一种聚烯烃基体长效抗菌剂及制备方法与应用与流程

本发明属于塑料，特别涉及一种聚烯烃基体长效抗菌剂及制备方法与应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、现今聚烯烃抗菌管多作为家装管用于入户输水管道，以减少管道内细菌滋生，使水质能够满足直接饮用的需求。但它的实现多为通过抗菌剂如金属离子或有机化合物析出至水中，抑制水中细菌繁殖，杀死细菌达到的，一旦管中蕴含的抗菌剂全部析出，抗菌效果也将不再。输水管道设计使用寿命长达30年以上，现今绝大部分抗菌管道的抗菌性也仅能维持数年。由于金属离子抗菌剂的作用原理为金属离子析出而杀死微生物，这就要求金属离子在水中一定时间内达到能够杀死微生物的浓度，同时保证金属含量能够满足数十年的释放量，市场中为加强抗菌管抗菌年限，通常采用加厚抗菌层的做法，但由于抗菌层距内壁越远，金属离子析出至管中的速率越慢，因此抗菌效果后期无法得以保障，同时金属离子含量过高也会导致人体危害。

3、综上所述，如何解决输水管道全寿命周期内的抗菌性能后期无法保障的问题已成为迫切的需求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种聚烯烃基体长效抗菌剂及制备方法与应用，通过对抗菌剂进行改性，使其被树脂完全包覆降低了金属离子析出，增强其分散性及与基体结合作用满足高添加量情况下分散需求；对抗菌层改性，增强抗菌层疏水性，减弱水对抗菌层渗透作用，降低金属离子析出速率，因此抗菌层在具有较高抗菌剂含量情况下，析出量较低，析出持久。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、本发明的第一方面提供一种聚烯烃基体长效抗菌剂，按质量份数计，包括：沸石10份、聚乙烯接枝马来酸酐0.5-4.5份、浓度为5％硝酸银溶液10-50份、偶联剂0.05-0.4份。

4、本发明的第二方面提供上述聚烯烃基体长效抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

5、1)将沸石在混酸中超声波处理，然后回流反应，反应结束后用去离子水洗涤，并过滤，直至滤液呈中性，干燥得到氧化沸石；

6、氧化沸石在无水乙二胺、n,n-二环己基碳酰亚胺中超声波处理，然后回流反应，反应结束后用无水乙醇洗涤、过滤至滤液呈中性，干燥得到胺化的沸石粉；

7、2)将聚乙烯接枝马来酸酐溶于二甲苯中，加入胺化的沸石粉，超声波处理，然后回流反应，反应结束后使用无水乙醇洗涤及过滤，干燥得到聚乙烯接枝马来酸酐修饰的沸石粉；

8、3)将聚乙烯接枝马来酸酐修饰的沸石粉溶于硝酸银溶液中，调节ph值，水浴加热，避光搅拌，然后离心分离，用蒸馏水洗涤，干燥，再与偶联剂、无水乙醇混合液高速搅拌混合，即得。

9、本发明的第三方面提供一种抗菌疏水改性母粒，按质量份数计，包括：聚烯烃基体长效抗菌剂50份、硅酮3份、含氟加工助剂3份、氧化聚乙烯蜡4份、线性聚乙烯40份；

10、按比例称量原料后，将其在密炼机150℃密炼20分钟，经单螺杆挤出造粒即得。

11、本发明的第四方面提供一种聚烯烃抗菌管，所述聚烯烃抗菌管管材分为外层与抗菌层，外层配方为聚烯烃96份、着色母粒4份，内层配方为聚烯烃80份、抗菌疏水改性母粒16份、着色母粒4份；

12、聚烯烃抗菌管通过共挤工艺制得。

13、本发明的第五方面提供上述聚烯烃基体长效抗菌剂或抗菌疏水改性母粒或聚烯烃抗菌管的应用。

14、上述聚烯烃基体长效抗菌剂或抗菌疏水改性母粒或聚烯烃抗菌管在家装供水、建筑地暖、食品包装或医疗卫生器械领域中的应用。

15、本发明的有益效果为：

16、1、本发明通过使用聚乙烯接枝马来酸酐对抗菌剂载体纳米沸石表面修饰改性，再进行银离子置换，再进行偶联剂处理，得到聚烯烃基体长效抗菌剂。聚乙烯接枝马来酸酐修饰改性配合偶联剂后，沸石与聚烯烃基体能够保证极佳复合效果，分散性能得到加大提高。对抗菌剂进行改性，使其被树脂完全包覆降低了金属离子析出，增强其分散性及与基体结合作用满足高添加量情况下分散需求。

17、2、本发明通过使用线性聚乙烯作为载体，添加含氟聚合物改性剂与改性抗菌剂，制备高含量抗菌润滑母粒。

18、3、本发明通过共挤工艺，将改性母粒与聚烯烃原料混合作为管道内壁与常规聚烯烃外层共挤制备聚烯烃抗菌管，该管材具有内壁光滑度高、粘附性低、抗菌性持久的优点。对抗菌层改性，增强抗菌层疏水性，减弱水对抗菌层渗透作用，降低金属离子析出速率，因此该抗菌管在较高抗菌剂含量情况下，析出量较低，析出持久。

技术特征：

1.一种聚烯烃基体长效抗菌剂，其特征在于，按质量份数计，包括：沸石10份、聚乙烯接枝马来酸酐0.5-4.5份、浓度为5％硝酸银溶液10-50份、偶联剂0.05-0.4份。

2.根据权利要求1所述的聚烯烃基体长效抗菌剂，其特征在于，按质量份数计，包括：沸石10份、聚乙烯接枝马来酸酐1-3份、浓度为5％硝酸银溶液20-40份、偶联剂0.1-0.3份。

3.权利要求1-2任一所述的聚烯烃基体长效抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述混酸为浓h2so4和浓hno3，体积比为3:1；沸石与混酸的质量比为2:3；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，超声波处理20min；回流反应的温度为70℃，回流反应时间为24h；干燥温度为70-80℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，ph值为5-9，优选为6-8；水浴加热温度为70-80℃；干燥温度为105℃，干燥时间为8h；搅拌温度为150℃，搅拌时间为30min；优选的，所述偶联剂、无水乙醇混合液的体积比1:10。

7.一种抗菌疏水改性母粒，其特征在于，按质量份数计，包括：权利要求1-2所述聚烯烃基体长效抗菌剂50份、硅酮3份、含氟加工助剂3份、氧化聚乙烯蜡4份、线性聚乙烯40份；

8.根据权利要求7所述的抗菌疏水改性母粒，其特征在于，所述单螺杆挤出温度为160-180℃。

9.一种聚烯烃抗菌管，其特征在于，所述聚烯烃抗菌管管材分为外层与抗菌层，外层配方为聚烯烃96份、着色母粒4份，内层配方为聚烯烃80份、权利要求7～8任意一项所述抗菌疏水改性母粒16份、着色母粒4份；

10.权利要求1-2任一项所述的聚烯烃基体长效抗菌剂或权利要求7-8所述抗菌疏水改性母粒或权利要求9所述聚烯烃抗菌管在家装供水、建筑地暖、食品包装或医疗卫生器械领域中的应用。

技术总结
本发明属于塑料技术领域，公开了一种聚烯烃基体长效抗菌剂及制备方法与应用。该聚烯烃基体长效抗菌剂的原料包括以下组份：沸石、聚乙烯接枝马来酸酐、硝酸银、偶联剂。使用聚乙烯接枝马来酸酐对抗菌剂载体纳米沸石表面修饰改性，再进行银离子置换，再进行偶联剂处理，得到改性抗菌剂。再使用线性聚乙烯作为载体，添加含氟聚合物改性剂与改性抗菌剂，制备高含量抗菌润滑母粒。通过共挤工艺，将母粒与聚烯烃原料混合作为管道内壁与常规聚烯烃外层共挤制备聚烯烃抗菌管，该管材具有内壁光滑度高、粘附性低、抗菌性持久的优点。

技术研发人员：屈红岗,张新伟,刘树,倪奉尧,曹敬凯,孔涛,伍金奎,孔德彬,吴腾,孔德亮
受保护的技术使用者：山东东宏管业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13