[发明专利]一种抗菌塑料的制备方法

说明书

本发明公开一种抗菌塑料的制备方法，该方法通过溶胶‑凝胶法将抗菌离子负载在硅胶载体上获得抗菌粉体材料，并用硅烷偶联剂对其进行改性，再将改性后的抗菌粉体与塑料基体、抗氧剂、增塑剂混匀后，进行熔融、挤出、造粒得高浓度抗菌母粒;然后再按一定比例将其与塑料基体混匀，熔融、挤出得抗菌试样；本方法通过对抗菌粉体进行表面改性提高了其在塑料基体中的分散性，制备的抗菌塑料不仅具有抗菌广谱性、抗菌时效长、安全性高且塑料的力学性能基本没有改变。可广泛地应用于家电、包装、厨卫等领域，具有良好的应用市场前景。

技术领域

本发明公开了一种新型抗菌塑料的制备方法，尤其涉及以硅胶作为载体，并将制备的抗菌粉体进行了改性，为提高其在塑料基体中的分散性能奠定了良好的基础，从而使抗菌塑料的抗菌性能得以提高，属于新型抗菌塑料材料技术领域。

背景技术

人们的日常生活中存在着大量的塑料制品，如家用电器的外壳和内衬、厨卫设备、食品包装等。因塑料属于有机大分子材料，并且在制备环节会加入其它助剂，在适宜条件下，非常容易使细菌滋生。由于抗菌产品越来越多走进人们的生活并不断被人们认可，故人们对生活中频繁接触的塑料制品提出了“抗菌、除菌”的新要求。

从近年来国内外抗菌塑料的发展看，以聚丙烯、聚乙烯为基体的抗菌功能塑料应用范围最广，已被多个领域所应用；研究和制备具有抗菌性能的新型抗菌塑料制品，对于改善人们的生活环境、减少疾病的产生、净化环境等方面都具有十分重要的意义。

抗菌剂包括有机抗菌剂和无机抗菌剂，其中有机抗菌剂具有毒性较大、耐热性较差、药效持续时间短等缺点；无机抗菌剂具有耐热性好、抗菌范围广、抗菌时效长等优点故可广泛地应用于塑料制品中。

发明内容

本发明针对目前抗菌塑料制品中抗菌剂毒性大、耐药性差、药效持续时间短且抗菌剂在塑料基体中混合不均匀等问题，提供了一种抗菌塑料的制备方法，通过溶胶-凝胶法将抗菌离子负载在硅胶载体上获得抗菌粉体材料，并用硅烷偶联剂对其进行改性，优化改进了抗菌粉体在塑料基体中的分散性能，再将改性后的抗菌粉体与塑料基体熔融、共混、挤出、造粒制成抗菌母粒；再按一定的配比将抗菌母粒与塑料基体熔融共混、挤出制成抗菌塑料试样；通过实验表明，制备出的抗菌塑料试样不仅具有抗菌广谱性强、环保健康等优点，而且塑料的力学性能基本没有改变，故该方法制备的抗菌塑料将具有良好的应用前景。

本发明方法按如下步骤进行：

（1）按体积比1:1.1-1.5的比例将预热至70-90℃的硅酸钠溶液和碳酸氢钠溶液放入反应器中，在温度70-90℃、转速300-500r/min条件下进行反应，反应10-25min后获得硅胶溶胶体系；

（2）按体积比1:1.1-1.5的比例，分别量取硅酸钠溶液和碳酸氢钠溶液并预热至70-90℃，然后将反应器转速调为100-200r/min；将预热好的硅酸钠溶液和碳酸氢钠溶液依次加入步骤（1）的硅胶溶胶体系中，充分反应15-30 min后获得硅胶凝胶体系，再加入浓度为9×10^-5-1mol/L的金属离子溶液，用酸调节pH至5-6，使加入的金属离子以金属氧化物的形式沉积在溶胶凝胶表面，继续反应0.5-3h，反应停止后立刻抽滤，产物用去离子水洗涤2-3次，再用质量浓度1%-9%的改性剂溶液浸润洗涤1-2次，最后置于100-120℃下干燥1-3 h，取出即得抗菌硅胶粉体；

（3）按照质量百分比称取塑料基体80%-88%、抗氧剂1%-3%、增塑剂1%-2%、步骤（2）的抗菌硅胶粉体10-15%；

（4）将步骤（3）混合物放入密炼机内，待熔融混匀后取出，其中密炼机使用温度为170-200℃密炼机内，转子转速为25-36 rpm；

（5）将步骤（4）混匀的物料放入双螺杆挤出机内进行造粒，制得抗菌塑料母粒；

（6）按质量百分比将抗菌塑料母粒5%-10%、塑料基体90%-95%充分混合，熔融、挤出即得抗菌塑料。