制品中的添加质量分数为4-6%。作为对上述方案的进一步改进，制备过程中使用的试剂均为分析纯。当抗菌塑料与液体环境接触或者材料表面潮湿时，其表层中的抗菌剂和剥落进入液体内部的抗菌剂都会缓慢释放出金属杀菌组元进入液体环境，承担杀菌效果，最表层的抗菌剂就会不断消耗，随着表层抗菌剂的不断消耗，会导致抗菌塑料表面和内部之间存在一个抗菌剂浓度差，即存在浓度梯度，正是这一浓度梯度的存在会推动着抗菌剂向材料表面不断移动，此过程为扩散过程，同时，抗菌剂尤其是小颗粒的抗菌剂，在塑料基体内部本身就存在着化学迁移现象，内部抗菌剂就会源源不断地补充表面抗菌剂的消耗，使得抗菌性能得以持久。本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有抗菌塑料制品在生产中遇到的诸多不协调问题，本发明提供了一种抗菌塑料的制备方法，先用载银多孔无机抗菌剂和基体塑料在双螺杆挤出机上制备含有抗菌剂的浓缩母粒，制备母粒的过程中，抗菌剂和基体塑料之间经过螺杆的剪切和捏合，抗菌成分均匀填充在母粒中，再添加到塑料制品制备过程中，进行混合与分散，便可制备得到具有抗菌性的塑料制品，本发明制备得到的塑料杀菌效率高，极低的浓度下就可以满足杀菌要求，抗菌广谱性好，抗菌谱达几十种，包括人们日常生活中经常接触的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和枯草杆菌等，毒性低，对人类安全性高，因其添加量微小，满足抗菌要求的情况下，对人类的危害可忽略不计，与基体材料相容性好。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种抗菌塑料的制备方法，先用载银多孔无机抗菌剂和基体塑料在双螺杆挤出机上制备含有抗菌剂的浓缩母粒，制备母粒的过程中，抗菌剂和基体塑料之间经过螺杆的剪切和捏合，抗菌成分均匀填充在母粒中，再添加到塑料制品制备过程中，进行混合与分散，便可制备得到具有抗菌性的塑料制品，包括以下步骤：（1）将制备好的载银多孔无机抗菌剂与烘干后的基体塑料材质混合，混合比例为8:100，所述基体塑料材质按照重量份计由以下成分组成：丙烯睛70份、丁二烯50份、苯乙烯45份、环氧大豆油15份、二氧化钛0.4份、增塑剂1.0份；（2）将混合物倒在料筒中，料筒预热温度设为80℃，并伴有鼓风机送风，预热1.0小时后开始注塑操作，注塑机各段区域温度分别设定为：射嘴180℃、一段200℃、二段210℃、三段200℃，挤出切割得到的浓缩母粒添加到塑料制品的挤出生产中即可。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备方法为：（1）将硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙粉末按照7:2:1的比例混合，浸渍于硝酸银溶液中，料液比为1:10，在400转/分钟下搅拌30分钟，40℃油浴加热下静置2小时，迅速降温至0℃，进行过滤、洗涤、干燥，得到的干燥物在1000℃下锻烧1.5小时，制备得到载银多孔基体；（2）将磷酸锆粉末加入到1，5-二甲基己胺溶液中，添加量为溶液质量分数的4.0%，在80℃的水浴锅加热下搅拌20分钟，加入步骤（1）制备得到的载银多孔基体，然后滴加占体系质量分数1.0%的白油，快速搅拌10分钟，进行过滤、洗涤、干燥，最后在1200℃下高温锻烧，就可以得到所述载银多孔无机抗菌剂。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备中使用的硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙纯度在99.8-100%范围，粒径大小在150-180目范围。作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述浓缩母粒在塑料制品中的添加质量分数为4%。作为对上述方案的进一步改进，制备过程中使用的试剂均为分析纯。实施例2一种抗菌塑料的制备方法，先用载银多孔无机抗菌剂和基体塑料在双螺杆挤出机上制备含有抗菌剂的浓缩母粒，制备母粒的过程中，抗菌剂和基体塑料之间经过螺杆的剪切和捏合，抗菌成分均匀填充在母粒中，再添加到塑料制品制备过程中，进行混合与分散，便可制备得到具有抗菌性的塑料制品，包括以下步骤：（1）将制备好的载银多孔无机抗菌剂与烘干后的基体塑料材质混合，混合比例为8.5:100，所述基体塑料材质按照重量份计由以下成分组成：丙烯睛75份、丁二烯55份、苯乙烯48份、环氧大豆油18份、二氧化钛0.5份、增塑剂1.2份；（2）将混合物倒在料筒中，料筒预热温度设为85℃，并伴有鼓风机送风，预热1.3小时后才开始注塑操作，注塑机各段区域温度分别设定为：射嘴190℃、一段205℃、二段215℃、三段205℃，挤出切割得到的浓缩母粒添加到塑料制品的挤出生产中即可。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备方法为：（1）将硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙粉末按照7.5:2.5:1.5的比例混合，浸渍于硝酸银溶液中，料液比为1:13，在450转/分钟下搅拌35分钟，45℃油浴加热下静置2.5小时，迅速降温至3℃，进行过滤、洗涤、干燥，得到的干燥物在1100℃下锻烧1.8小时，制备得到载银多孔基体；（2）将磷酸锆粉末加入到1，5-二甲基己胺溶液中，添加量为溶液质量分数的4.5%，在85℃的水浴锅加热下搅拌25分钟，加入步骤（1）制备得到的载银多孔基体，然后滴加占体系质量分数1.2%的白油，快速搅拌13分钟，进行过滤、洗涤、干燥，最后在1250℃下高温锻烧，就可以得到所述载银多孔无机抗菌剂。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备中使用的硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙纯度在99.8-100%范围，粒径大小在150-180目范围。作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述浓缩母粒在塑料制品中的添加质量分数为5%。作为对上述方案的进一步改进，制备过程中使用的试剂均为分析纯。实施例3一种抗菌塑料的制备方法，先用载银多孔无机抗菌剂和基体塑料在双螺杆挤出机上制备含有抗菌剂的浓缩母粒，制备母粒的过程中，抗菌剂和基体塑料之间经过螺杆的剪切和捏合，抗菌成分均匀填充在母粒中，再添加到塑料制品制备过程中，进行混合与分散，便可制备得到具有抗菌性的塑料制品，包括以下步骤：（1）将制备好的载银多孔无机抗菌剂与烘干后的基体塑料材质混合，混合比例为9:100，所述基体塑料材质按照重量份计由以下成分组成：丙烯睛80份、丁二烯60份、苯乙烯50份、环氧大豆油20份、二氧化钛0.6份、增塑剂1.5份；（2）将混合物倒在料筒中，料筒预热温度设为90℃，并伴有鼓风机送风，预热1.5小时后才开始注塑操作，注塑机各段区域温度分别设定为：射嘴200℃、一段210℃、二段220℃、三段210℃，挤出切割得到的浓缩母粒添加到塑料制品的挤出生产中即可。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备方法为：（1）将硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙粉末按照8:3:2的比例混合，浸渍于硝酸银溶液中，料液比为1:15，在500转/分钟下搅拌40分钟，50℃油浴加热下静置3小时，迅速降温至5℃，进行过滤、洗涤、干燥，得到的干燥物在1200℃下锻烧2.0小时，制备得到载银多孔基体；（2）将磷酸锆粉末加入到1，5-二甲基己胺溶液中，添加量为溶液质量分数的5.0%，在90℃的水浴锅加热下搅拌30分钟，加入步骤（1）制备得到的载银多孔基体，然后滴加占体系质量分数1.5%的白油，快速搅拌15分钟，进行过滤、洗涤、干燥，最后在1300℃下高温锻烧，就可以得到所述载银多孔无机抗菌剂。作为对上述方案的进一步改进，所述载银多孔无机抗菌剂的制备中使用的硅酸钙、磷酸钙、碳酸钙纯度在99.8-100%范围，粒径大小在150-180目范围。作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述浓缩母粒在塑料制品中的添加质量分数为6%。作为对上述方案的进一步改进，制备过程中使用的试剂均为分析纯。对比例1与实施例1的区别仅在于，将制备得到的抗菌剂直接添加到塑料制品的制备过程中，进行注塑成型，其余保持一致。对比例2与实施例2的区别仅在于，将制备得到的抗菌剂喷洒在注塑模具型腔内壁上，其余保持一致。对比例3与实施例3的区别仅在于，使用现有的载银活性炭无机抗菌剂代替本发明中的抗菌剂，其余保持一致。对比实验分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法制备抗菌塑料制品，同时以现有的银系抗菌剂添加到塑料制备过程中作为对照，抗菌剂添加比例相同，试验中保持无关变量一致，将各组制备得到的塑料制品进行抗菌性以及塑料制品性能的比较，结果如下表所示：项目断裂伸长率（%）抗拉强度（mpa）洛氏硬度（hrl）抗大肠杆菌率（%）抗金黄色葡萄球菌率（%）实施例14.658.578.599.799.6实施例24.859.279.099.999.8实施例34.558.978.899.899.7对比例14.053.173.193.493.0对比例24.254.274.594.594.2对比例33.850.570.291.290.8对照组3.244.662.888.687.9由此可见：本发明制备得到的塑料杀菌效率高，极低的浓度下就可以满足杀菌要求，抗菌广谱性好，抗菌谱达几十种，毒性低，对人类安全性高，与基体材料相容性好，且不仅不会降低塑料制品的力学性能和硬度，反而会由于结合的母粒性质提高塑料的强度。当前第1页12