[发明专利]一种抗菌光降解纳米TiO2聚乙烯复合塑料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，尤其涉及一种抗菌光降解纳米TiO₂聚乙烯复 合塑料。

背景技术

随着塑料用途的不断扩大和消费量的日益增长，农用塑料和包装用塑料以及 各种塑料制品的废弃物已成为全球性严重污染源之一。人们在研究解决废旧塑料 回收利用技术的同时，可降解塑料也成为全世界的一个研究热点。可降解塑料大 致可分为光降解性塑料和生物降解性塑料。为了提高塑料的使用寿命，减少污染， 因此抗菌塑料应运而生，抗菌塑料是一类具备抑菌和杀菌性能的新型材料，通常 在塑料中添加一种或几种特定的抗菌剂而制得。由于材料本身被赋予了抗菌性， 用抗菌塑料制成的各种制品具有卫生自洁功能，与普通塑料相比，抗菌塑料制品 可免去许多清洗保洁等繁杂劳动。而且，抗菌塑料的抗菌长效性可与制品使用寿 命同步，方便又经济。

但是，抗菌塑料的使用寿命毕竟有限，因此同样面临废弃污染的问题，所以 对于如何提高抗菌塑料的自然降解，是目前面临的一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种抗菌光降解纳米TiO₂聚乙烯复合塑料， 不仅能够提高塑料的抗菌效果以延长其使用寿命，同时废弃后在自然界能够快速 降解。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种抗菌光降解纳米TiO₂聚乙烯复合塑料，其关键在于：按重量份计包括 以下组份：

聚乙烯100～150份，抗菌剂10～30份，纳米TiO₂粉体20～50份，聚乙 烯醇10～25份，聚乙烯腊5～10份，分散剂2～10份，光引发剂3～5份，光敏 剂3～10份；

所述聚乙烯腊主要分布在复合塑料第一表层，所述聚乙烯醇主要分布在复合 塑料第二表层。

在聚乙烯复合塑料内增加抗菌剂，可以有效增强塑料的抗菌性，同时在塑料 的第一表层添加聚乙烯腊可以有效增强塑料的疏水性；随时使用时间增加直至废 弃，此时第一表层的聚乙烯腊几乎全部脱落，从而第二表层聚乙烯醇表现较强的 亲水性，在自然界中吸附水珠在塑料表层，水珠在塑料表层产生较强的聚光作用， 进而增强光引发剂对光敏剂的催化，使得光降解速度加快，使得塑料在自然界的 降解时间大大缩短。

优选的，所述纳米TiO₂粉体,为锐钛矿型和金红石型纳米钛白粉的混合物， 其混合比例为2～3:1，其粒径为10-150nm。

优选的，所述纳米TiO₂粉体是用表面改性剂进行表面改性得到的改性纳米 TiO₂粉体，所述表面改性剂为硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂或复合铝钛酸酯偶联剂 中的一种或多种。

进一步的，所述的表面改性方法如下，将表面改性剂溶解在有机溶剂中配成 浓度为3-5wt％的溶液，然后与纳米TiO₂粉体混合均匀，加热至65-100℃。

更进一步的，所述有机溶剂为乙醇、丙酮或异丙醇。

本发明中使用表面改性的纳米TiO₂与分散剂配合使用，增强了纳米TiO₂在 聚乙烯中的分散性，与没有表面处理的纳米粒子相比增加了纳米粒子与聚合物的 接触面积，提高了光降解效率。试验显示同样条件下表面处理的光降解纳米TiO₂聚乙烯复合塑料的光降解效率是未处理的光降解纳米TiO₂聚乙烯复合塑料光降 解效率的2-3倍。

优选的，所述光引发剂是二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐的一种或两种混合。

进一步的，所述芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐的的混合比例为2:1。

优选的，所述光敏剂是芳香酮或苯甲酮。

优选的，所述抗菌剂是以银或锌为活性物质，纳米TiO₂颗粒为载体的无机 抗菌剂。