本发明专利技术提供了一种塑料制品的抗菌高分子材料及其制备方法，所述抗菌高分子材料包括石墨烯母粒10％‑20％和基体树脂80％‑90％，所述石墨烯母粒包括如下各重量百分比含量的各组分：石墨烯材料5％‑10％；分散剂5％‑20％；基材树脂70％‑90％。该抗菌高分子材料的制备方法包括：将石墨烯母粒和基体树脂按比例均匀混合，经挤出、造粒，即得。本发明专利技术提供了一种高效抗菌高分子材料，再通过高分子材料的成型工艺制备出各种抗菌塑料成品，如可应用于冰箱中塑料冷藏盒，起到抗菌延缓食物变质的作用；制备塑料餐具避免细菌污染餐具危害身体健康、制备成药瓶盖避免二次污染等。
【技术实现步骤摘要】
一种塑料制品的抗菌高分子材料及其制备方法
本专利技术涉及属于塑料制品原材料制备行业领域，具体地，涉及一种塑料制品的抗菌高分子材料及其制备方法，制备的抗菌高分子材料可应用于冰箱内塑料制品、塑料餐具、塑料药瓶盖、塑料马桶盖等。
技术介绍
目前，塑料制品在人们的日常生活和工农业生产中占有十分重要的地位。为了是塑料制品得到更广泛的应用，人们常在制备塑料制品的塑料母粒中添加抗菌剂，从而获得抗菌塑料制品。目前所添加的抗菌剂一般以有机抗菌剂和无机抗菌剂为主。有机抗菌剂以有机酸、酚、醇为主要成分，杀菌力强，即效性好，但加工中会产生刺激性气味，在塑料中易迁移，耐热性差。天然和高分子类抗菌剂也由于耐热性差、加工困难等因素未在塑料中形成大规模应用。无机类抗菌剂是将银、铜、锌等本身具有抗菌能力的金属或金属离子负载于无机物载体上，通过载体的缓释来实现抗菌。其载体主要是沸石、二氧化钛、磷酸锆、硅胶等。其中银系抗菌剂成为应用最为广泛的抗菌剂，无机银系抗菌材料的抗菌原理是通过释放银离子达到抗菌灭菌的效果，其缺点是随着银离子的不断释放与流失，使得抗菌塑料制品的抗菌效果越来越差，直至失去抗菌效果，特别是塑料制品的洗涤会加剧银离子的流失。所以银系抗菌材料不具有长久性，同时存在银离子中毒的风险。目前部分欧美国家对金属离子的抗菌剂已经禁止使用。专利申请号为201610203047.7中公开了一种氧化石墨烯抗菌母粒及其制备方法和应用，该氧化石墨烯抗菌母粒中包括78-98.5％的基体树脂、1-20％的氧化石墨烯粉末和0.5-2％的分散剂，该氧化石墨烯抗菌母粒通过共混、挤出、造粒获得。但该专利中公开的氧化石墨烯抗菌母粒由于在母料的制备过程中只使用了聚乙烯蜡或乙撑双硬脂酰胺为分散剂，并未对氧化石墨烯进行改性处理，从而使得氧化石墨烯在高分子树脂基体中会出现分散不均的现象，进而影响其抗菌稳定性，使得制备的部分产品无抗菌性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于塑料制品的抗菌高分子材料及其制备方法。以制备出一种高效抗菌塑高分子材料，再通过高分子材料的成型工艺制备出各种抗菌塑料成品，可用于冰箱内塑料制品、塑料餐具、塑料药瓶盖、塑料马桶盖等塑料制品。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：第一方面，本专利技术提供一种石墨烯母粒，包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯材料5％-10％；分散剂5％-20％；基材树脂70％-90％。优选地，所述石墨烯材料选自石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、改性石墨烯中的一种或几种。更优选地，所述石墨烯材料为改性石墨烯。由于通过对石墨烯的改性，降低石墨烯层间的大π共轭效应，使得石墨烯微片在高分子材料中更加容易分散均匀。优选地，所述改性石墨烯包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯原料97％-99％；偶联剂1％-3％；所述石墨烯原料为石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯中的一种。优选地，所述偶联剂为铝酸酯类DL型、钛酸酯类或硅氧烷类。优选地，所述改性石墨烯的制备方法包括：将偶联剂直接与石墨烯粉体进行研磨，研磨时间为1h-3h。优选地，所述改性石墨烯的制备方法包括：先用稀释剂对偶联剂进行稀释，经过稀释后的偶联剂中加入石墨烯粉体，经过搅拌、超声分散，在60-80℃保温一段时间(使偶联剂活化起到偶联改性作用)，最后将稀释剂蒸发去除，获得干燥的改性石墨烯粉体；所述保温的时间为2h-4h；所述偶联剂稀释倍数为5-15倍；所述稀释剂为醚类、醇类或矿物油类油溶性稀释剂。由于石墨烯本身独特的二维结构，其大π共轭体系导致石墨烯极易发生团聚，进而使得石墨烯在基材中的分散不均匀，故本专利技术中采用偶联剂对石墨烯进行表面处理，降低石墨烯微片层间吸引力，从而解决石墨烯易团聚不易分散的加工缺陷。上述偶联剂中，铝酸酯类DL型偶联剂的形态为膏状，在进行改性时可以直接与石墨烯粉体进行研磨，通过研磨使其均匀包裹住石墨烯微片，进而起到偶联改性作用；钛酸酯类和硅氧烷类为粘稠液体，若直接与粉体混合时，其黏附力太大，不易产生滑移，搅拌不均，偶联效果不理想，因此在使用时，应该先用稀释剂对偶联剂进行稀释。更优选地，所述偶联剂为铝酸酯类DL型。铝酸酯类偶联剂为膏状物，能成功进行球磨分散，相较于本专利技术中其他两种液态偶联剂，更有利于球磨分散，能使得石墨烯更加均匀分散，从而提高最终产品的抗菌防霉性能。更优选地，所述铝酸酯类DL型包括DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF中的一种或者几种的组合。该种改性剂为膏状体，在对石墨烯进行改性时，可以直接将石墨烯粉体与铝酸酯类DL型改性剂按照添加比例加入到球磨机中，球磨1-3h后即可完成改性，球磨过程中不仅可以对石墨烯微片表面进行改性，同时也可以进一步对石墨烯微片尺寸进行控制，使得改性后的石墨烯微片尺寸保持在2-10μm之间，加工可行型更高，适合工业化生产。另外，本专利技术中在使用铝酸酯类DL型改性剂后，改性石墨烯制备的塑料制品不仅具有优异的抗菌性，同时防霉性能可达到1级，甚至0级。铝酸酯DL型偶联剂的作用是使得石墨烯更易分散，从而充分体现出石墨烯的抗菌防霉的性能。如若不添加铝酸酯DL型偶联剂，则石墨烯很难分散均匀，从而不能很好的体现出抗菌防霉的性能。优选地，所述基材树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS树脂中的一种或几种。但不限于上述热塑性树脂，也可以为其他热塑性树脂，如EAC树脂。在制备母料时，所使用的基材树脂为粉状树脂。优选地，所述分散剂为聚乙二醇、低分子聚乙烯蜡、石蜡、聚醚中的一种或几种。分散剂添加量过大，影响母粒的造粒，易导致物料在挤出机腔内打滑，分散剂添加量过小，起不到分散均匀的作用。第二方面，本专利技术提供一种石墨烯母粒的制备方法，包括如下步骤：将基材、石墨烯材料和分散剂按比例均匀混合，经挤出、造粒，即得。第三方面，本专利技术提供一种含有石墨烯母粒的抗菌材料，包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯母粒10％-20％；基体树脂80％-90％。优选地，所述基体树脂为热塑性树脂，具体地，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS树脂中的一种或几种，但不限于这些。第四方面，本专利技术提供一种含有石墨烯母粒的抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯母粒和基体树脂按比例均匀混合，经挤出、造粒，即得。选择合适的成型工艺与模具，制备出各种具有抗菌性的冰箱内塑料制品、塑料餐具、塑料药瓶盖、塑料马桶盖等塑料制品。第五方面，本专利技术提供一种含有石墨烯母粒的抗菌材料在塑料制品中的应用，具体地，包括在冰箱内部塑料制品、塑料餐具、塑料药瓶盖、塑料马桶盖中的应用。更具体地，包括冰箱冷藏盒、冰箱冷藏抽屉、塑料餐具(碗、碟、调羹、筷子等)、塑料药瓶盖、PP马桶盖等塑料制品。本专利技术涉及了一种抗菌高分子材料及其制备方法，该种高分子材料主要应用于热塑性塑料的成型加工，属于塑料制品原材料制备行业领域。先制备高浓度的抗菌母粒，在塑料制品成型加工时，按照添加比例将母粒与原料进行配混，然后进行挤出成型或者模压成型制备出抗菌塑料制品，本专利技术中抗菌母粒中的石墨烯质量分数为：5％-10％，抗菌塑料制品中抗菌母粒的添加比例为10％-20％。母粒的基材采用无毒无害高分子材料，包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种石墨烯母粒，其特征在于，包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯材料 5％‑10％；分散剂 5％‑20％；基材树脂 70％‑90％。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯母粒，其特征在于，包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯材料5％-10％；分散剂5％-20％；基材树脂70％-90％。2.根据权利要求1所述的石墨烯母粒，其特征在于，所述石墨烯材料选自石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、改性石墨烯中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的石墨烯母粒，其特征在于，所述改性石墨烯包括如下重量百分比含量的各组分：石墨烯原料97％-99％；偶联剂1％-3％；所述石墨烯原料为石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯中的一种。4.根据权利要求3所述的石墨烯母粒，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯类DL型、钛酸酯类或硅氧烷类。5.根据权利要求3或4所述的石墨烯母粒，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯类DL型。6.根据权利要求1所述的石墨烯母粒，其特征在于，所述基材树脂包括聚乙烯、聚丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：沙嫣，沙晓林，
申请(专利权)人：南通强生石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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