[发明专利]抗菌防霉聚乳酸组合物和发泡珠粒及其制备方法和成型体

说明书

本发明属于抗菌材料及其制品领域，涉及一种抗菌防霉聚乳酸组合物和发泡珠粒及其制备方法和成型体。该抗菌防霉聚乳酸组合物含有聚乳酸基础树脂、胍盐复合抗菌剂、防霉剂和助剂，所述助剂含有泡孔成核剂和任选的抗氧剂，其中，以聚乳酸基础树脂的含量为100重量份计，所述胍盐复合抗菌剂的含量为0.05～2.0重量份，所述防霉剂的含量为0.01～5.0重量份，所述泡孔成核剂的含量为0.01～10重量份，所述抗氧剂的含量为0～10重量份。本发明的抗菌防霉聚乳酸组合物抗菌、防霉效果好，耐水性也得到了提高，由其制得的发泡珠粒具有抗冲、较低的成型温度，得到的成型品抗菌防霉性能优良、压缩强度高。

技术领域

本发明属于抗菌材料及其制品领域，更具体地，涉及一种抗菌防霉聚乳酸组合物、一种抗菌防霉聚乳酸发泡珠粒、一种抗菌防霉聚乳酸发泡珠粒的制备方法，以及一种抗菌防霉聚乳酸发泡珠粒成型体。

背景技术

作为一种可完全生物降解的热塑性脂肪族聚酯，聚乳酸(PLA)具有无刺激、无毒、良好的生物吸收性和相容性，还具有较高的力学强度和良好的加工性等特点。PLA主要由可再生的植物资源(如玉米、棕榈、秸秆等高纤维素)所提炼出的淀粉原料制成。这些淀粉经由水解得到葡萄糖，再在一定的菌种的发酵下得到制成高纯度的乳酸，再通过化学合成得到一定分子量的聚乳酸。所以，PLA具有资源和环境双重优势，还具有功能和结构材料两方面特点。PLA的研究开发及应用对减少石油资源的依赖及改善废弃高分子等白色污染物对环境的污染具有十分重要意义。自20世纪90年代开始，作为生物降解高分子材料，PLA用于一次性消费制品发展十分迅速，但是在性价比与传统的聚烯烃塑料相比缺乏一定的竞争力。从长期使用的角度考虑，PLA的应用领域已经拓展到电子电器产品和汽车等行业。

但是，由于聚乳酸在加工和使用过程中容易沾染和滋生多种微生物，致使致病细菌、霉菌等对人们的身体健康存在潜在危害。近年来，随着人民生活水平的提高和卫生意识的增强，人们越来越重视对健康生活环境的追求，对抗菌材料制品的需求日益增加，其中抗菌塑料制品占有重要的地位。由于热塑性塑料的种类繁多、易于加工、适用范围广，因此在日常生活中的各种塑料制品中得到了广泛应用，例如家用电器、日用品、卫生洁具、装饰材料等领域的塑料制品。研究和开发抗菌防霉的热塑性塑料产品可以使制品具有卫生自洁功能，与常规的化学和物理消毒方法相比，具有时效长、经济方便等特点，因此成为抗菌聚乳酸研究的热点之一。

抗菌塑料的制备主要是将基体树脂、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。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。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，并且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。胍盐聚合物是一种分子结构中存在胍基基团的抗菌聚合物，是上个世纪九十年代开发的广谱、高效、无毒、无刺激的新型抗菌产品，广泛应用于纺织、农业、食品、卫生等领域。目前，胍盐聚合物的品种主要包括聚六亚甲基(双)胍盐酸盐、聚六亚甲基(双)胍盐酸盐、聚六亚甲基(双)胍丙酸盐、聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐以及聚六亚甲基(双)胍的其它无机盐或有机盐、聚氧乙烯基胍等。

由于胍盐聚合物在水中具有优异的溶解性，因此胍盐聚合物大多以水溶液形式进行应用，如专利文献JP05209195、US4891423、CN101156586A中均作为杀菌剂用于水处理。与其它有机抗菌剂相比，胍盐聚合物具有良好的热稳定性，热分解温度较高，可达到280℃，因此可以作为抗菌添加剂应用于塑料、纤维、橡胶制品中，获得抗菌产品。但是，由于大部分胍盐聚合物的水溶性较强，很难制成粉末样品，限制了其在塑料、橡胶以及纤维领域的应用。