專利名稱：一種無機抗菌塑料薄膜及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無機納米載銀抗菌劑的應用，特別涉及一種載銀 量大且變色性能穩(wěn)定的銀離子無機抗菌劑在塑料薄膜中的應用方法。
背景技術：
目前日用產(chǎn)品的消毒抗菌化、生活環(huán)境的清潔化已經(jīng)成為一種社 會發(fā)展潮流?？咕芰现惺褂玫目咕鷦┛蓺w為無機類、有機類和天然 類。有機類抗菌劑存在毒理安全差，化學穩(wěn)定性差，會使微生物產(chǎn)生 的耐藥性；易遷移耐久性差，特別是耐熱差，許多抗菌塑料在加工高 溫下抗菌成份易分解。天然類抗菌劑在高溫下易炭化分解，應用范圍 窄，抗菌效果差。無機抗菌劑通過將無機抗菌材料固有的穩(wěn)定和抗菌 成分的高效性、廣譜性相結合，成功地克服了以上缺點。1983年日 本品川燃料株式會社在全球首次推出載銀無機抗菌劑-Zeomic，它將 銀離子與沸石晶格中的鈉離子進行交換后，將銀離子負載在沸石上， 形成新型無機抗菌材料，將這種材料很好地應用到塑料薄膜制備中。 但由于目前該產(chǎn)品粒度大， 一般為1微米，影響塑料薄膜的透明度同 時易變色，長期保存和使用過程中容易變黃變黑。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決上述技術現(xiàn)狀而開發(fā)一種透明性好不泛黃各項性 能穩(wěn)定的含銀離子無機抗菌塑料薄膜。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為 一種無機抗菌塑 料薄膜及其制備方法，其步驟如下；1、 制備一種銀離子無機抗菌劑，分子通式AgZr2(P04)3，其中銀離 子重量百分比為2 15%，磷酸鋯重量百分比為85% 98%。采用常 規(guī)精細化工流程，反應溫度為60。C 90。C，反應時間為2 4小時， 原料為可溶性鋯鹽氧氯化鋯、硝酸銀。合成時控制溶液的pH值大于 10;洗凈干燥，對抗菌粉煅燒2小時980 120(TC，得到平均粒徑在 70nm 150nm片型晶體。2、 采用分子量6000 10000聚烯烴超分散劑，將銀離子無機抗菌劑 包膜處理。3、 在聚乙烯塑料中添加0. 2% 1. 0%的銀離子無機抗菌劑采用共混 螺桿擠出制成含銀離子無機抗菌劑20%的聚乙烯母粒。4、 在擠出吹膜工藝中，添加以上含銀離子無機抗菌劑聚乙烯母粒1 % 5%。本發(fā)明采用上海博納維來新材料有限公司提供的載銀量大且變 色性能等穩(wěn)定的銀離子無機抗菌劑，將其很好地分散到聚乙烯樹脂中， 并通過改進擠出、吹塑生產(chǎn)工藝、設備獲得最終薄膜制品良好的透明 度、外觀特性、力學性能及很好的廣譜抗菌性，其有關抗菌塑料薄膜 的機械力學性能符合GB/T 4456-1996《包裝用聚乙烯吹塑薄膜》標 準。其薄膜的抗菌效果24小時內(nèi)抗菌率指標含抗菌劑0.2 1.0 %，抗菌率>90%。其安全性LD5。^5000mg/kg;其長效性薄膜在57 °C水浴浸泡3周后抗菌率仍》90%以上。
具體實施方式
本產(chǎn)品研制過程中，采用了抗菌劑與PE樹脂注融的原理，為捏合和擠出吹塑工藝的結合。技術路線主要按以下四個步驟進行(1) 無機納米載銀磷酸鋯抗菌粉的制備 以氧氯化鋯和磷酸為原料，用加熱回流法制得磷酸鋯載體，控制其形貌和粒徑大小。用去離子水將磷酸鋯載體洗滌干凈，再加熱進行 銀離子的交換和吸附，再干燥、煅燒、氣流粉碎處理。(2) 解決無機納米抗菌粉進行氣流粉碎時，將分散劑通過旁路液體加料口加入氣流粉碎機 中，利用高速氣流的運動，將分散劑均勻的附著在抗菌劑的表面形成 薄膜，防止抗菌劑的二次團聚，提高分散性。主要工作是選擇適當分散劑和添加量，以及分散劑的加入速度。(3) 抗菌塑料母粒的制成將無機納米抗菌粉與PE樹脂混熔制成塑料母粒，采用硅烷偶聯(lián) 劑，解決兩者的結合性及相容性問題。將經(jīng)過分散處理的無機納米抗菌粉加入高速混合機內(nèi)，開啟高速 混合機，通過液體加料口緩慢加入偶聯(lián)劑，使混合均勻。關閉高速混 合機，加入塑料樹脂和分散助劑。再次開啟高速混合機至混合均勻。 將混合的原料加入雙螺桿擠出機內(nèi)熔融加工成高濃縮抗菌塑料母粒。 主要工作是選擇適當?shù)呐悸?lián)劑，分散劑和添加量，各種助劑配合使用 的協(xié)同作用，以及恰當?shù)募庸すに嚒?(4) 工藝的改革在吹膜、流延過程中，調整各加工參數(shù)確保吹膜工藝中抗菌母粒 的添加對樹脂力學性能無影響，同時使抗菌劑抗菌性能的充分發(fā)揮， 并保證制品良好的外觀和透明度，主要工作是確定薄膜配方，吹膜流 延工藝參數(shù)和抗菌母粒的添加量。 ①確定合理配方考慮到薄膜產(chǎn)品最終能滿足社會各行業(yè)的需要，根據(jù)市場調研，抗菌薄膜采用高密度聚乙烯HDPE，低密度聚乙烯LDPE、聚乙烯PP、 EVA等多種制備材料。為改善薄膜加工過程及最終產(chǎn)品某些性能需添 加滑爽劑、抗氧劑等各種助劑。根據(jù)本廠以往加工薄膜的經(jīng)驗，最初方案具體選擇通用或薄膜級 樹脂，熔體指數(shù)(g/10min) 0.24.8，為嚴格保證產(chǎn)品質量和良好加工 性，抗菌母?；囊矐c之匹配。在實際的試制過程中，為兼顧納米抗菌母粒的最佳均勻分布，又 要保證薄膜的各項機械力學指標不受影響，在加工聚乙烯類產(chǎn)品時， 如能將線性低密度聚乙烯(LLDPE)與其共混，將能有效改善抗菌劑 的分散性的結論，最佳比例LDPE為20呢，LLDPE為15呢。 ②加工工藝表1 加工溫度控制機筒溫度°。機頭溫度口模溫度12318040016(M8013045015CM70180430◎抗菌母粒添加量抗菌母粒添加量以15%為宜，這樣既可以降低成本，又保證抗菌 產(chǎn)品的抗菌率〉90%同時經(jīng)測試，薄膜的各項機械、力學性能 指標均能達到GB/T4456及GB 2410的標準要求。有關的機械力學性能指標測試結果符合要求(表2)。表2 機械力學性能指標測試結果項 目指 標拉伸強度 (縱、橫向)Mpa》18斷裂伸長率 (縱、橫向)％》270沖擊強度不破裂樣品數(shù)^權利要求
1. 一種無機抗菌塑料薄膜及其制備方法，其特征在于步驟如下；(1)制備一種銀離子無機抗菌劑，分子通式AgZr2(PO4)3，其中銀離子重量百分比為2～15％，磷酸鋯重量百分比為85％～98％。采用常規(guī)精細化工流程，反應溫度為60℃～90℃，反應時間為2～4小時，原料為可溶性鋯鹽氧氯化鋯、硝酸銀。合成時控制溶液的pH值大于10，洗凈干燥，對抗菌粉煅燒2小時980～1200℃，得到平均粒徑在70nm~150nm片型晶體；(2)采用分子量6000～10000聚烯烴超分散劑，將銀離子無機抗菌劑包膜處理；(3)在聚乙烯塑料中添加0.2％～1.0％的銀離子無機抗菌劑采用共混螺桿擠出制成含銀離子無機抗菌劑20％的聚乙烯母粒；(4)在擠出吹膜工藝中，添加以上含銀離子無機抗菌劑聚乙烯母粒1％～5％。
全文摘要
一種無機抗菌塑料薄膜及其制備方法涉及無機納米載銀抗菌劑的應用，尤指載銀量大且變色性能穩(wěn)定的銀離子無機抗菌劑在塑料薄膜中的應用方法。本發(fā)明采用載銀量大且變色性能等穩(wěn)定的銀離子無機抗菌劑，將其很好地分散到聚乙烯樹脂中，并通過改進擠出、吹塑生產(chǎn)工藝、設備獲得最終薄膜制品良好的透明度、外觀特性、力學性能及很好的廣譜抗菌性。
文檔編號C08L23/06GK101392065SQ20071004604
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權日2007年9月17日
發(fā)明者林國珍 申請人:上海塑料制品公司群利塑料制品廠