專利名稱：一種抗菌聚丙烯樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌高分子材料，尤其是涉及一種抗菌聚丙烯樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯PP作為五大通用塑料之一，密 度小，生產(chǎn)成本低，綜合力學(xué)性能好，無毒、耐腐蝕、易于加工和回收等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種場所，如家用電器、汽車內(nèi)外飾件、健身器材、辦公用品、日用品、玩具和衛(wèi)生潔具等領(lǐng)域。聚丙烯制備裸露在細菌霉菌空間內(nèi)，其表面會滋生大量的細菌，嚴重危害著人們的健康。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和經(jīng)濟發(fā)展，人們對健康和環(huán)保意識的提高，逐漸認識到，聚丙烯本身不具備抗菌作用，因此開發(fā)具有抗菌功能的功能的新型聚丙烯材料，可以在一定時間內(nèi)殺死制品表面的霉菌、細菌或抑止其繁殖，避免人與人、物與物、人與物之間通過聚丙烯材料制品的霉菌、細菌交叉感染，減少疾病的傳播。對環(huán)保事業(yè)及人們的身體健康有著十分重要的現(xiàn)實意義。目前制備的抗菌聚丙烯材料普通采用向聚丙烯產(chǎn)品中直接添加抗菌原料，但這容易使聚丙烯制品在制備過程中變色，無機抗菌劑在聚丙烯樹脂中分散不均勻，常出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，影響了制品的機械性能。目前，關(guān)于聚丙烯的研制和應(yīng)用主要是將抗菌劑物理共混于聚丙烯PP樹脂中。如:1、公開號為CN102336958A(申請?zhí)枮?201110172759. 4)的發(fā)明專利，公開的“一種阻燃抗菌透明聚丙烯材料及其制備方法”采用阻燃劑和抗菌劑復(fù)配使用的方法使得制備的聚丙烯材料同時具有阻燃和抗菌作用，產(chǎn)品燃燒時發(fā)煙密度很低，同時不易變色、成本低；2、公開號為CN102140199A(申請?zhí)枮?01010103183. I)的發(fā)明專利，公開的“一種新型聚丙烯抗菌母粒的制備方法”將納米銀粉末分散到非極性的或弱極性的溶劑中，然后添加聚丙烯切片并使其溶解。通過熱回流技術(shù)除去溶劑，干燥后研磨成粉，最后通過螺桿擠出制備聚丙烯類抗菌母粒。3、公開號為CN102424709A(申請?zhí)枮?01110381914. 3)的發(fā)明專利，公開的“一種抗菌聚丙烯材料及其制備方法”公開的將聚丙烯、白油、抗菌劑、潤滑劑、抗氧劑混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，制備的抗菌材料含有抗菌劑，抗菌效果好，抗菌持久而且機械性能優(yōu)異。4、公開號CN102558676A(申請?zhí)?01110434148.2)的發(fā)明專利，“一種高抗菌聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法”公開了一種通過先對納米TiO2粒子進行摻雜處理得到的摻雜納米TiO2粒子，再經(jīng)偶聯(lián)劑處理得到的改性TiO2粒子，進一步將改性納米TiO2粒子與聚丙烯熔融擠出制成高抗菌聚丙烯復(fù)合材料。5、公開號CN101818834A(申請?zhí)柺?01010151580.6)的發(fā)明專利，“納米抗菌聚丙烯管材及其制備方法”公布了一種納米抗菌給水用聚丙烯管材料及其制備方法。將聚丙烯重量的I 15%將納米級抗菌母料加入聚丙烯樹脂中用攪拌機混合均勻，進行熔融加熱，得到納米抗菌母粒的聚丙烯塑料的混合物，用于制備納米抗菌內(nèi)層；然后使含有納米抗菌的聚丙烯塑料與普通塑料進行同步共擠，制成包括聚丙烯塑料外層和納米抗菌內(nèi)層的管材，最后定型冷卻。采用將抗菌劑與聚乙烯樹脂物理混合，這種方法存在的問題是抗菌劑易丟失，不具有長效抗菌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種抗菌聚丙烯樹脂及其制備方法。本發(fā)明采用了簡便、高效的反應(yīng)性擠出工藝，將抗菌范圍廣、效率高的小分子有機抗菌劑通過化學(xué)反應(yīng)鍵接在聚丙烯樹脂大分子上，制備成具有廣譜、高效持久抗菌性能的聚丙烯樹脂。將制備的抗菌聚丙烯材料應(yīng)用于管材、容器、汽車配件、家用電器等領(lǐng)域。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種抗菌聚丙烯樹脂，由以下重量份含量的組分制備得到聚丙烯85 95、小分子有機抗菌劑I 5、引發(fā)劑O. I O. 5、輔助單體3 8。所述的聚丙烯為無規(guī)立構(gòu)聚丙烯、等規(guī)立構(gòu)聚丙烯或間規(guī)立構(gòu)聚丙烯中的 任一種；聚丙烯在溫度230°C、載荷21. 17N條件下的質(zhì)量熔體流動速率為2. O 50. 0g/10min。所述的小分子有機抗菌劑為季磷鹽或季銨鹽。所述的季磷鹽為烯丙基三苯基氯化磷、乙烯基芐基三丁基氯化磷、乙烯基芐基三己基氯化磷、乙烯基芐基三辛基氯化磷、乙烯基芐基癸烷基二甲基氯化磷、乙烯基芐基十八烷基二甲基氯化磷、烯丙基三苯基溴化磷或2-甲基-3-對硝基苯基烯丙基三苯基溴化磷中的任一種或任兩種的混合物；所述的季銨鹽為甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨、對甲基苯乙烯基二甲基十二烷基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基正十四烷基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基正十六烷基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基乙基二甲基溴化銨、烯丙基三甲基溴化銨、烯丙基三甲基氯化銨、烯丙基辛基二甲基氯化銨、烯丙基十二烷基二甲基氯化銨、烯丙基十六烷基二甲基氯化銨、烯丙基十八烷基二甲基氯化銨、烯丙基苯基二甲基氯化銨、烯丙基芐基二甲基氯化銨或乙烯基芐基三甲基氯化銨中的任一種或任兩種的混合物。所述的引發(fā)劑選自過氧化醋酸叔丁酯、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基DTBP或過氧化苯甲酸叔丁酯TPB中的任一種。所述的輔助單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸-β -羥丙酯或甲基丙烯酸-β -羥乙酯中的任一種或任兩種的混合物?？咕郾渲闹苽浞椒▽⒕郾?、小分子有機抗菌劑、引發(fā)劑及輔助單體按配方稱取后，放入高混機中混合2-5分鐘，出料，然后用雙螺桿擠出機進行熱機械混合、反應(yīng)、擠出、冷卻、造粒，最后將顆粒烘干，即得到抗菌聚丙烯樹脂。所述的雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為320 400r/min，擠出機從加料到機頭的溫度設(shè)置為185O、190O、195O、195O、200O、195O、195O、195O、190O。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點I、本發(fā)明產(chǎn)品抗菌聚丙烯樹脂，是采用反應(yīng)型雙螺桿擠出機在合適的工藝條件下經(jīng)反應(yīng)性擠出制備而成的，這種工藝簡便、清潔、效率高。2、本發(fā)明選用帶不飽和雙鍵的季磷鹽、季銨鹽兩類小分子有機抗菌劑，由于其本身就具有反應(yīng)活性，在輔助單體的協(xié)同作用下，很容易與聚丙烯PP的大分子接枝共聚合。另一方面，季磷鹽、季銨鹽抗菌范圍廣、效率高，尤其是季磷鹽，更容易吸附帶負電荷的菌體，在pH為2 12相當(dāng)寬的范圍內(nèi)，對黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、黃綠青霉素、念珠菌、典曲霉毒素、雜色曲霉素和展青霉素等多種霉菌及痢疾桿菌、沙門氏桿菌、變形桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌、硫酸鹽還原菌等多種細菌具有很強的殺滅或抑止繁衍的功能，將季磷鹽或季銨鹽鍵接在PP分子鏈上，使其產(chǎn)品的電荷密度提高，更容易吸附帶負電的菌體，與細胞膜結(jié)合，擾亂細胞膜的組成，導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，菌體死亡；抗菌官能團不易丟失，性能更穩(wěn)定，不會滲入人或動物的表皮。因此，本發(fā)明產(chǎn)品抗菌聚丙烯樹脂對黃曲霉毒素、赫曲霉毒素、黃綠青霉素、念珠圃、典曲霉毒素、雜色曲霉素和展青霉素等多種霉圃及痢疾桿菌、沙門氏桿菌、變形桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌、硫酸鹽還原菌等多種細菌具有殺滅或抑止繁衍的功能，殺菌率達99. 9%以上。所以，本發(fā)明產(chǎn)品抗菌聚丙烯樹脂既具有廣譜、高效、持久的抗菌功能，并且安全性較高。3、本發(fā)明產(chǎn)品抗菌聚丙烯與原料PP樹脂相比，其力學(xué)性能基本相同，質(zhì)量熔體流動速率不同程度的降低。但本發(fā)明產(chǎn)品抗菌聚丙烯樹脂仍具有聚丙烯樹脂易加工的性能， 可能能過不同的成型加工制成管材、汽車配件、家電配件等，廣泛應(yīng)用于包裝及醫(yī)療用品、電子電器領(lǐng)域。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I 5實施例1-5的原材料配方如下表所示
黡料名稱實施倒I實施倆2 實施例3 實施例4 實施例5
iwm) Cwt%) Cwt%) Cwt%) (wt%)
__94.3 91Λ 92.3 91,2 89
魏菌翻22344
引發(fā)劑0-20,40,2__0,3QJ
抗氧麵__0.50.S0.5__OJOJ
輔助單體__36446其中，聚丙烯PP采用的是無規(guī)立構(gòu)聚丙烯，在溫度230°C、載荷21. 17N條件下的質(zhì)量熔體流動速率為2. O 50. 0g/10min ;小分子有機抗菌劑為烯丙基三苯基氯化磷與乙烯基芐基三丁基氯化磷；引發(fā)劑選用過氧化醋酸叔丁酯；輔助單體為丙烯酸。將上述組分按比例放入高混機中混合2-5分鐘，出料，然后用螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度如下表所示
權(quán)利要求
1.一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于，該樹脂由以下重量份含量的組分制備得到■ 聚丙烯85 95、小分子有機抗菌劑I 5、引發(fā)劑O. I O. 5、輔助單體3 8。
2.根據(jù)權(quán) 利要求I所述的一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于，所述的聚丙烯為無規(guī)立 構(gòu)聚丙烯、等規(guī)立構(gòu)聚丙烯或間規(guī)立構(gòu)聚丙烯中的任一種；聚丙烯在溫度230°C、載荷21. 17N條件下的質(zhì)量熔體流動速率為2. O 50. 0g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于，所述的小分子有機抗菌劑為季磷鹽或季銨鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于， 所述的季磷鹽為烯丙基三苯基氯化磷、乙烯基芐基三丁基氯化磷、乙烯基芐基三己基氯化磷、乙烯基芐基三辛基氯化磷、乙烯基芐基癸烷基二甲基氯化磷、乙烯基芐基十八烷基二甲基氯化磷、烯丙基三苯基溴化磷或2-甲基-3-對硝基苯基烯丙基三苯基澳化磷中的任一種或任兩種的混合物； 所述的季銨鹽為甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨、對甲基苯乙烯基二甲基十二烷基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基正十四烷基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基正十六烷基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基乙基二甲基溴化銨、烯丙基三甲基溴化銨、烯丙基三甲基氯化銨、烯丙基辛基二甲基氯化銨、烯丙基十二烷基二甲基氯化銨、烯丙基十六烷基二甲基氯化銨、烯丙基十八烷基二甲基氯化銨、烯丙基苯基二甲基氯化銨、烯丙基芐基二甲基氯化銨或乙烯基芐基三甲基氯化銨中的任一種或任兩種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于，所述的引發(fā)劑選自過氧化醋酸叔丁酯、過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基DTBP或過氧化苯甲酸叔丁酷TPB中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗菌聚丙烯樹脂，其特征在于，所述的輔助單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸-羥丙酯或甲基丙烯酸-羥乙酯中的任一種或任兩種的混合物。
7.如權(quán)利要求1-7中任一項所述抗菌聚丙烯樹脂的制備方法，其特征在于，該方法將聚丙烯、小分子有機抗菌劑、引發(fā)劑及輔助單體按配方稱取后，放入高混機中混合2-5分鐘，出料，然后用雙螺桿擠出機進行熱機械混合、反應(yīng)、擠出、冷卻、造粒，最后將顆粒烘干，即得到抗菌聚丙烯樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種抗菌聚丙烯樹脂的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為320 400r/min，擠出機從加料到機頭的溫度設(shè)置為185°C、190°C、1 95、195、200°C、195、195、195、190。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌聚丙烯樹脂及其制備方法，包括以下組分和重量份含量聚丙烯85～95，小分子有機抗菌劑1～5，引發(fā)劑0.1～0.5和輔助單體3～8；按重量配比稱取原料放入高混機中混合2-5分鐘，出料，然后用雙螺桿擠出機進行熱機械混合、反應(yīng)、擠出、冷卻、造粒，加工溫度在185-210℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)在320～400r/min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有抗革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌及抗霉菌持久、達到永久抗菌的效果，抗菌效果好，抗菌率達99.9％以上，綜合力學(xué)性能較高、接近純聚丙烯樹脂的性能，顏色淺可配成各種顏色，成本低，耐熱性好等優(yōu)點，既具有廣譜、高效、持久的抗菌性能，安全性較高。
文檔編號B29C47/92GK102964766SQ20121051755
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者沈葉龍, 孟成銘, 婁小安, 黃曉明, 才勇 申請人:上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司