一种纳米铜抗菌塑料母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高分子复合材料技术领域。具体涉及一种纳米铜抗菌塑料母粒及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业的发展进步以及人们物质生活水平的提高，人们对于产品安全、生活以 及工作环境卫生的要求越来越高。塑料由于具有质轻，不锈蚀、易成型、绝缘性好、不吸水等 优点，成为各种日常用品的制造原料，尤其在长期处于潮湿环境中的厨房、卫浴用品领域更 是应用广泛。由于日常所接触到的塑料制品，如：电话、电脑、洗衣机、冰箱、电源开关、公交 扶手、切菜板、马桶等大多数不具备抗菌功能，细菌很容易粘附在塑料制品表面繁殖传播， 给人们的健康带来较大困扰，这就要求我们日常所使用的塑料制品具有抗菌防霉的功能。
[0003] 抗菌塑料大多是通过在原料中添加抗菌剂来赋予塑料抗菌性能。塑料常用的抗菌 剂主要包括有机、无机、天然三大系列，由于无机抗菌剂具有抗菌时效长、耐高温的特点，能 够适应塑料加工，被广泛应用于抗菌塑料中。纳米抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用 纳米技术充分地分散于塑料制品中，可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制其生长。由于纳 米粉体颗粒尺寸的特殊效应，大大提高了整体抗菌效果，使耐高温、粉体细度、分散性和效 应都得到了充分发挥，产生持久的抗菌效果。
[0004] 目前，市场上常用的无机抗菌剂为银系和锌系抗菌剂，银系抗菌剂虽具有较高的 杀菌能力，但由于其具有较高的化学电位0. 798伏（25°C )，化学稳定性较差，在紫外线照射 下或加热到一定温度后，银离子被还原为金属银，并立即转化为氧化银，使制品变灰、变黑， 这不仅降低了其商业价值，也减弱了其抗菌性能。此外，银系抗菌剂价格较高，抗真菌能力 较弱。锌系抗菌剂虽无变色问题，价格便宜，但其抗菌性能低，不能满足抗菌要求。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术的不足，本发明供一种纳米铜抗菌塑料母粒及其制备方法。
[0006] -种纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于，由以下重量份组分组成：抗氧剂1-10份， 液体石蜡1-20份，纳米铜粉抗菌剂1-30份，塑料本体40-90份。
[0007] 所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂复合剂。
[0008] 所述液体石錯分子量为200?500。
[0009] 所述纳米铜抗菌剂粒径为50 nm?500 nm。
[0010] 所述塑料本体为聚丙烯塑料树脂。
[0011] 一种纳米铜抗菌塑料母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： a、 预处理纳米铜和塑料本体，首先取纳米铜粉，置于50-20(TC烘箱内干燥4小时，除去 铜粉表面水分；将塑料本体处理为粒径介于1 μ m-20 μ m之间的塑料粉末； b、 根据质量比分别称取纳米铜粉、塑料粉体、液体石蜡、抗氧剂，混合均匀； c、 将混合后的原料用双螺杆挤出机进行挤出加工，切粒，低温干燥得到最终产品。
[0012] 所述步骤c中设定双螺杆挤出机参数设置为：一区80?150°C，二区100?150°C， 三区120?170°C，四区130?180°C，五区150?200°C，六区150?200°C，七区150? 220°C，八区150?220°C，九区150?220°C，主机转速50?250 rpm，喂料转速5?25 rpm。
[0013] 由于金属抗菌能力为Ag+> Cu 2+> Zn 2+，且铜系抗菌剂价格比银便宜，且具有防霉 的功效，目前，铜系抗菌剂因自身颜色和加工性能的原因多用于橡胶制品，塑料制品中几乎 没有，因此本发明所要解决的问题是开发一种价格低廉、稳定性好，抗菌性能仅次于银的纳 米铜抗菌塑料。
[0014] 本发明抗菌塑料母粒有益效果在于： 1.本发明抗菌塑料母粒优选纳米铜粉作为抗菌剂，避开了银系和锌系抗菌剂的缺点， 拓宽了纳米铜粉在抗菌塑料中的应用范围。
[0015] 2.本发明抗菌塑料母粒具有工艺简单，分散性好，耐温性好、抗菌防霉性好和无环 境污染、可连续性规模化工业生产等特点，所获得的塑料制品具有抗菌长效快速的优异性 能，抗菌塑料母粒的加入不影响其机械性能。
[0016] 3.通过在步骤一中预处理原料，将塑料原料PP处理成粒径为1 μ m~20 μ m粉末， 除去纳米铜抗菌剂表面吸附水分，再将塑料原料粉末与抗菌剂组份、抗氧剂、液体石蜡进行 熔融挤出与造粒，就能获得抗菌成分均匀的抗菌塑料母粒，且当将本发明的制造方法所制 出的抗菌塑料母粒用于塑料制品的制造时，也使该抗菌剂组份较容易均匀分布，因而能发 挥较完整有效的抗菌防霉功效。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例1制备的抗菌塑料的SEM图。
【具体实施方式】
[0018] 本发明下面通过具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些 实施例子。
[0019] 实施例1 :一种抗菌塑料母粒，各组分的重量份如下：聚丙烯树脂40份，液体石 蜡20份，抗氧剂10份，纳米铜抗菌剂30份，制备时，首先预处理原料，将聚丙烯树脂处理 为粒径介于Iym ~20μπι之间的塑料粉末并对纳米铜抗菌粉进行干燥处理，然后按照本领 域常规方法将各组分进行共混，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机参数设置为：一区 90°C，二区 120°C，三区 130°C，四区 150°C，五区 160°C，六区 180°C，七区 190°C，八区 190°C， 九区200°C，主机转速100 rpm，喂料转速10 rpm，切粒，低温干燥。本实施例制备出的抗菌 塑料母粒的SEM图如下图1所示。
[0020] 实施例2 :-种抗菌塑料母粒，各组分的重量份如下：聚丙烯树脂80份，液体石 蜡1份，抗氧剂3份，纳米铜抗菌剂16份，制备时，首先预处理原料，将聚丙烯树脂处理为 粒径介于1 μ m ~20 μ m之间的塑料粉末并对纳米铜抗菌粉进行干燥处理，然后按照本领 域常规方法将各组分进行共混，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机参数设置为：一 区 120°C，二区 130°C，三区 140°C，四区 150°C，五区 160°C，六区 190°C，七区 190°C，八区 200°C，九区200°C，主机转速150 rpm，喂料转速15 rpm，切粒，低温干燥。取本实施例制 得的抗菌塑料母粒分别注塑成塑料样条和样板，测试该抗菌塑料的主要机械性能和抗菌性 能，结果分别如下表1、表2所示。
[0021] 实施例3 :-种抗菌塑料母粒，各组分的重量份如下：聚丙烯树脂85份，液体石 蜡3份，抗氧剂1份，纳米铜抗菌剂11份，制备时，首先预处理原料，将聚丙烯树脂处理为 粒径介于Iym ~20μπι之间的塑料粉末并对纳米铜抗菌粉进行干燥处理，然后按照本领域 常规方法将各组分进行共混，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机参数设置为：一区 130°C，二区 150°C，三 170°C，四区 180°C，五区 180°C，六区 185°C，七区 185°C，八区 195°C， 九区195°C，主机转速200 rpm，喂料转速20 rpm，切粒，低温干燥。取本实施例制得的抗菌 塑料母粒分别注塑成塑料样条和样板，测试该抗菌塑料的主要机械性能和抗菌性能，结果 分别如下表1、表2所示。
[0022] 实施例4 :一种抗菌塑料母粒，各组分的重量份如下：聚丙烯树脂90份，液体石蜡 4份，抗氧剂5份，纳米铜抗菌剂1份，制备时，首先预处理原料，将聚丙烯树脂处理为粒径介 于1 μ m ~20 μ m之间的塑料粉末并对纳米铜抗菌粉进行干燥处理，然后按照本领域常规方 法将各组分进行共混，用双螺杆挤出机进行加工，双螺杆挤出机参数设置为：一区l〇〇°C， 二区 120°C，三 135°C，四区 155°C，五区 165°C，六区 185°C，七区 185°C，八区 210°C，九区 210°C，主机转速220 rpm，喂料转速23 rpm，切粒，低温干燥。取本实施例制得的抗菌塑料 母粒分别注塑成塑料样条和样板，测试该抗菌塑料的主要机械性能和抗菌性能，结果分别 如下表1、表2所示。
[0023] 实施例2、例3和例4制备的抗菌塑料的主要机械性能 测试方法与标准：拉伸强度GB/T1040-2006、断裂伸长率GB/T1040-2006、冲击强度 GB/T1843-2008、弯曲强度 GB/T9341-2000。
[0024] 表1为本发明实施例2、例3和例4制备的抗菌塑料的主要机械性能 ?Γ
【主权项】
1. 一种纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于，由以下重量份组分组成：抗氧剂1-10份，液 体石蜡1-20份，纳米铜粉抗菌剂1-30份，塑料本体40-90份。
2. 根据权利要求1所述的纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类 抗氧剂复合剂。
3. 根据权利要求1所述的纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于：所述液体石蜡分子量为 200 ?500。
4. 根据权利要求1所述的纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于：所述纳米铜抗菌剂粒径 为 50 nm ?500 nm〇
5. 根据权利要求1所述的纳米铜抗菌塑料母粒，其特征在于：所述塑料本体为聚丙烯 塑料树脂。
6. 根据权利要求1-5任一所述纳米铜抗菌塑料母粒的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： a、 预处理纳米铜和塑料本体，首先取纳米铜粉，置于50-20(TC烘箱内干燥4小时，除去 铜粉表面水分；将塑料本体处理为粒径介于1 μ m-20 μ m之间的塑料粉末； b、 根据质量比分别称取纳米铜粉、塑料粉体、液体石蜡、抗氧剂，混合均匀； c、 将混合后的原料用双螺杆挤出机进行挤出加工，切粒，低温干燥得到最终产品。
7. 根据权利要求6所述的纳米铜抗菌塑料母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤c 中设定双螺杆挤出机参数设置为：一区80?150°C，二区100?150°C，三区120?170°C， 四区130?180°C，五区150?200°C，六区150?200°C，七区150?220°C，八区150? 220°C，九区150?220°C，主机转速50?250 rpm，喂料转速5?25 rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米铜抗菌塑料母粒及其制备方法，抗菌塑料母粒由以下重量份组分组成：抗氧剂1-10份，液体石蜡1-20份，纳米铜抗菌剂1-30份，塑料本体40-90份。制备方法包括原料预处理、混料、挤出造粒。本发明公开的抗菌塑料母粒具有生产工艺简单，通用性强，加工性好及可连续规模化生产等优点，通过注塑、挤出等塑料加工方式所获得的塑料制品具有良好的抗菌效果，且抗菌母粒的加入不影响塑料制品的机械性能。
【IPC分类】C08J3-22, C08K3-08, C08K13-02, C08K5-01, C08L23-12
【公开号】CN104558846
【申请号】CN201510005821
【发明人】何丹农, 王岩岩, 张春明, 张现, 韩哓芳, 陈超, 高林
【申请人】上海纳旭实业有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月5日