一种抗菌石头纸的生产方法技术

本发明专利技术提供一种抗菌石头纸的生产方法，包括：1）制备抗菌复合改性母粒、2）制备改性碳酸钙母粒、3）制备抗菌石头纸。本发明专利技术是在石头纸基层的一面或两面赋予了纳米无机抗菌剂‑碳酸钙复合改性层，使抗菌石头纸在具有耐化学腐蚀、耐水防潮、不变形、拉伸强度和撕裂强度好的同时，具备优异的抗菌、抑菌性能，可直接应用于食品、药品的包装。同时较传统抗菌材料具有更好的环保特性。此外纳米TiO2不仅可以有抗菌效果，还能通过光催化进一步提高石头纸材料的易降解性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌石头纸的生产方法
本专利技术涉及一种纳米无机物-碳酸钙抗菌复合材料的生产方法，属于高分子改性材料石头纸材料

技术介绍
石头纸是一种新型复合环保材料，具备木浆纸和塑料制品的双重特性，具有防水、防潮、耐油的特性，而且还具备高分子材料的可降解性，能够进行回收利用，目前已经广泛应用于食品、药品、水果、日化、电子等产品的包装。但作为普通石头纸及其制品，因石头纸不具备优异的抗菌性能，因此研究新型抗菌石头纸成为新型石头纸包装材料的研究开发重点方向之一。纳米级无机抗菌物，是一种直径在100nm以下的白色疏松粉末、且具有抗菌、抑菌功能的无机物，研究表明，紫外光或可见光催化纳米无机抗菌剂，如TiO2、ZnO、纳米银材料表现出极强的抗菌活性，由于其具有抗紫外线、抗菌、自洁净等性质，已经逐步在油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域作为抗菌、增白剂使用。纳米级无机抗菌系列材料已经在抗菌净水器、抗菌涂料、抗菌纺织包装材料中广泛应用，并层出不穷。因此纳米无机抗菌剂在高分子改性行业的应用将赋予石头纸复合材料新的功能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种抗菌石头纸的生产方法，使该抗菌石头纸在具有耐化学腐蚀、耐水防潮、不变形、拉伸强度和撕裂强度好的同时，具备优异的抗菌性能，直接作为食品、药品的包装材料。本专利技术通过下列技术方案完成：一种抗菌石头纸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：1）制备抗菌复合改性母粒1A）按下列质量比备料：纳米无机抗菌剂：5~10%、超细碳酸钙粉：60-70%、偶联剂：1-2%、加工助剂：1～4%、挤出级聚丙烯15～30%、总和为100%；1B）将步骤1A）的超细碳酸钙粉在80～120℃下，以500-800r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入纳米无机抗菌剂混合搅拌3～8分钟，然后加入偶联剂，以500-800r/min速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200-1500r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物；1C）将步骤1C）的混合物送入密炼机中，在150~200℃温度下，密炼10~15min，得密炼物；1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在温度为120~230℃条件下，以800-1000r/min的速度挤出，切粒、筛分后，筛上物为抗菌复合改性母粒；2）制备改性碳酸钙母粒2A）按下列质量比备料：超细碳酸钙粉：65-80%、偶联剂：1-2%、加工助剂：1-4%、挤出级聚丙烯：15-30%；总和为100%；2B）将超细碳酸钙粉在105~130℃下，以500-800r/min的速度搅拌7-13分钟，然后加入偶联剂，以500-800r/min的速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200-1500r/min的速度搅拌20-30分钟，得混合物；2C）将步骤2B）的混合物送密炼机，在温度为130~200℃条件下，密炼10~25min后，得密炼物；2D）将步骤2C）的密炼物送挤出机，在温度为150~250℃条件下，以800-1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，筛上物为改性碳酸钙母粒；3）制备抗菌石头纸3A）按下列质量比备料：中间层料：改性碳酸钙母粒：40~70%、聚丙烯树脂：30~60%；总和为100%；上层料或/和下层料：抗菌复合改性母粒：40~80%、聚丙烯树脂：20~60%；总和为100%；3B）将步骤3A）的中间层料混合均匀后，投入三层挤出机的中间层，控制主螺杆温度为100-270℃，同时将上层料或/和下层料混合均匀后，投入三层挤出机的上表层或/和下表层，控制副螺杆温度为120~250℃，以及主、副挤出流道分流器层比为98:2-90:10，在模头温度为230~280℃条件下，以相同的15-30米/分的速度挤出，冷却后，得中间为改性碳酸钙层、上表层或/和下表层为抗菌复合改性层的抗菌石头纸。所述纳米无机抗菌剂为纳米TiO2、纳米ZnO、纳米银中的一种或几种，其粒径为20-800nm；其中：纳米TiO2做为光催化抗菌剂，能使材料表面在日照条件下发生光催化反应，具有抗菌、抗病毒及净化效果；纳米ZnO、纳米银做为接触反应抗菌剂，能使材料表面长期具有抑菌和杀菌性能。所述超细碳酸钙粉的粒径为10-30um。所述偶联剂为：钛酸酯、铝钛复合剂中的一种，用于活化纳米无机抗菌剂和超细碳酸钙粉的表面，提高无机粉体与高分子材料聚丙烯树脂界面的相容性。所述加工助剂为：抗氧化剂1010、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种，其中：抗氧化剂1010，用于防止高分子材料聚丙烯树脂材料在加工过程中的热氧化降解，同时阻止复合材料的老化并延长其使用寿命；硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙做为润滑剂、增加剂和热稳定剂，用于减少无机材料热加工过程中与设备外摩擦和材料之间的内摩擦，同时提高材料热加工稳定性和材料强度。所述挤出级聚丙烯熔指常数为：20~50g/10min，做为材料基体树脂，可包覆超细碳酸钙粉降低成本并提高材料易加工性能和力学强度。所述步骤1D）、2D）送入挤出机挤出时，挤出螺杆的温度自进料端到出料端分段控制，且呈逐段增加的梯度进行控制。所述步骤3B）在三层挤出机中挤出时，主螺杆和副螺杆的温度自进料端到出料端分段控制，且呈逐段增加的梯度进行控制。所述抗菌石头纸总厚度为50-300um，其中抗菌复合改性层厚度为5-50um，其可以为单层或双层；改性碳酸钙层厚度为50-250um。本专利技术具有下列优点和效果：采用上述方案，使生产出来的抗菌石头纸在具有耐化学腐蚀、耐水防潮、不变形、拉伸强度和撕裂强度好的同时，具备优异的抗菌性能，可直接应用于食品、药品的包装。本专利技术是在普通石头纸层基础上，即在石头纸基层的一面或两面赋予了纳米无机抗菌剂-碳酸钙复合改性层，从而令石头纸具有抗菌、抑菌作用，充分发挥石头纸材料应用范围广价格低廉的优势的同时，又使纳米无机抗菌剂材料和石头纸材料两种新型环保材料相结合，较传统抗菌材料具有更好的环保特性。此外纳米TiO2不仅可以有抗菌效果，还能通过光催化进一步提高石头纸材料的易降解性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。本专利技术使用的设备，没有特别说明的，均为常规设备。本专利技术使用的原料，没有特别说明的，均为常规原料。实施例1一种抗菌石头纸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：1）制备抗菌复合改性母粒1A）按下列质量比备料：纳米TiO2：10%、超细碳酸钙粉：60%、钛酸酯：1%、抗氧化剂1010：0.5%硬脂酸锌：0.5%硬脂酸钙：0.5%挤出级聚丙烯：27.5%1B）将步骤1A）的超细碳酸钙粉在115℃下，以650转/分的速度搅拌5分钟，之后加入纳米TiO2混合搅拌5分钟，然后加入钛酸酯，以650转/分速度搅拌混合5分钟，最后加入抗氧化剂1010、硬脂酸锌、硬脂酸钙和挤出级聚丙烯，以1300转/分的速度混合搅拌20分钟，得混合物；1C）将步骤1C）的混合物送入密炼机中，在185℃温度下，密炼15min，得密炼物；1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，挤出螺杆的温度自进料端到出料端分段控制如下：一段温度120℃；二段温度150℃；三段温度175℃；四段温度185℃；五段温度195℃，以1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，筛上物为抗菌复合改性母粒；2）制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌石头纸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：1）制备抗菌复合改性母粒1A）按下列质量比备料：纳米无机抗菌剂：5~10%、超细碳酸钙粉：60‑70%、偶联剂：1‑2%、加工助剂：1～4%、挤出级聚丙烯15～20%；1B）将步骤1A）的超细碳酸钙粉在80～120℃下，以500‑800 r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入纳米无机抗菌剂混合搅拌3～8分钟，然后加入偶联剂，以500‑800 r/min速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200‑1500 r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物；1C）将步骤1C）的混合物送入密炼机中，在150~200℃温度下，密炼10~15min，得密炼物；1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为200~230℃条件下，以800‑1000 r/min的速度挤出，切粒、筛分后，筛上物为抗菌复合改性母粒；2）制备改性碳酸钙母粒2A）按下列质量比备料： 超细碳酸钙粉：65‑80%、偶联剂：1‑2%、加工助剂：1‑4%、挤出级聚丙烯：15‑20%；2B）将超细碳酸钙粉在105~130℃下，以500‑800 r/min的速度搅拌7‑13分钟，然后加入偶联剂，以500‑800 r/min的速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200‑1500 r/min的速度搅拌20‑30分钟，得混合物；2C）将步骤2B）的混合物送密炼机，在温度为130~200℃条件下，密炼10~25min后，得密炼物；2D）将步骤2C）的密炼物送挤出机，在摸头温度为200~250℃条件下，以800‑1000 r/min的速度挤出，切粒筛分后，筛上物为改性碳酸钙母粒；3）制备抗菌石头纸3A）按下列质量比备料：中间层料：改性碳酸钙母粒：40~70%、聚丙烯树脂：30~60%；上层料或/和下层料：抗菌复合改性母粒：40~80%、聚丙烯树脂：20~60%；3B）将步骤3A）的中间层料混合均匀后，投入三层挤出机的中间层，控制主螺杆温度为100‑270℃，同时将上层料或/和下层料混合均匀后，投入三层挤出机的上表层或/和下表层，控制副螺杆温度为120~250℃，以及主、副挤出流道分流器层比为98:2‑90:10，在模头温度为230~280℃条件下，以相同的15‑30M/分的速度挤出，冷却后，得中间为改性碳酸钙层、上表层或/和下表层为抗菌复合改性层的抗菌石头纸。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌石头纸的生产方法，其特征在于包括如下步骤：1）制备抗菌复合改性母粒1A）按下列质量比备料：纳米无机抗菌剂：5~10%、超细碳酸钙粉：60-70%、偶联剂：1-2%、加工助剂：1～4%、挤出级聚丙烯15～20%；1B）将步骤1A）的超细碳酸钙粉在80～120℃下，以500-800r/min的速度搅拌3～8分钟，之后加入纳米无机抗菌剂混合搅拌3～8分钟，然后加入偶联剂，以500-800r/min速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200-1500r/min的速度混合搅拌5～10分钟，得混合物；1C）将步骤1C）的混合物送入密炼机中，在150~200℃温度下，密炼10~15min，得密炼物；1D）将步骤1C）的密炼物送入挤出机中，在摸头温度为200~230℃条件下，以800-1000r/min的速度挤出，切粒、筛分后，筛上物为抗菌复合改性母粒；2）制备改性碳酸钙母粒2A）按下列质量比备料：超细碳酸钙粉：65-80%、偶联剂：1-2%、加工助剂：1-4%、挤出级聚丙烯：15-20%；2B）将超细碳酸钙粉在105~130℃下，以500-800r/min的速度搅拌7-13分钟，然后加入偶联剂，以500-800r/min的速度搅拌混合3～5分钟，最后加入加工助剂和挤出级聚丙烯，以1200-1500r/min的速度搅拌20-30分钟，得混合物；2C）将步骤2B）的混合物送密炼机，在温度为130~200℃条件下，密炼10~25min后，得密炼物；2D）将步骤2C）的密炼物送挤出机，在摸头温度为200~250℃条件下，以800-1000r/min的速度挤出，切粒筛分后，筛上物为改性碳酸钙母粒；3）制备抗菌石头纸3A）按下列质量比备料：中间层料：改性碳酸钙母粒：40~70%、聚丙烯树脂：30~60%；上层料或/和下层料：抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，罗战平，刘瑞铭，张凤珍，杨勇，金世明，
申请(专利权)人：云南昆钢石头纸环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53