[发明专利]一种抗菌聚丙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯塑料加工领域，进一步地说，是涉及一种抗菌聚丙烯组合物及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，健康和卫生意识不断增强，对许多塑料制品提出了抗菌的要求。聚丙烯作为通用塑料中最大的品种之一，广泛应用于人们的日常生活用品，因此，聚丙烯的抗菌改性一直是抗菌领域研究的热点。

抗菌聚丙烯的制备，主要是通过在聚丙烯造粒过程中加入一定量的抗菌剂来实现。抗菌剂的种类很多，主要包括无机类抗菌剂、有机类抗菌剂两大类，无机类包括Ag，Zn-沸石、Ag，Zn-磷酸锆盐，Ag，Zn-水溶性玻璃等，有机类包括季胺盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等等。无机抗菌剂的特点是安全性、耐热性、耐久性较好，不足之处在于价格较高和抗菌的迟效性，不能像有机抗菌剂那样迅速杀灭细菌。有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌范围广等优点，但也存在耐热性差、易渗出、不耐洗涤、作用寿命短等问题，将无机和有机抗菌剂复配使用，综合二者的优点，弥补它们单独使用的不足之处，是近年来抗菌塑料研究热点之一。

目前，无机抗菌剂主要是以Ag，Zn离子为主要杀菌元素，将其负载于沸石、磷酸锆、玻璃、羟基磷灰石、蒙脱土、硅藻土等无机载体中，由于Ag，Zn离子被负载于载体的多孔、层状或者可溶性的无定形基体中，因此在最终产品中可以被缓慢地释放出来，因此，有较好的安全性和耐久性，例如，专利US4775585，US4906464，US4911898等介绍了沸石负载Ag，Zn离子的抗菌剂，专利US4025608，US4059678，US5296238等介绍了磷酸锆负载Ag，Zn抗菌剂，专利US6939820，CN1323588C，CN1318500C等介绍了玻璃负载Ag，Zn抗菌剂，专利US5009898和US5268174等介绍了羟基磷灰石负载Ag，Zn抗菌剂。

有机抗菌剂通常是具有一定分子结构的化合物，种类较多，例如，噻菌灵、百菌清、多菌灵、吡啶硫酮锌、2-正辛基-4-异噻唑-3酮(OIT)、4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)、10，10′-氧联吩噁吡(OBPA)、正丁基苯并异噻唑啉酮(BBIT)、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)等等，大部分有机抗菌剂，具有亲水性差的特点，与一般无机载体(例如，沸石、磷酸锆、玻璃、羟基磷灰石、蒙脱土、硅藻土等)的相容性不好，因此，比较难被负载于无机载体的多孔或者层状等结构中，在使用时一般被直接添加到塑料中，因此不像无机抗菌剂中的Ag，Zn离子，被存储在无机载体的孔洞中、片层间，或无定型基体中，可以被缓慢释放出来，从而具有较长的时效性，有机抗菌剂会在塑料产品中会以较快的速度析出，因此，可能存在比较容易渗出、不耐洗涤、作用寿命短的缺点。

发明内容：

因此，针对现有技术中的问题，本发明的目的之一是提供一种抗菌聚丙烯组合物，该抗菌聚丙烯组合物具有良好的抗菌效率，良好的耐水性，并且具有长的抗菌时效性。

本发明的另一目的是提供所述抗菌聚丙烯组合物的制备方法。该制备方法工艺简单、易于操作，适于工业化应用。

本发明所述的一种抗菌聚丙烯组合物，包含有共混的聚丙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚丙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.1～30份，优选为0.3～10份。

以上所述负载型抗菌剂为粉末橡胶负载的抗菌剂，包含有机抗菌剂及丁苯粉末橡胶，其中抗菌剂负载在丁苯粉末橡胶上。该负载型抗菌剂与聚丙烯树脂相容性好，可提高对聚丙烯树脂的抗菌效率，延长抗菌时效性和耐水性。

以上所述丁苯粉末橡胶为具有交联结构的粉末橡胶，其橡胶粒子为均相结构，凝胶含量大于或等于60％wt，优选为大于或等于75％wt，更优选大于或等于80％wt；其橡胶粒子平均粒径为20～500nm，更优选为30～200nm，最优选为50～150nm。

以上所述负载型抗菌剂由以下方法之一制备而得：

(1)将常温液态有机抗菌剂与丁苯粉末橡胶混合至均匀后静置，直至粉末橡胶将常温液态有机抗菌剂吸收。

所述常温液态有机抗菌剂含量过低，所得丁苯粉末橡胶负载的抗菌剂的杀菌效率较低，如果常温液态有机抗菌剂含量过高会导致丁苯粉末橡胶无法完全吸收，并且造成负载抗菌剂的粉末橡胶抱团，不利于其在抗菌塑料的加工应用。因此，该方法中丁苯粉末橡胶和有机抗菌剂的重量比为100∶0.3～100∶50，优选为100∶5～100∶30，更优选为100∶10～100∶20。

(2)将有机抗菌剂溶液与所述丁苯粉末橡胶混合至均匀后静置，直至粉末橡胶将有机抗菌剂溶液吸收。