含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法，具體涉及，將具有導電 性的硫化銅微粒分散于塑料樹脂內部，適用抗菌性及導電性得到改善的銅化合物微粒，含 有上述銅化合物成分的塑料制品及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 最近，家庭、生產(chǎn)現(xiàn)場，辦公室等，對導電性塑料制品的使用量逐漸增加，以電子產(chǎn) 品為中心的需求也逐步擴大。導電性塑料制品可作為觸控面板、電子反光板用、電磁波屏蔽 用、抗靜電用、太陽能電池、散熱用、汽車窗罩用、織物等，其應用范圍廣泛。隨著人們對電磁 波對人體的危害度的關注，電磁屏蔽制品在作為電子設備以及電子部件的原料備受矚目。 進而，上述制品也可作為汽車室內用內部薄膜及建筑內置材料的原料而使用。
[0003] 例如，在醫(yī)院，很多產(chǎn)生電磁波的高價診療設備的使用在逐漸增加。由此，需要開 發(fā)具有如電磁波屏蔽及防靜電等優(yōu)秀導電特性的類似纖維或容器之類的塑料制品。另一方 面，眾所周知，醫(yī)院的室內空氣污染是引起醫(yī)院感染的主要原因。對于在醫(yī)院內住院的新生 兒，老年人患者，免疫力弱的患者或對病原體抵抗力弱的一般住院患者的影響非常大。醫(yī)院 內感染的10%~20%為空氣感染，剩下醫(yī)院內感染屬于依靠使用過的物品及容器等制品 的間接感染。
[0004] 有可能引起感染的制品有患者的寢具、患者服、醫(yī)院工作者的工作服、塑料容器 等。調查顯示，這種醫(yī)院內感染的發(fā)生頻率為醫(yī)院住院患者的2. 8%~15%左右。隨著醫(yī) 院內感染引起的社會問題的提出，應制止由紡織物和如試管、茶盤、碗、附屬品等一次性塑 料容器引起的感染事例。因此，需要開發(fā)抗菌性優(yōu)秀的塑料材料。換句話說，在醫(yī)院使用的 塑料制品，應該滿足，為屏蔽電磁波的導電性及為防止醫(yī)院感染的抗菌性等兩種性質。
[0005] 為了改善塑料制品的導電性，韓國專利申請第2012-7022202號中，適用堿土金屬 (IUPUA新規(guī)定中第2族元素）的二價陽離子和磷酸酯鹽改善防靜電性。并且，韓國專利申請 第2011-7014670號、韓國專利申請第2010-0101700號、韓國專利申請第2009-0098692號 中，使用含有氟基及磺?；挠袡C鹽，賦予塑料材料導電性。韓國專利申請第2009-7006733 號中，添加以聚氧化乙?。≒EO，polyethylene oxide)鏈為導電性基本結構的高分子化合物 來提高塑料材料的導電性。但是，如同現(xiàn)有文獻所述，使用具有磷酸酯鹽、氟基及磺酰基的 有機鹽雖然易適用于塑料并且容易改善其導電性，但在使用熱水的情況下，存在會使塑料 容器的導電性急劇降低的缺點。并且，使用含有聚氧化乙烯鏈的導電性高分子，進行混煉制 造塑料容器的情況下，不同位置的不均勻的結晶度及結晶大小，會發(fā)生容器變形。
[0006] 查找塑料制品的抗菌性的相關文獻可知，韓國專利登錄第10-0559405中，將重 量份數(shù)為10~20,粒子大小為1~3μπι的硫磺粉末和樹脂進行混煉，韓國專利登錄第 10-0766418號中，將1~600nm的銀納米粉末、二氧化鈦及樹脂進行混煉，制造具有優(yōu)秀抗 菌性的塑料制品。韓國專利登錄第10-0987728號中，利用濺射或離子電鍍法來將銀蒸鍍于 樹脂表面后，混合被蒸鍍的銀來制造了抗菌絲。韓國專利登錄第10-1180117號中，使用硫 化鋅納米微粒和有機抗菌劑進行染色，以此制造抗菌絲。
[0007] 盡管在現(xiàn)有文獻中，銀和硫磺成分的制品擁有優(yōu)秀的抗菌性，但是在實用化方面 存在很多限制。如銀的情況下，盡管擁有較高的抗菌性和便利性，但是供應價格太高。如硫 磺的情況下，對于環(huán)境的危害性以及加工的困難性是尚未解決的問題。對于賦予抗菌性的 方法中，蒸鍍或涂敷存在經(jīng)濟性和效率低的缺點。

【發(fā)明內容】

[0008] 技術問題
[0009] 本發(fā)明解決的問題是，提供一種含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法，上 述塑料制品及其制備方法，具有價格低廉、易于加工、具有經(jīng)濟性及較高的生產(chǎn)效率等特 點。
[0010] 解決問題的手段
[0011] 用于本發(fā)明解決的問題的一種含有銅化合物成分的塑料制品，由分散有銅化合物 微粒的熱塑性樹脂構成，上述銅化合物微粒的化學式為Cu xMy(M為元素周期表中氮族元素， 氧族元素，鹵素（IUPUA新規(guī)定中，第15族、第16族、第17族）中的任意一種元素，x/y = 0· 8~L 2)，平均粒徑為20~500nm。
[0012] 本發(fā)明的塑料制品中，上述M可以是選自S，F(xiàn)，Cl中的任意一種，優(yōu)選為上述M為 S，上述銅化合物微?？梢允橇蚧~微粒。上述微粒對于整體重量，其重量百分比優(yōu)選為 5%~50%之間。
[0013] 本發(fā)明優(yōu)選的塑料制品中，上述熱塑性樹脂中包含：相對于上述塑料制品整體重 量百分比為0. 1 %~40%，硫的摩爾比為10%~60%，平均粒徑為20~IOOnm的上述硫化 銅微粒及相對于塑料制品整體重量百分比為0. 1 %~2 %，平均粒徑為10~30nm的金屬微 粒，上述金屬微粒，是選自鉻、錳、鐵、鈷、鎳或鋅中的一種或者幾種。
[0014] 在本發(fā)明實施例的塑料制品中，上述熱塑性樹脂可以為選自聚對苯二甲酸乙二醇 醋（polyethylene terephthalate)、聚乳酸（polylactic acid)、聚乙?。╬olyethylene)、 聚丙?。╬olypropylene)、聚碳酸醋（polycarbo nate)、聚酰胺（polyamid)、聚甲基丙稀酸 甲醋（polymethyl methacrylat e)、聚氯乙稀（polyvinyl chloride)中的一種。并且，隨 著上述塑料制品的大小增加，上述熱塑性樹脂依次適用烯烴類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇 酯、聚碳酸酯。進而，上述金屬微粒的平均粒徑可小于上述硫化銅微粒的平均粒徑。
[0015] 用于本發(fā)明解決的問題的一種含有銅化合物成分的塑料制品的制備方法是，首 先，在50~80°C的溫度范圍內的水溶液中，以1:1的摩爾比（物質的量的比），由硫酸銅與 硫化鹽，反應生成平均粒徑為20~500nm的硫化銅微粒。再將上述微粒分散于熱塑性樹脂 中。
[0016] 在本發(fā)明的制備方法中，上述硫化鹽可以是選自硫化鈉、硫化鐵、硫化鉀、硫化鋅 中的一種。此時，上述硫化鹽可以為硫化鈉。
[0017] 在本發(fā)明的制備方法中，上述硫化鹽可以為選自硫化鈉、硫化鐵、硫化鉀、硫化鋅 中的一種。此時，上述硫化鹽可以為硫化鈉，上述氟化鹽可為選自氟化鈉、氟化鐵、氟化鉀、 氟化鋅中的一種，上述氯化鹽可以為選自氯化鈉、氯化鐵、氯化鉀、氯化鋅中的一種。
[0018] 在本發(fā)明優(yōu)選的制備方法中，上述硫化銅微粒能夠以混合的方式分散在上述熱塑 性樹脂中。并且包括，合成硫的摩爾比為10%~60%，平均粒徑為20~IOOnm的上述硫 化銅微粒的步驟和相對于上述塑料制品整體重量，重量百分比為0. 1 %~2 %，平均粒徑為 10~30nm的金屬微粒，該金屬微粒為選自鉻、錳、鐵、鈷、鎳或鋅中的一種或幾種，將上述金 屬微粒分散于熱塑性樹脂中，且使用上述熱塑性樹脂制作薄片，使用上述薄片制造塑料制 品的步驟。
[0019] 本發(fā)明的制造方法中，上述薄片以擠壓的方式成型，上述成型的薄片經(jīng)過第一 次冷卻、熱處理及第二次冷卻，制造成容器制品。此時，上述薄片成型所用的擠壓壓力為 〇· 05 ~ΚΔΡ/h) 〇
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 根據(jù)用于本發(fā)明解決的問題的一種含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法， 將包括硫化銅的銅化合物微粒分散于熱塑性樹脂中，以制造塑料制品，從而可是價格相對 低廉，易于加工，具有經(jīng)濟性及提高生產(chǎn)效率。并且，添加元素周期表中第四周期過渡金屬 的鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅中的一種或幾種，從而可不抑制基于硫化銅的抗菌性及導電性，并降 低擠壓壓力，更易于制造成薄片形狀。
【附圖說明】
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例來制備的硫化銅微粒的照片。
[0023] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例來制備的硫化銅的晶體結構的X射線衍射（XRD)曲線 圖。
[0024] 圖3為以30000倍的倍率觀察根據(jù)本發(fā)明實施例來制備的硫化銅的顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0025] 根據(jù)以下參照附圖，詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的實施例。在下面說明的實施例能夠以 多種不同形式變化，本發(fā)明的應用范圍不局限于下述實施例中。本發(fā)明的實施例是為了使 擁有本發(fā)明所屬領域通用知識的人員更好的理解本發(fā)明而提供。
[0026] 本發(fā)明的實施例是將包括硫化銅的銅化合物分散于熱塑性樹脂中，并制造塑料制 品，提出價格相對低廉，易于加工，具有經(jīng)濟性及提高生產(chǎn)效率的一種含有銅化合物成分的 塑料制品及其制備方法。為此，詳細的了解將包括硫化銅的銅化合物分散于熱塑性樹脂中， 并制造塑料制品的方法，并觀察上述塑料制品的抗菌性及導電性。
[0027] 其中，塑料制品是指通過擠壓、注塑等方法對包含含有本發(fā)明的硫化銅的銅化合 物微粒的高分子樹脂進行加工而得的制品。通過上述加工，可制備纖維或碗之類的容器的 制品。由此，在以下實施例中，將塑料制品分為纖維制品和容器制品來進行說明。另一方 面，在制備抗菌性及導電性得到提高的塑料制品時，考慮到經(jīng)濟性及生產(chǎn)效率，將抗菌性和 導電性高的上述銅化合物微粒分散在內部來與樹脂進行混煉（compoundin g)的方法，而不 使用如蒸鍍或染色等的表面涂敷。
[0028] 纖維制品的制備
[0029] 可用于制備本發(fā)明的纖維制品的樹脂有聚丙烯、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚乳酸、聚酰胺等，但不局限于此。即，可適用選自能夠使用為纖維制品的原材料的熱塑性 樹脂組中的樹脂。尤其，聚乳酸（P LA)作為使從馬鈴薯、玉米等中得到的淀粉發(fā)酵來制備 的高分子樹脂，不僅機械特性優(yōu)秀，而且生物降解性優(yōu)秀，從而用于纖維、薄膜、注塑、醫(yī)療 的使用量逐步增加。聚乳酸存在比如作為石油類樹脂的聚對苯二甲酸乙二醇酯（