專利名稱：用以滑石粉為載體的納米抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以滑石粉為載體的納米活性抗菌組分的抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，屬抗菌塑料制品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑料制品應(yīng)用廣泛，出現(xiàn)在人類生活的各個(gè)方面，比如公共用品、產(chǎn)品包裝、辦公家居、汽車用品、洗浴用品、設(shè)備部件等?？咕牧鲜墙陙?lái)迅速發(fā)展的抗菌衛(wèi)生自潔產(chǎn)品。 隨著近年來(lái)人們對(duì)舒適健康生活的追求和疾病預(yù)防的需要，抗菌材料和抗菌塑料相關(guān)產(chǎn)品逐步受到國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的青睞。然而，現(xiàn)有的塑料制品大多沒(méi)有自抗菌功能，或者抗菌功能不強(qiáng)；在這些塑料制品上往往附著了很多病菌，嚴(yán)重危害了人們的生活健康；再者，目前已有的一些塑料抗菌制品，成本也較高，不適合大規(guī)模的生產(chǎn)和使用；而且，抗菌劑在應(yīng)用時(shí)常常發(fā)生變色、耐熱性差、分散不均等問(wèn)題，無(wú)法正常應(yīng)用；因此，研制新型高穩(wěn)定性、高抗菌活性的抗菌塑料制品迫在眉睫。納米技術(shù)是近年來(lái)剛剛興起的高新技術(shù)。納米技術(shù)、信息技術(shù)和生物技術(shù)成為21 世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱，也是當(dāng)今世界各國(guó)爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。納米技術(shù)在塑料改性中的應(yīng)用也成為目前塑料改性技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景；因此，將納米技術(shù)引入抗菌塑料制品的研究可解決目前抗菌塑料制品所面臨的問(wèn)題。抗菌塑料一般由抗菌劑(納米級(jí)和微米級(jí))和基礎(chǔ)樹(shù)脂材料構(gòu)成。目前，抗菌塑料主要通過(guò)在普通塑料中添加少量抗菌劑的方法獲得；本發(fā)明將使用滑石粉來(lái)負(fù)載具有抗菌活性功能的納米銀來(lái)制備分散性好、粒徑分布均勻、穩(wěn)定性高且成本低的抗菌劑，并將此抗菌劑與塑料母粒共混來(lái)制備不同種類的納米抗菌塑料制品?；圩鳛樘盍咸畛溆袡C(jī)高分子材料，可改善制品的剛性、尺寸穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性，可防止高溫蠕變，減少對(duì)成型機(jī)械的磨損，可使聚合物在通過(guò)填充提高硬度與抗蠕變性的同時(shí)，還可使聚合物的耐熱沖擊強(qiáng)度提高，可改善塑料的成型收縮率、制品的彎曲彈性模量及拉伸屈服強(qiáng)度；納米銀的抗菌作用明顯，其顆粒能直接進(jìn)入菌體與氧代謝酶結(jié)合，使菌體窒息而死；并能和細(xì)菌細(xì)胞壁上暴露的肽聚糖反應(yīng)，產(chǎn)生可塑性化合物，阻止病菌活動(dòng)，殺死病菌；銀還可以和病原體的DNA結(jié)合， 抑制了 DNA復(fù)制，從而導(dǎo)致病菌失去活力。納米銀的這種獨(dú)特的作用機(jī)制，可殺死與其接觸的大多數(shù)病菌、霉菌、孢子等微生物，其對(duì)耐藥大腸桿菌、耐藥金葡萄球菌、耐藥綠膿桿菌等耐藥病原菌均有較強(qiáng)的抗菌活性；對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等燒燙傷及創(chuàng)傷表面常見(jiàn)的細(xì)菌也均有殺菌作用；對(duì)沙眼衣原體、性傳播疾病的淋球菌的殺菌作用也較強(qiáng)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用以納米滑石粉為載體的納米活性組分抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法。特別是以納米滑石粉為載體的納米鉞抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法。
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本發(fā)明一種用以滑石粉為載體的納米活性組分抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟
a.首先制備以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體，其方法有以下幾種，選擇其中的任一種
(1)取一定量的納米滑石粉放入于一定濃度的硝酸銀溶液中浸泡，攪拌并超聲處理使滑石粉分散，然后離心分離、洗滌、烘干，將干燥后的樣品進(jìn)行氣流粉碎，將樣品放置器皿內(nèi)，用日光照射30 60min ；然后用水清洗樣品，洗掉殘留的AgNO3,然后再烘干和氣流粉碎，制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體；待用；
(2)取一定量的納米滑石粉放入于一定濃度的硝酸銀溶液中浸泡，攪拌并超聲處理使滑石粉分散，然后離心分離，洗滌、烘干，然后再加入適量甲醛浸泡，再離心分離，并用去離子水清洗樣品，經(jīng)烘干和氣流粉碎，制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體；待用；
(3)將一定量的納米滑石粉配制成20%的懸浮液，加入一定濃度的硝酸銀或硝酸鋅溶液，在60 70%下攪拌并超聲處理反應(yīng)2 3小時(shí)，然后加入還原劑草酸溶液，在80 85°C 下反應(yīng)2 3小時(shí)，然后將產(chǎn)物洗滌、干燥和氣流粉碎，即制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體，密封保存?zhèn)溆茫?br> 所述的納米滑石粉為一種含水的具有層狀結(jié)構(gòu)的硅鹽酸礦物，其粒徑為50 IOOnm ； 所述的作為提供抗菌活性組分的硝酸鹽包括有硝酸銀、硝酸鋅、硝酸鎳、硝酸銅，選擇其中的任一種；優(yōu)選者為提供納米級(jí)的硝酸銀；
所述的納米抗菌粉體，其所用的原納米滑石粉與含有抗菌活性組分的硝酸鹽兩者間的重量比為2. 5 1 3. 0 1 ；
b.抗菌塑料制品的制備按傳統(tǒng)通用的方法制備塑料制品；將上述的以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體與塑料均勻混合，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)、制得抗菌塑料母粒，將該粒子經(jīng)注塑機(jī)注塑，可制得所需抗菌塑料制品；
所述的塑料為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯中的任一種；
所述的抗菌塑料母粒，其中主要原料聚丙烯塑料、滑石粉，以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體三者的重量百分比為75 85% 15 20% 2 4%。所述的納米抗菌粉體中含有納米銀、納米鋅、納米鎳或、納米銅中的任一種；優(yōu)選者為納米銀。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)
1、成本低、安全性高本發(fā)明所用的滑石粉成本較低，易得，且毒性低，安全性高，因此可添加到與食品接觸的材料中，如食品的包裝材料和餐具等。2、抗菌譜廣、抗菌效率高納米銀具有抗菌的廣譜性，可抗650種細(xì)菌，且對(duì)有益菌無(wú)害；抗菌速度快，可以6秒鐘內(nèi)使細(xì)菌失去活性，并快速殺死，不會(huì)產(chǎn)生抗藥性；所制備的塑料制品表面抗菌率高，達(dá)到99%以上。3、穩(wěn)定性好、耐熱性好滑石粉為無(wú)機(jī)納米顆粒，無(wú)揮發(fā)、不溶解、耐熱溫度高，且加入塑料制品中不變色；且在高溫下有超強(qiáng)的穩(wěn)定性，能承受1400°C高溫，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，與各種產(chǎn)品的兼容型好。4、將滑石粉的優(yōu)點(diǎn)引入抗菌塑料制品滑石粉作為填料填充有機(jī)高分子材料，可改善制品的剛性、尺寸穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性，可防止高溫蠕變，減少對(duì)成型機(jī)械的磨損，可使聚合物在通過(guò)填充提高硬度與抗蠕變性的同時(shí)，還可使聚合物的耐熱沖擊強(qiáng)度提高，可改善塑料的成型收縮率、制品的彎曲彈性模量及拉伸屈服強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例1 制備濃度為0. OOSmol · L—1的AgNO3溶液(去離子水或自來(lái)水)備用；稱取 5.0 g干燥的滑石粉，放入150mL AgNO3溶液中浸泡，攪拌并超聲處理使滑石粉分散；離心分離AgNO3溶液和滑石粉，倒出上層AgNO3溶液后，馬上加入適量的水，搖勻后離心分離；將上述分離所得樣品在100°C以下的條件下烘干；將干燥后的樣品適當(dāng)氣流粉碎；將樣品在器皿內(nèi)放置，用日光照射樣品30-60min，光照過(guò)程中，光照之后滑石粉內(nèi)和表面便形成冷熱分布均勻的納米銀顆粒；用水清洗樣品，清洗掉殘留的AgNO3等；烘干和氣流粉碎，即制備得納米銀抗菌粉體，然后密封保存，備用。將共聚聚丙烯(MI=27g/10min)80Kg，滑石粉17Kg，上述的抗菌粉體3kg，加工助劑 1. Ig、著色劑0. 6Kg等，放入高速攪拌機(jī)中，在80°C下高速攪拌8min。將混合后的物料由喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)由進(jìn)料段到機(jī)頭的溫度依次為140°C，15(TC， 160°C，1600C，1600C，模頭溫度170°C。經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)高速(螺桿轉(zhuǎn)速80r/min)剪切、 混煉，由機(jī)頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，制成聚丙烯/滑石粉抗菌粒子。該粒子經(jīng)注塑可得到所需的各種抗菌塑料制品。實(shí)施例2 制備濃度為0. OOSmol · L—1的AgNO3溶液(去離子水或自來(lái)水)備用； 稱取5. Og干燥的滑石粉，放入AgNO3溶液里浸泡，適當(dāng)攪拌并超聲處理使滑石粉浸泡透徹； 分離AgNO3溶液和滑石粉，倒出上層AgNO3溶液后，馬上加入適量的去離子水，搖勻后立即再離心分離，按此方法清洗過(guò)程要快，避免將滑石粉內(nèi)吸附的AgNO3洗出來(lái)；加入適量甲醛浸泡樣品，浸泡時(shí)間約1小時(shí)，甲醛使滑石粉體內(nèi)吸附的AgNO3中的Ag+還原形成納米銀顆粒； 再采用離分離，并用去離子水清洗樣品；烘干和氣流粉碎，即制備得納米銀抗菌粉體，然后密封保存，備用。將均聚聚丙烯80Kg，滑石粉17Kg，上述的抗菌粉體3kg，加工助劑1. Ig、著色劑 0. 6Kg等，放入高速攪拌機(jī)中，在80°C下高速攪拌8min。將混合后的物料由喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)由進(jìn)料段到機(jī)頭的溫度依次為160°C，170°C，180°C，180°C, 180°C，模頭溫度190°C。經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)高速(螺桿轉(zhuǎn)速80r/min)剪切、混煉，由機(jī)頭擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒、干燥和包裝，制成聚丙烯/滑石粉抗菌粒子。該粒子經(jīng)注塑可得到所需的各種抗菌塑料制品。
實(shí)施例3 將滑石粉載體配成20%的懸浮液1L，加入1. 4mol · Γ1硝酸銀水溶液80ml， 在60°C攪拌并超聲處理反應(yīng)2-3小時(shí)，然后加入Imol ·廠1還原劑草酸溶液30_100ml，在 60-80°C反應(yīng)2-3小時(shí)，將產(chǎn)物洗滌、干燥和氣流粉碎，即制備得納米銀抗菌粉體，然后密封
保存，備用。 實(shí)施例4 將滑石粉載體配成20%的懸浮液1L，加入2mol化―1 ZnNO3水溶液IOOml，在70°C攪拌并超聲處理反應(yīng)2-3小時(shí)，將產(chǎn)物洗滌、干燥和氣流粉碎，即制備得納米鋅抗菌粉體，然后密封保存，備用。 抗菌塑料制品的制備方法與上述實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種用以滑石粉為載體的納米活性抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟a.首先制備以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體，其方法有以下幾種，選擇其中的任一種(1)取一定量的納米滑石粉放入于一定濃度的硝酸銀溶液中浸泡，攪拌并超聲處理使滑石粉分散，然后離心分離、洗滌、烘干，將干燥后的樣品進(jìn)行氣流粉碎，將樣品放置器皿內(nèi)，用日光照射30 60min;然后用水清洗樣品，洗掉殘留的AgNO3,然后再烘干和氣流粉碎，制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體；待用；(2)取一定量的納米滑石粉放入于一定濃度的硝酸銀溶液中浸泡，攪拌并超聲處理使滑石粉分散，然后離心分離，洗滌、烘干，然后再加入適量甲醛浸泡，再離心分離，并用去離子水清洗樣品，經(jīng)烘干和氣流粉碎，制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體；待用；(3)將一定量的納米滑石粉配制成20%的懸浮液，加入一定濃度的硝酸銀或硝酸鋅溶液，在60 70%下攪拌并超聲處理反應(yīng)2 3小時(shí)，然后加入還原劑草酸溶液，在80 85°C下反應(yīng)2 3小時(shí)，然后將產(chǎn)物洗滌、干燥和氣流粉碎，即制得以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體，密封保存?zhèn)溆?；所述的納米滑石粉為一種含水的具有層狀結(jié)構(gòu)的硅鹽酸礦物，其粒徑為50 IOOnm ；所述的作為提供抗菌活性組分的硝酸鹽包括有硝酸銀、硝酸鋅、硝酸鎳、硝酸銅， 選擇其中的任一種；優(yōu)選者為提供納米級(jí)的硝酸銀；所述的納米抗菌粉體，其所用的原納米滑石粉與含有抗菌活性組分的硝酸鹽兩者間的重量比為2. 5 1 3.0 1 ；b.抗菌塑料制品的制備將上述的以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體與塑料均勻混合，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)、制得抗菌塑料母粒，將該粒子經(jīng)注塑機(jī)注塑，可制得所需抗菌塑料制品；所述的塑料為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯中的任一種；所述的抗菌塑料母粒，其中主要原料聚丙烯塑料、滑石粉，以納米滑石粉為載體的納米抗菌粉體三者的重量百分比為75 85% 15 20% 2 4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用以滑石粉為載體的納米抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，其特征在于所述的納米抗菌粉體中含有納米銀、納米鋅、納米鎳和納米銅中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用以滑石粉為載體的納米抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，其特征在于所述的納米抗菌粉體中含有納米銀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以滑石粉為載體的納米活性抗菌組分的抗菌粉體來(lái)制備抗菌塑料制品的方法，屬抗菌塑料制品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)使用納米滑石粉來(lái)負(fù)載具有抗菌活性組分如納米銀、納米鋅或納米鎳來(lái)制備分散性的、粒徑分布均勻、穩(wěn)定性高的納米抗菌粉體，然后將所得納米抗菌粉體與塑料母粒共混來(lái)制備抗菌塑料制品，該制品具有持久的抗菌作用，其抗菌率可達(dá)90%以上。抗菌塑料母粒其中主要原料聚丙烯塑料、滑石粉，以納米滑石粉為載體的納米銀抗菌粉體三者的重量百分比為75～85%∶15～20%∶2～4%。
文檔編號(hào)C08K9/12GK102174229SQ201110075069
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者丁鵬, 宋娜, 施利毅, 章曉霽 申請(qǐng)人:上海大學(xué)