一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法。本发明专利技术的方法包括制备纳米银单质粉体，使用由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液制备纳米银抗菌母粒，以及进一步制备纳米银抗菌聚酯薄膜等步骤。本发明专利技术的抗菌聚酯薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率≥99.9％；透光率与雾度性与相同厚度的普通PET聚酯薄膜相同，无毒，且耐水性和力学性能优异，横向拉伸强度和纵向拉伸强度均在280MPa以上，横向断裂伸长率和纵向断裂伸长率均在150％以上。因此可以广泛应用到与人们生活密切相关的食品、药品、医疗、工农业等众多领域中，具有非常高的应用前景。

Antibacterial polyester film and preparation method thereof

The invention discloses an antibacterial polyester film and a preparation method thereof. Including the preparation of nanometer silver powder by using the method of the invention, hydroxyapatite, citric acid and water dispersion preparation of nano silver antibacterial masterbatch, and further preparation of nanometer silver antibacterial polyester film. The invention of the antibacterial polyester film on Escherichia coli and Staphylococcus aureus antibacterial rate of more than 99.9%; ordinary PET polyester film transmittance and haze with the same thickness of the same, non-toxic, and excellent water resistance and mechanical properties, tensile strength and tensile strength is above 280MPa, the transverse elongation and longitudinal fracture the elongation was above 150%. Therefore, it can be widely used in many fields, such as food, medicine, medical treatment, industry and agriculture, which is closely related to people's life, and has a very high application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法
本专利技术属于食品包装
本专利技术涉及一种抗菌聚酯薄膜及其制备方法。
技术介绍
食品本身含有丰富的营养，在储存和运输过程中极易受到微生物的污染造成品质下降，甚至腐败变质，严重威胁着人们的健康与生活。薄膜类软包装在食品加工和供应中被大量应用，随着人们对自身健康的关注和对食品安全质量的要求不断提高，食品薄膜包装材料在防止食品腐败、延长食品保存期限、保障食品安全中起到越来越重要的作用。欧盟自21世纪初提出了食品“活性包装”的概念，即改变食品保存条件而延长货架期或改善食品安全与感官品质的包装技术。其中抗菌包装是重要的组成部分，它可以抑制和杀死所接触的细菌、真菌等微生物，避免食品二次污染，从而更好的长时间保持食品品质，延长食品货架期。PET聚酯薄膜具有无色无味、拉伸强度高、韧性高、透明性和热稳定性好等优异的理化性能，大多用于食品包装、烟包、酒包、药品包装及特种膜领域。聚酯薄膜包装材料的抗菌性能受到越来越多的关注。现有抗菌薄膜主要是采用直接混合法、表面涂层法和表面化学改性法三种制备方法制备的。直接混合法是将抗菌功能物质直接混合添加到聚合物材料中，经过各种成型工艺制得抗菌薄膜。这种方法无需对常用薄膜加工工艺进行改动，适用性广，操作方便，已成为当前制备抗菌塑料制品的主要方法之一。但是，这种方法对抗菌剂的性能要求较高，技术难度较大。表面涂层法是将抗菌活性物质涂覆或沉积到成型塑料薄膜表面，使其获得抗菌性能。在这种方法中，基材与抗菌剂的结合主要依靠物理作用，结合力的牢固程度是关键，所以往往要对基材表面进行预改性处理以提高其表面性能，从而提高抗菌涂层与基材树脂的结合力。这种方法对抗菌剂耐热性要求不高，其缺陷是抗菌涂层容易磨损脱落或与周围介质相互作用，影响使用稳定性。表面化学改性法是将抗菌功能物质以化学键形式接枝或固定于薄膜基材上，这样能有效降低抗菌剂的流失，提高抗菌材料的长效性和安全性。但要求抗菌剂和基质材料需具备特定条件，大多需预先引入活性基团，化学接枝程度难以控制，反应过程及机理复杂，实际应用的难度较大，不利于大范围推广使用。CN104151792B公开了一种由淀粉、高分子聚合物杀菌消毒剂水溶液和甘油混炼制备的抗菌热塑性淀粉颗粒，将其与PBAT和偶联剂混合熔融挤出制得抗菌聚酯颗粒，然后经吹膜工艺制得可降解和无迁移聚酯薄膜的方法。这种方法使用的淀粉未经改性处理，很难满足薄膜材料力学热学性能要求。而胍类有机抗菌剂耐水性差，抗菌持久性及安全性难以保证。CN103831221B公开了一种抗菌性薄膜的制备方法，该法是以双向拉伸聚丙烯薄膜或聚酯薄膜为基材层，在基材层的一面或两面涂布纳米抗菌涂层，经固化制得抗菌薄膜。抗菌涂层中的活性成分纳米氧化钛、纳米银、纳米铝及其组合物被吸附在特制的多孔材料上，多孔材料制备工艺复杂而繁琐，未经改性处理的无机纳米粒子极易团聚，抗菌剂不能均匀分散，难以保证制品稳定的抗菌性能。CN102941720A公开了一种新型抗菌薄膜，其结构包括基材层和抗菌涂层，两层间有底胶层。基材为BOPP、BOPET和BOPA中任意一种，涂料层为纳米TiO2改性PVDC乳液涂覆于底胶层，经烘干成膜。TiO2属于光催化型抗菌剂，具有安全、持久、耐热等优点，但受外界光照条件的限制，在黑暗环境中无法发挥抗菌作用，同样不能保证制品稳定的抗菌功能。CN105348756A公开了一种抗菌聚酯薄膜及制备方法，其方法包括将纳米银单质粉体的制备、纳米银抗菌母粒的制备与纳米银抗菌聚酯薄膜的制备等步骤，制备得到的抗菌聚酯薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率≥99％；透光率与雾度性与相同厚度的普通PET聚酯薄膜相近，无毒，安全性高，解决了当前功能性薄膜透明性与功能性并存的技术难题，但是其抗菌聚酯薄膜的力学性能较差，不能满足实际应用的要求。因而，有必要开发一种既具有很好的耐水性和力学性能，又能长时间稳定抗菌的抗菌聚酯薄膜材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种既具有很好的耐水性和力学性能，又能长时间稳定抗菌的抗菌聚酯薄膜及其制备方法。本专利技术的抗菌聚酯薄膜不仅耐水性好、抗菌剂分散性好，可以实现长效稳定抗菌，而且力学性能良好，可以满足实际应用的需求。为达上述目的，本专利技术采用下述技术方案：第一方面，本专利技术提供一种抗菌聚酯薄膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入2～10重量份由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液，在转速1500～2000rpm下搅拌混合90～200min，接着加入0.015～2.0重量份变色抑制剂、0.3～1重量份偶联分散剂和0.3～1重量份助磨剂，并且在温度85～95℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。本专利技术中，由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液的加入量为2～10重量份，例如为2份、3份、5份、6份、7份、8份或10份等。本专利技术中，加入由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液后，在转速1500～2000rpm下搅拌混合90～200min，所述转速例如为1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm、1900rpm或2000rpm等；所述搅拌混合的时间例如为90min、100min、120min、125min、135min、150min、160min、180min或200min等。纳米银是粒径小于100nm的单质金属银，极少量纳米银能够产生强大的广谱杀菌作用，在数分钟内能够抑制或杀死650多种细菌；它具有能够促进伤口愈合、细胞生长及修复受损细胞的功能；它具有安全无毒、无刺激、不产生耐药性等特点。本专利技术使用的纳米银溶胶是根据ZL200910091031描述的方法生产的产品，它的银粒子平均粒径是10～38nm。在本专利技术中，所述的喷雾干燥处理是使用纳米级喷雾干燥仪，在高压泵的1.5～2MPa压力下将纳米银溶胶喷出雾化微粒，与热空气直接接触进行热交换，在极短时间内被干燥成粉末。本专利技术使用的喷雾干燥机是目前市场上销售的产品，例如无锡东升喷雾造粒干燥机械厂生产的LZD系列产品，或瑞士Buchi公司生产的纳米级喷雾干燥仪。在本专利技术中，所述的气流粉碎是利用高速气流或热蒸汽对喷雾干燥的纳米银粉末进行冲击，使物料间发生强烈的碰撞和摩擦，从而进一步使其粒径减小。本专利技术使用的气流粉碎机是目前市场上销售的产品，例如上海赛山粉体机械制造有限公司生产的LQ流化床式气流粉碎机，或青岛精华微粉设备有限公司生产的QLM-3型气流粉碎分级机。优选地，在步骤A中，所述的纳米银溶胶浓度是5000～20000ppm。优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌聚酯薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入2～10重量份由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液，在转速1500～2000rpm下搅拌混合90～200min，接着加入0.015～2.0重量份变色抑制剂、0.3～1重量份偶联分散剂和0.3～1重量份助磨剂，并且在温度85～95℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚酯薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：A、纳米银单质粉体的制备使用纳米级喷雾干燥仪对纳米银粒子平均粒径10～38nm的纳米银溶胶进行喷雾干燥，接着使用气流粉碎机进行气流粉碎，得到一种纳米银单质粉体；B、纳米银抗菌母粒的制备在高速混合机中，将3～20重量份在步骤A得到的纳米银单质粉体分散在75～90重量份无水乙醇中，然后加入2～10重量份由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液，在转速1500～2000rpm下搅拌混合90～200min，接着加入0.015～2.0重量份变色抑制剂、0.3～1重量份偶联分散剂和0.3～1重量份助磨剂，并且在温度85～95℃继续搅拌4～6小时，然后进行喷雾干燥，得到一种改性纳米银混合物；然后，让改性纳米银混合物与75～90重量份聚酯切片混合均匀，接着让其混合物通过双螺杆挤出机组进行熔融挤出造粒，得到一种纳米银抗菌母粒；C、纳米银抗菌聚酯薄膜的制备将2～10重量份在步骤B得到的抗菌母粒与90～98重量份聚酯切片进行常规熔融挤出与拉伸，得到所述的抗菌聚酯薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，所述的纳米银溶胶浓度是5000～20000ppm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液中，羟基磷灰石的浓度为0.01～0.05mol/L。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述由羟基磷灰石、柠檬酸和水构成的分散液中，柠檬酸的浓度为3～10mol/L。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述变色...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞惠英，
申请(专利权)人：俞惠英，
类型：发明
国别省市：江苏,32