一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及抗菌型聚丙烯材料技术领域，且公开了一种抗菌型Ag‑Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，包括以下原料：醋酸银、份纳米氧化锌、石墨烯、冰醋酸、聚丙烯树脂、硅烷偶联剂、消泡剂。该抗菌型Ag‑Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，CH3COO

An antibacterial Ag Zn loaded graphene polypropylene material and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法
本专利技术涉及抗菌型聚丙烯材料
，具体为一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法。
技术介绍
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种，聚丙烯材料具有良好的物理性能，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响力学性能，同时具有较好的化学稳定性，无毒、无味，常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，制备出的工程用聚丙烯纤维，塑钢纤维和丙烯薄膜等材料广泛应用于家用电器、塑料管材、高透材料、食品包装等行业。但是目前的聚丙烯食品包装材料对水蒸气和氧气的隔绝性能较差，当水蒸气和氧气通过聚丙烯食品包装材料接触到食品，容易滋生细菌，被细菌污染，不利于食品存储和保存，目前市场上有一些含银的聚丙烯包装材料具有抑菌活性，但是银化合物的活性很大，表面作用能很强，银化合物之间容易通过分子间作用力形成团聚，在聚丙烯材料中分散不均匀，影响聚丙烯材料隔绝水蒸气和氧气的性能，同时加入银化合物影响了聚丙烯材料的机械性能和力学性能，降低了聚丙烯材料的实用性和适用性。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，既解决了聚丙烯食品包装材料对水蒸气和氧气的隔绝性能较差，食物容易被细菌污染，不利于食品存储和保存的问题，同时解决了含银的聚丙烯包装材料由于添加了银化合物影响了聚丙烯材料的机械性能和力学性能，降低了聚丙烯材料的实用性和适用性。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，包括以下重量份数配比的原料：1-2份醋酸银、0.5-1.5份纳米氧化锌、8-15份石墨烯、5-10份冰醋酸、70-85份聚丙烯树脂、0.3-0.8份硅烷偶联剂、0.2-0.7份消泡剂。优选的，所述醋酸银中CH3COO-Ag+的质量分数为95.8-97.7％。优选的，所述纳米氧化锌的粒径为35-50nm，其中ZnO的质量分数为99.2-99.7％。优选的，所述石墨烯为多层石墨烯粉末，规格：片层大小为10-30μm，厚度4-8nm，层数为6-10层。优选的，所述冰醋酸的质量分数为97.2-98.6％，物质的量浓度为14.8-15.2mol/L。优选的，所述聚丙烯树脂分子量为87000-110000，聚合度为2070-2600。优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷的任意一种。优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷高效消泡剂。优选的，所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，制备方法包括以下步骤：(1)制备微米级高纯CH3COO-Ag+：向烧杯中加入150mL无水乙醇，再称取1-2份醋酸银放入烧杯中，搅拌均匀后，将烧杯中物料全部转移进高能行星球磨机中，球磨6-10h，直至所有醋酸银全部通过2000-2200目筛网，将物料过滤出溶剂，并依次用200mL浓度为3.3-3.8mol/L的稀盐酸和1500-2000mL蒸馏水洗涤微米醋酸银，最后将醋酸银置于烘箱中加热至85-90℃，干燥4-5h，制备得到粒径为6-7um的微米级高纯CH3COO-Ag+。(2)制备酸化石墨烯：向1000mL烧杯中加入600mL蒸馏水，再依次称取8-15份石墨烯和5-10份冰醋酸加入至烧杯中，再将烧杯置于恒温水浴锅中加热至75-80℃，匀速搅拌反应24-28h，充分反应使醋酸负载导石墨烯内层中，将烧杯中的物料过滤出溶剂，再用2500-3000mL蒸馏水洗涤固体，完全除去未反应的醋酸，然后将酸化的石墨烯置于烘箱中加热至85-90℃，干燥4-5h，得到得到酸化石墨烯。(3)制备Ag-Zn负载石墨烯：向1000mL烧杯中加入0.5-1.5份纳米氧化锌、300mL无水乙醇和100mL丙三醇，再加入上述步骤(1)制备得到的微米级高纯CH3COO-Ag+和步骤(2)制备得到的酸化石墨烯，再将烧杯置于超声波处理器中，在温度为50-55℃超声处理6-8h，超声频率为60-80KHz，得到澄清的Ag-Zn负载石墨烯溶胶，将银-锌负载石墨烯溶胶通过布氏漏斗抽滤，将得到的固体物用2000mL-2500mL蒸馏水洗涤除去乙醇和乙二醇，最后将洗涤干净的银-锌负载石墨烯固体物置于烘箱中加热至80-85℃，干燥5-8h除去水分，得到Ag-Zn负载石墨烯。(4)制备Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料：向调速塑料开炼机依次加入70-85份聚丙烯树脂、0.3-0.8份硅烷偶联剂，再加入上述步骤(3)制备得到的Ag-Zn负载石墨烯进行混炼4-5h，混炼温度为170-175℃，混炼完成后，将共混物置于平板硫化仪中，再加入0.2-0.7份消泡剂，进行消泡过程和压制板材过程，最后通过双螺杆挤出机挤出物料，挤出的物料经水槽冷却、空气冷却，引入切粒机切粒、包装，之后在烘干机里烘4-6h，最后在180-185℃注塑成产品Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：1、该抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，通过添加CH3COO-Ag+和ZnO，Ag+接触到病原菌或细菌中的蛋白氧代谢酶时，Ag+就会与蛋白酶中带有负电荷的硫醇基-SH和氨基-NH2等含硫、氨的官能团发生反应的形成特异性结合，有效地刺穿了病原菌或细菌的细胞壁和细胞膜外表，进一步使病原菌或细菌体内的蛋白氧代谢酶变形，失去活性，使病原菌或细菌正常代谢和繁殖，达到了灭菌的效果，同时加入了ZnO，氧化型抗菌的ZnO在水和氧气的作用下中能分解出自由移动的电子e-和空穴，空穴h+激活空气中的氧气而产生出活性氧，与细菌内蛋白质或核酸等有机生物分子发生氧化还原反应，破坏了蛋白质或核酸等有机分子，增加细菌了失活率，起到了抗菌的作用。2、该抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，通过添加Ag-Zn负载石墨烯改性聚丙烯，多层石墨烯具有很好的韧性，弯曲度和拉伸强度，提高了聚丙烯材料的机械性能，增强了其耐久性和适用性，同时Ag-Zn负载在多层石墨烯的表面和层内部，避免了银和锌化合物之间容易通过分子间作用力形成团聚现象，从而使CH3COO-Ag+和ZnO更好地分散在聚丙烯材料，增强了聚丙烯材料隔绝水蒸气和氧气的性能，从而起到了提高聚丙烯材料抗菌的作用。3、该抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，通过使石墨烯酸化，制备出石墨烯-CH3COOH复合物，CH3COOH容易电离出H+，H+再和CH3COO-Ag+反应加速了Ag+的电离速度，产生了大量的Ag+，Ag+进一步使病原菌或细菌体内的蛋白氧代谢酶变形，失去活性，增强了到灭菌的效果，同时H+与ZnO和水、氧气反应产生的电子e-结合，使反应正向进行，促进了空穴h+的生成，加速了空穴h+激活空气中的氧气而产生出活性氧的过程，加快了活性氧与细菌内蛋白质或核酸等有机生物分子发生氧化还原反应，从而加速了破坏蛋白质或核酸等有机生物分子的过程，增强了聚丙烯材料抗菌和抑菌的作用。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抗菌型Ag-Zn负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌型Ag‑Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，包括以下重量份数配比的原料，其特征在于：1‑2份醋酸银、0.5‑1.5份纳米氧化锌、8‑15份石墨烯、5‑10份冰醋酸、70‑85份聚丙烯树脂、0.3‑0.8份硅烷偶联剂、0.2‑0.7份消泡剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，包括以下重量份数配比的原料，其特征在于：1-2份醋酸银、0.5-1.5份纳米氧化锌、8-15份石墨烯、5-10份冰醋酸、70-85份聚丙烯树脂、0.3-0.8份硅烷偶联剂、0.2-0.7份消泡剂。2.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述醋酸银中CH3COO-Ag+的质量分数为95.8-97.7％。3.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述纳米氧化锌的粒径为35-50nm，其中ZnO的质量分数为99.2-99.7％。4.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述石墨烯为多层石墨烯粉末，规格：片层大小为10-30μm，厚度4-8nm，层数为6-10层。5.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述冰醋酸的质量分数为97.2-98.6％，物质的量浓度为14.8-15.2mol/L。6.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述聚丙烯树脂分子量为87000-110000，聚合度为2070-2600。7.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷的任意一种。8.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷高效消泡剂。9.根据权利要求1所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，其特征在于：所述一种抗菌型Ag-Zn负载石墨烯的聚丙烯材料及其制法，制备方法包括以下步骤：(1)制备微米级高纯CH3COO-Ag+：向烧杯中加入150mL无水乙醇，再称取1-2份醋酸银放入烧杯中，搅拌均匀后，将烧杯中物料全部转移进高能行星球磨机中，球磨6-10h，直至所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建龙，
申请(专利权)人：李建龙，
类型：发明
国别省市：河北,13