一种纳米抗菌复合型塑料母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米抗菌复合型塑料母粒，由如下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯30‑40份、改性二氧化钛24‑33份、叶绿色铜酸8‑11份、改性蒙脱石15‑20份、抗氧剂0.5‑1份；本发明专利技术还公开了所述纳米抗菌复合型塑料母粒的制备方法，第一步、将改性二氧化钛粉体、叶绿素铜酸和改性蒙脱石搅拌混合；第二步、加入线性低密度聚乙烯树脂；第三步、熔融共混挤出。本发明专利技术通过以线性低密度聚乙烯作为树脂载体，改性二氧化钛、叶绿色铜酸、改性蒙脱石作为填料和抗菌有效成分，再辅以抗氧剂助剂，经过双螺杆机挤出成型，制得的塑料母粒抗菌菌谱广、抗菌作用持久、抗菌性强，热稳定性好，力学性能好，具有良好的相容性和分散性。

A nano-antimicrobial composite plastic masterbatch and its preparation method

The invention discloses a nano-antimicrobial composite plastic masterbatch, which is made of 30 40 parts of linear low density polyethylene, 24 33 parts of modified titanium dioxide, 8 11 parts of chlorophyll copper acid, 15 20 parts of modified montmorillonite and 0.5 1 part of antioxidant. The preparation method of the nano-antimicrobial composite plastic masterbatch is also disclosed. The first step is to modify the oxide. Titanium powder, chlorophyll copper acid and modified montmorillonite are mixed by stirring; the second step is adding linear low density polyethylene resin; the third step is melt blending extrusion. By using linear low density polyethylene as resin carrier, modified titanium dioxide, chlorophyll copper acid, modified montmorillonite as filler and antimicrobial active ingredient, supplemented by antioxidant additives and extruded by twin screw machine, the prepared plastic masterbatch has broad spectrum of antimicrobial bacteria, lasting antimicrobial effect, strong antimicrobial property, good thermal stability, good mechanical properties and good compatibility. And dispersion.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米抗菌复合型塑料母粒及其制备方法
本专利技术属于塑料母粒
，具体地，涉及一种纳米抗菌复合型塑料母粒及其制备方法。
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。为使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。抗菌塑料中使用的抗菌剂可归为无机类、有机类和天然类。有机类抗菌剂存在毒理安全差，化学稳定性差，会使微生物产生的耐药性；易迁移耐久性差，特别是耐热差，许多抗菌塑料在加工高温下抗菌成份易分解。天然类抗菌剂在高温下易炭化分解，应用范围窄，抗菌效果差。无机纳米材料的制备是当前材料研究的一个热点，特别是纳米银制备技术在加速发展，方法多种多样。按实施状态可分为乳液法、溶液法、气相法，按反应条件分为还原法、光照法、超声法、水热法、电解法以及最近采用Y射线辐射法，上述方法各具特点。其中化学还原法因为所需实验条件简单，易于控制而得到普遍应用。但这一方法的合成通常应用于水相，因为水能溶解许多金属盐以及不同类型的表面活性剂和多种聚合物，并可通调整溶液中各组分之间的浓度比来控制粒子的尺寸和形状，并使其处于稳定状态。水溶液中的纳米银粒子要获得广泛应用，一般需要借助无机载体(玻璃粉、磷酸锆盐、沸石、硅藻土、碳纤维等)及有机载体(棉及粘胶纤维等)，将所含纳米银载体磨成干燥粉体，用于各类抗菌制品是当前最主要的工艺方法。此法工艺复杂、能耗高，获得纳米银产品粒度大、易团聚，其载体粒径经过超微粉碎后一般为1微米左右。添加该粉体对塑料薄膜的透明度、自粘性有很大影响，获得的塑料制品表面光洁度及机械性能有所下降。由于添加粉体里矿物质含量偏大，添加过量粉体后产品达不到国家食品包装安全的标准。因此，研究开发一种以无机纳米抗菌成分的塑料母粒，以拓展塑料的应用范围，是人们所十分期望的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米抗菌复合型塑料母粒及其制备方法，通过以线性低密度聚乙烯作为树脂载体，改性二氧化钛、叶绿色铜酸、改性蒙脱石作为填料和抗菌有效成分，再辅以抗氧剂助剂，经过双螺杆机挤出成型，制得的塑料母粒抗菌菌谱广、抗菌作用持久、抗菌性强，热稳定性好，力学性能好，具有良好的相容性和分散性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种纳米抗菌复合型塑料母粒，由如下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯30-40份、改性二氧化钛24-33份、叶绿色铜酸8-11份、改性蒙脱石15-20份、抗氧剂0.5-1份；所述纳米抗菌复合型塑料母粒由如下步骤制备得到：第一步、按照重量份数将改性二氧化钛粉体、叶绿素铜酸和改性蒙脱石于110-130℃、500-700rpm的条件下搅拌混合16-20min；第二步、降温至100-110℃，在保持搅拌的条件下，加入线性低密度聚乙烯树脂颗粒，于100-110℃的条件下搅拌混合3-5min；第三步、再将上述混合物和抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出制得纳米抗菌复合型塑料母粒，其中，从加料段到机头各段温度分别为：135℃、150℃、160℃、170℃、165℃、150℃；螺杆转速为80rpm。进一步地，所述抗氧剂选自N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N,N’-二苯基对苯二胺或N-苯基-α-萘胺中的任意一种或至少两种的组合。进一步地，所述改性二氧化钛由如下方法制备：(1)按照固液比为1g:5mL将纳米TiO2粉体加入异丙醇中，超声分散60-70min，向混合溶液中加入纳米TiO2粉体质量分数为6％的NDZ-105，继续超声30-35min；(2)将混合溶液转移至磁力搅拌油浴锅，恒温45℃反应90min；(3)将反应后的溶液高速离心得沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀至少4-5次，并烘干，制得改性二氧化钛。进一步地，所述叶绿素铜酸由如下方法制备：(1)称取6g叶绿素铜钠盐放入圆底烧瓶中，加入22mL去离子水，搅拌使其完全溶解；(2)采用恒压滴液漏斗向上述溶液中缓慢滴加0.8mL质量分数为36％的浓盐酸，继续搅拌，使其充分反应，直至瓶壁开始出现沉淀现象后停止搅拌；(3)对搅拌后的反应液进行抽滤得到沉淀，沉淀产物用去离子水洗涤4-5次，将物理吸附的盐酸处理掉，待洗涤液呈中性后，将沉淀产物放入烘箱中60℃干燥12h，最后取出研磨，得到叶绿素铜酸。进一步地，所述改性蒙脱石由如下方法制备：(1)称取3g蒙脱石溶于147mL蒸馏水中，搅拌15-18min，形成蒙脱石胶状液，备用；(2)称取3g的壳聚糖溶于86mL的2wt％冰乙酸溶液中，加热搅拌至完全溶解，制得壳聚糖溶液，备用；(3)称取1.5g十四烷基三甲基溴化铵加入到蒙脱石胶状液中，在80℃水浴下搅拌进行反应；(4)当反应时间达到6h，把溶解充分的壳聚糖溶液加入到正在反应的混合溶液中，继续反应6h，静置；(5)把反应后生成的沉淀离心、洗涤三次，然后放入60℃干燥箱中干燥7-8h，研磨成粉末状，得到改性蒙脱石。一种纳米抗菌复合型塑料母粒的制备方法，包括如下步骤：第一步、按照重量份数将改性二氧化钛粉体、叶绿素铜酸和改性蒙脱石于110-130℃、500-700rpm的条件下搅拌混合16-20min；第二步、降温至100-110℃，在保持搅拌的条件下，加入线性低密度聚乙烯树脂颗粒，于100-110℃的条件下搅拌混合3-5min；第三步、再将上述混合物和抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出制得纳米抗菌复合型塑料母粒，其中，从加料段到机头各段温度分别为：135℃、150℃、160℃、170℃、165℃、150℃；螺杆转速为80rpm。本专利技术的有益效果：本专利技术在塑料母粒原料中采用了改性二氧化钛，钛酸酯偶联剂对纳米TiO2改性成功接枝到纳米TiO2极性键上，降低了其表面自由能，从而获得了疏水表面，使纳米TiO2具备表面亲油性特征，同时，纳米TiO2经过改性后减少了表面羟基的数量，增大了纳米粒子之间的静电排斥作用，从而使粉体在树脂基体中更加容易分散，增大了与细菌接触的面积，因此提高了抗菌率；粉体在树脂基体中分散性变好，能使纳米TiO2在基体中利用率尽可能达到最大，因此提高机械性能；本专利技术在塑料母粒原料中采用了叶绿素铜酸，用于与改性二氧化钛复合使用，叶绿素铜酸与改性二氧化钛复合时，叶绿素铜酸分子中存在-COOH，其可以与纳米TiO2表面的-OH键合，产生分子间作用力较强的氢键，叶绿素铜酸可将吸收的可见光能转化为化学能传递给纳米TiO2，大大提高了纳米TiO2的光能利用率，可大大提升塑料母粒的抗菌性能；同时，叶绿素铜酸作为小分子有机酸填料加入到树脂基体中，其中的羧基官能团端一端可以与纳米TiO2表面羟基反应，生成分子间作用力较强的氢键，另一端能与部分树脂基体的支链相容，起到了一定的表面增容作用，其次，叶绿素铜酸属于小分子有机物，对于树脂基体中的分子链来说，在一定程度上起到了稀释、润滑的作用，增大了链段的柔顺性，从而使塑料母粒的断裂标称应变增大；本专利技术在塑料母粒原料中添加了改性蒙脱石，改性过程中，十四烷基三甲基溴化铵和壳聚糖均插入了蒙脱石片层间，得到的改性蒙脱石是二次插层复合物；蒙脱石表面吸附有机阳离子后，由亲水性转变成亲油性，从而与细菌细胞壁的如脂蛋白、脂多糖、磷脂等亲脂成分产生疏水性作用，使细胞膜的正常活动受到阻碍，进而导致细菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米抗菌复合型塑料母粒，其特征在于，由如下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯30‑40份、改性二氧化钛24‑33份、叶绿色铜酸8‑11份、改性蒙脱石15‑20份、抗氧剂0.5‑1份；所述纳米抗菌复合型塑料母粒由如下步骤制备得到：第一步、按照重量份数将改性二氧化钛粉体、叶绿素铜酸和改性蒙脱石于110‑130℃、500‑700rpm的条件下搅拌混合16‑20min；第二步、降温至100‑110℃，在保持搅拌的条件下，加入线性低密度聚乙烯树脂颗粒，于100‑110℃的条件下搅拌混合3‑5min；第三步、再将上述混合物和抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出制得纳米抗菌复合型塑料母粒，其中，从加料段到机头各段温度分别为：135℃、150℃、160℃、170℃、165℃、150℃；螺杆转速为80rpm。

【技术特征摘要】
1.一种纳米抗菌复合型塑料母粒，其特征在于，由如下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯30-40份、改性二氧化钛24-33份、叶绿色铜酸8-11份、改性蒙脱石15-20份、抗氧剂0.5-1份；所述纳米抗菌复合型塑料母粒由如下步骤制备得到：第一步、按照重量份数将改性二氧化钛粉体、叶绿素铜酸和改性蒙脱石于110-130℃、500-700rpm的条件下搅拌混合16-20min；第二步、降温至100-110℃，在保持搅拌的条件下，加入线性低密度聚乙烯树脂颗粒，于100-110℃的条件下搅拌混合3-5min；第三步、再将上述混合物和抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出制得纳米抗菌复合型塑料母粒，其中，从加料段到机头各段温度分别为：135℃、150℃、160℃、170℃、165℃、150℃；螺杆转速为80rpm。2.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌复合型塑料母粒，其特征在于，所述抗氧剂选自N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N,N’-二苯基对苯二胺或N-苯基-α-萘胺中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌复合型塑料母粒，其特征在于，所述改性二氧化钛由如下方法制备：(1)按照固液比为1g:5mL将纳米TiO2粉体加入异丙醇中，超声分散60-70min，向混合溶液中加入纳米TiO2粉体质量分数为6％的NDZ-105，继续超声30-35min；(2)将混合溶液转移至磁力搅拌油浴锅，恒温45℃反应90min；(3)将反应后的溶液高速离心得沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀至少4-5次，并烘干，制得改性二氧化钛。4.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌复合型塑料母粒，其特征在于，所述叶绿素铜酸由如下方法制备：(1)称取6g叶绿素铜钠盐放入圆底烧瓶中，加入2...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国飞，
申请(专利权)人：黄国飞，
类型：发明
国别省市：浙江,33