[发明专利]一种抗菌聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

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

背景技术

随着塑料工业的不断发展，聚乙烯作为通用塑料重要品种之一，已经在人民生活和工业生产中得到广泛使用。聚乙烯按照其加工工艺的不同，其产品主要有低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线形低密度聚乙烯(LLDPE)等多个品种。聚乙烯的应用范围除了工业中大量使用的各种板材、管材外，也用来制造各种餐具、儿童玩具、日用生活品、薄膜制品等。近年来研究发现，在温度、湿度等客观条件适宜时，细菌、霉菌等有害微生物就会在聚乙烯制品上滋生蔓延，严重影响了人们的日常生活和身体健康。随着人民生活水平的提高和卫生意识的增强，人们对各种聚乙烯制品的抗菌需求也不断增加。例如，抗菌聚乙烯给水管材具有自洁性，能够有效的抑制细菌、霉菌在其内壁滋生，保证人们安全使用引用水；抗菌聚乙烯制成的保鲜膜、保鲜袋则可以防止食物或食品的腐败变质，提高它们的保存期限。总之，抗菌材料以及抗菌制品在日常生活中的应用范围越来越广，而聚乙烯塑料作为通用塑料中的典型代表，因此，已经成为抗菌塑料研究中的热点。

制备抗菌塑料组合物的具体方法是将基体树脂、抗菌剂以及工艺助剂按照一定比例混合均匀，然后直接熔融共混制备具有抗菌功能的改性树脂，最后通过各种塑料成型加工方法(如挤出、注塑、流延、吹塑、吸塑等)制造各种抗菌制品。

目前，市场上所采用的抗菌剂主要包括无机、有机抗菌剂两大类。

其中，无机抗菌剂主要是负载抗菌性金属离子(如银离子、锌离子、铜离子等中的一种或几种)的无机物，可用于负载的载体种类很多，包括沸石(天然或合成沸石)、磷酸锆、可溶性玻璃、磷酸钙、硅胶等，例如专利US4906464，US4911898，US4059678，US5296238，US6939820，CN1323588C等介绍的载银、锌离子无机抗菌剂。

有机抗菌剂按其结构进行划分，包括季铵盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，目前市场上广泛使用的有机抗菌剂有噻菌灵、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。

无机抗菌剂具有安全性高、耐热性好、杀菌持久等特点，然而其杀菌不具有即时性，由于采用贵金属导致其价格较高。有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌防霉效果好，使用范围广等优点，但也存在易产生耐药性、耐热性差等问题，由于有机抗菌剂与一般无机载体的相容性较差，不利于负载使用，一般直接将其添加到塑料中进行使用，因此不像无机抗菌剂那样缓慢释放金属离子而具有抗菌持久性，在使用过程中易迁出、使用寿命短。为了弥补单一抗菌剂的不足，通过将无机和有机抗菌剂复配制备复合抗菌剂，提高抗菌剂的抗菌效果成为近年来抗菌塑料研究的热点。

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乙烯组合物，该抗菌聚乙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乙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乙烯组合物，包含有共混的聚乙烯树脂和负载型抗菌剂，其中以聚乙烯树脂为100重量份计，负载型抗菌剂为0.5～40份，优选为2～30份。

以上所述负载型抗菌剂为粉末橡胶负载的抗菌剂，包含有机抗菌剂及粉末橡胶，其中抗菌剂负载在粉末橡胶上。所述粉末橡胶为丁苯粉末橡胶、羧基丁苯粉末橡胶或其混合物。该负载型抗菌剂与聚乙烯树脂相容性好，可提高对聚乙烯树脂的抗菌效率，延长抗菌时效性和耐水性。

以上所述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所述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。