一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料改性加工技术领域，特别是涉及一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒及其制备方法，所述抗菌功能母粒包括以下质量百分比的组分：低分子量聚乳酸75.0～85.0wt.％；无机抗菌剂10.0～20.0wt.％；纳米二氧化铈1.0～3.0wt.％；介孔磷酸氢锆1.0～3.0wt.％；抗热氧老化助剂0.1～0.3wt.％；分散助剂2.5～3.0wt.％。本发明专利技术提供的抗菌功能母粒采用银锌离子无机物载体的粉体抗菌剂，在抗菌功能母粒中引入介孔磷酸氢锆，能够显著提高采用该抗菌功能母粒的改性聚乳酸专用料的抗菌性能，延长改性生物可降解塑料抗菌功能的作用周期，提高加工效率。加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料改性加工
，特别是涉及一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]采用双螺杆挤出造粒机组对塑料实施熔融共混是一种简单易行的传统热塑性塑料改性方法，其改性效果优异，能够实现塑料改性产品的连续化生产，所制备的改性专用料可注射或挤出加工成型为各种塑料制品。这一技术路线不仅能提高塑料制品的强度、韧性、刚度、耐蠕变、抗挠曲等物理机械性能，而且还能够赋予塑料制品阻燃、导电、导热、导磁、抗静电、抗菌等特殊的物理化学性能。当前，塑料母粒化技术开发得到飞速发展，塑料母粒的制备技术得到不断优化，其功能品种也越来越多。
[0003]生物可降解塑料具有良好的可降解性能，是一种可持续发展的塑料材料，在食物软硬包装材料及一次性快消领域应用广泛。聚乳酸作为生物可降解塑料中的主要产品，市场对其抗菌性能的要求也日益严格。专利CN201811565072.5公开了一种可生物降解垃圾袋专用抗菌母粒及其制备方法，该母粒是以聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯和聚乳酸为载体树脂，造纸废弃物为抗菌助剂，通过双螺杆拉出造粒机组熔融共混挤出制备而成。专利CN202120866353.5公开了一种纳米复合塑料抗菌母粒，通过构建主抗菌母粒主体及防护层的方式，对抗菌母粒进行改性。
[0004]然而，在塑料共混改性加工过程中，粒料树脂与粉体或液体改性助剂的共混加工存在配料过程复杂、原料分散不均匀、扬尘污染环境等问题，进而会影响产品的抗菌性能。在塑料加工工业领域，采用相应的功能化改性塑料母粒进行熔融共混加工是克服上述问题的方法之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，包括以下质量百分比的组分：
[0008]低分子量聚乳酸：75.0～85.0wt.％；
[0009]无机抗菌剂：10.0～20.0wt.％；
[0010]纳米二氧化铈：1.0～3.0wt.％；
[0011]介孔磷酸氢锆：1.0～3.0wt.％；
[0012]抗热氧老化助剂：0.1～0.3wt.％；
[0013]分散助剂：2.5～3.0wt.％。
[0014]优选的，所述低分子量聚乳酸的数均分子量为8000～12000g/mol。
[0015]优选的，所述无机抗菌剂为银锌离子无机粉体抗菌剂。
[0016]优选的，所述无机抗菌剂选自以玻璃、沸石或磷酸盐为载体的银、锌离子无机粉体抗菌剂中的任意一种。
[0017]优选的，所述无机抗菌剂的粒径为5～10微米。
[0018]优选的，所述抗热氧老化助剂为三甘醇双β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯(抗氧剂245)和双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)的复配物。
[0019]优选的，所述复配物中三甘醇双β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯和双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的质量比包括但不限于1：1。
[0020]优选的，所述分散剂选自硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺、介酸酰胺中的任意一种或两种。
[0021]本专利技术还提供了一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒的制备方法，具体包括以下步骤：按配比称取低分子量聚乳酸、无机抗菌剂、纳米二氧化铈、介孔磷酸氢锆、抗热氧老化助剂和分散助剂，并将其依次投入高速混合器进行预混合，得到预混料；将上述预混料通过锥形喂料机加入双螺杆挤出造粒机组内，经融熔挤出并造粒得到目标抗菌功能母粒。
[0022]作为本专利技术进一步方案，所述双螺杆挤出造粒机组料筒至机头的各段温度为135～175℃，螺杆转速为300～400转/分钟。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.本专利技术针对聚乳酸基体原料的分子结构特征，设计了具有优异流动分散性、自身可生物降解、且与聚乳酸基体完全相容的低分子量聚乳酸母粒载体，可使抗菌母粒中各组分与聚乳酸基体保持良好的相容性，不但提高了粉体原料在基体中的分散性，也能有效保持力学性能。
[0025]2.本专利技术采用银锌离子无机物载体的粉体抗菌剂与纳米化合物复配使用的方式，能够显著提高采用该抗菌功能母粒的改性聚乳酸专用料的抗菌性能。
[0026]3.本专利技术在抗菌功能母粒中引入介孔磷酸氢锆，不但能够吸附游离的银、锌和铈离子，防止抗菌功能因离子迁移而过快失效，延长改性生物可降解塑料抗菌功能的作用周期，同时发挥高效成核剂的作用，提高生物可降解塑料的结晶速率，缩短其加工成型周期，提高加工效率。
[0027]4.本专利技术提供的可降解抗菌功能母粒，既可以与其他改性助剂和聚乳酸基体树脂通过双螺杆造粒机熔融共混制备改性专用料，也可直接与聚乳酸基体经简单混合后通过注塑机注射成型加工成制品，抗菌功能母粒可与其他改性母粒及助剂灵活地组合，并可灵活地调节其与聚乳酸树脂原料的配比来调整塑料制品的性能和成本，可广泛应用于各类聚乳酸塑料制品的抗菌功能化改性与加工。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该专利技术仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。
[0029]实施例1
‑
6与对比例1
‑
6中采用的低分子量聚乳酸的数均分子量为8000～12000g/mol，无机抗菌剂的粒径均为5～10微米。
[0030]实施例1：
[0031]本实施例提供了一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其组分的质量配比如下：85.0kg低分子量聚乳酸；10.0kg玻璃/沸石载体的银锌离子抗菌剂(Bactekiller BM
‑
102TG)；3.0kg纳米二氧化铈；1.0kg介孔磷酸氢锆；0.1kg抗热氧老化助剂；2.9kg硬酯酸钙。其中，抗热氧老化助剂是抗氧剂245和抗氧剂626按质量比1:1组成的复配物。
[0032]本实施例还提供了上述抗菌功能母粒的制备方法，具体包括以下步骤：
[0033]按配比称取低分子量聚乳酸、玻璃/沸石载体的银锌离子抗菌剂、纳米二氧化铈、介孔磷酸氢锆、抗热氧老化助剂和硬酯酸钙，并将其依次投入高速混合器进行预混合，得到预混料；将上述预混料通过锥形喂料机加入双螺杆挤出造粒机组内，设置双螺杆挤出机的料筒至机头各段温度为135、165、165、170、175、175和170℃，螺杆转速为350转/分钟，共混物经融熔挤出并造粒，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：低分子量聚乳酸：75.0～85.0wt.％；无机抗菌剂：10.0～20.0wt.％；纳米二氧化铈：1.0～3.0wt.％；介孔磷酸氢锆：1.0～3.0wt.％；抗热氧老化助剂：0.1～0.3wt.％；分散助剂：2.5～3.0wt.％。2.根据权利要求1所述的聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，所述低分子量聚乳酸的数均分子量为8000～12000g/mol。3.根据权利要求1所述的聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，所述无机抗菌剂为银锌离子无机粉体抗菌剂。4.根据权利要求3所述的聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，所述无机抗菌剂选自以玻璃、沸石或磷酸盐为载体的银、锌离子无机粉体抗菌剂中的任意一种。5.根据权利要求4所述的聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，所述无机抗菌剂的粒径为5～10微米。6.根据权利要求1所述的聚乳酸专用可降解抗菌功能母粒，其特征在于，所述抗热氧老化助剂为三甘醇双β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯和双(2,4
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【专利技术属性】
技术研发人员：李翰卿，汪晓东，蔡文鹏，
申请(专利权)人：江苏万纳普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：