一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子膜材料领域，涉及一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜及其制备方法。本发明专利技术阻燃抗菌凝胶层中的氧化海藻酸钠和海藻酸钠均为难燃物质，具有典型的燃烧自熄灭特性，而参与凝胶反应的PL、TA和铜离子则具有优异的抗菌性能，另外硅(APTES)元素的引入还可进一步增强了阻燃特性，因此最终制得的阻燃聚抗菌丙烯薄膜在初级阻燃基体与阻燃凝胶层双层作用下表现出优异的阻燃性能，使其达到UL

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子膜材料领域，涉及一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯薄膜具有质轻透明、光泽性与防潮阻隔性佳、机械强度高、尺寸稳定性好等优点，是一种重要的高分子薄膜材料，被广泛应用于食品软包装领域，深受消费者喜爱。
[0003]近年来随着动力电池、环保装饰、节能减排等新兴产业的发展，高分子薄膜材料用量越来越大，产品性能要求也越来越高。如用于锂电池软包膜、装修装饰贴膜除了强度、平整性、阻隔性等要求，还要求具有优异的阻燃性能与抗菌性能。然而聚丙烯自身并不抗菌且是一种易燃材料，薄膜比厚制品更易点燃，而且是一种非自支撑材料，火焰传播速度快，这严重影响了其在使用过程中的安全性，极大地限制了聚丙烯薄膜在新兴产业领域的应用。因此开发具有优异阻燃抗菌性能的聚丙烯薄膜对于扩大产品销售领域，开拓新市场具有重要应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种具有燃烧自熄灭特性，达到UL
‑
94阻燃最高等级V
‑
0级，且具有优异抗菌性能，对革兰氏阳性菌(E.coli)和革兰氏阴性菌(S.aureus)抑菌率高达95％和92％的阻燃抗菌聚丙烯薄膜。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，所述薄膜包括凝胶阻燃抗菌层、电晕层和阻燃基体层，其中凝胶阻燃抗菌层由含有醛基官能团的氧化海藻酸钠(OA)、海藻酸钠(ALG)、含有多胺基的聚乙烯亚胺(PEI)、含有多胺基的聚L
‑
赖氨酸(PL)、含有单胺基的胺丙基三乙氧基硅氧烷(APTES)以及单宁酸(TA)通过席夫特反应制得。
[0006]作为优选，氧化海藻酸钠(OA)的分子结构式为：
[0007][0008]作为优选，海藻酸钠(ALG)的分子结构式为：
[0009][0010]作为优选，含有多胺基的聚乙烯亚胺(PEI)的分子结构式为：
[0011][0012]作为优选，含有多胺基的聚L
‑
赖氨酸(PL)的分子结构式为：
[0013][0014]作为优选，含有单胺基的胺丙基三乙氧基硅氧烷(APTES)的分子结构式为：
[0015][0016]作为优选，单宁酸(TA)的分子结构式为：
[0017][0018]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜中，电晕层包括如下质量百分比的原料：60％
‑
70％共聚聚丙烯、30％
‑
40％马来酸酐接枝聚丙烯。
[0019]作为优选，电晕层厚度为5
‑
10μm。
[0020]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜中，阻燃基体层包括如下质量百分比的原料：50％
‑
70％均聚聚丙烯、20％
‑
30％共聚聚丙烯和10％
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20％膨胀阻燃剂。
[0021]作为优选，阻燃基体层厚度为50
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80μm。
[0022]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜中，膨胀阻燃剂为聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、季戊四醇磷酸酯以及三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或多种。
[0023]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜中，氧化海藻酸钠含醛基摩尔百分比为30
‑
60％。
[0024]本专利技术还提供了一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0025]S1、通过多层共挤设备将干燥后的阻燃基体层共混粒子与电晕层共混粒子熔融并通过T型口模挤出流延成膜；
[0026]S2、在薄膜上下两面进行真空电晕处理，然后依次通过PEI+APTES水溶液、OA水溶液、PL+TA水溶液、ALG水溶液和硝酸铜水溶液；
[0027]S3、最后烘干获得阻燃抗菌聚丙烯薄膜。
[0028]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜的制备方法中，PEI+APTES水溶液浓度为5
‑
10wt％，PEI与APTES质量比为(1.5
‑
2.5):1。
[0029]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜的制备方法中，OA水溶液浓度为5
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10wt％。
[0030]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜的制备方法中，PL+TA水溶液浓度为5
‑
10wt％，其中PL与TA质量比为(0.5
‑
1.5):1。
[0031]在上述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜的制备方法中，ALG水溶液和硝酸铜水溶液浓度均为3wt％。
[0032]作为优选，真空电晕处理气体为氧气、氮气和空气中一种或多种。
[0033]作为优选，步骤S2依次通过PEI+APTES水溶液、OA水溶液、PL+TA水溶液、ALG水溶液和硝酸铜水溶液的时间分别为1
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5min，1
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5min，1
‑
3min，2
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5min。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0035]1.本专利技术阻燃抗菌聚丙烯薄膜通过在基体层添加少量膨胀型阻燃剂，一方面赋予薄膜基体一定的阻燃性能，另一方面还能保持薄膜的力学性能不会因为大量阻燃剂的引入而迅速恶化。
[0036]2.本专利技术通过真空电晕处理，使非极性聚丙烯基体层表面带有羧基、羟基等极性官能团与电荷，赋予其表面电负性，随之利用静电吸附与氢键作用将富含大量胺基官能团的PEI+APTES固定到聚丙烯表面，再通过含有醛基官能团的OA与PEI+APTES和PL+TA之间的席夫特反应形成凝胶，最后引入二价铜离子使凝胶层进一步发生交联。
[0037]3.本专利技术阻燃抗菌凝胶层中的氧化海藻酸钠和海藻酸钠均为难燃物质，具有典型的燃烧自熄灭特性，而参与凝胶反应的PL、TA和铜离子则具有优异的抗菌性能，另外硅(APTES)元素的引入还可进一步增强了阻燃特性，因此最终制得的阻燃聚抗菌丙烯薄膜在初级阻燃基体与阻燃凝胶层双层作用下表现出优异的阻燃性能，使其达到UL
‑
94阻燃等级的最高级V
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0级，并且同时表现出优异抗菌性能，对革兰氏阳性菌(E.coli)和革兰氏阴性菌(S.aureus)抑菌率高达95％和92％。
附图说明
[0038]图1为实施例1制备的阻燃抗菌聚丙烯薄膜结构示意图。
具体实施方式
[0039]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0040]实施例1：
[0041]S1、将干燥后的阻燃基体层共混粒子与电晕层共混粒子分别加入到三层共挤设备的螺杆挤出机中，熔融并通过T型口模挤出流延成膜；
[0042]阻燃基体层为如下质量百分比的原料：60％均聚聚丙烯、20％共聚聚丙烯和20％膨胀阻燃剂，膨胀阻燃剂为重量比1:1的聚磷酸铵和季戊四醇磷酸酯；
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括凝胶阻燃抗菌层、电晕层和阻燃基体层，其中凝胶阻燃抗菌层由含有醛基官能团的氧化海藻酸钠(OA)、海藻酸钠(ALG)、含有多胺基的聚乙烯亚胺(PEI)、含有多胺基的聚L
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赖氨酸(PL)、含有单胺基的胺丙基三乙氧基硅氧烷(APTES)以及单宁酸(TA)通过席夫特反应制得。2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，其特征在于，电晕层包括如下质量百分比的原料：60％
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70％共聚聚丙烯、30％
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40％马来酸酐接枝聚丙烯。3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，其特征在于，阻燃基体层包括如下质量百分比的原料：50％
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70％均聚聚丙烯、20％
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30％共聚聚丙烯和10％
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20％膨胀阻燃剂。4.根据权利要求3所述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，其特征在于，膨胀阻燃剂为聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、季戊四醇磷酸酯以及三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯薄膜，其特征在于，氧化海藻酸钠含醛基摩尔百分比为30
‑
60％...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵峥，王炳涛，侯利红，雷刚，张治国，仇光明，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：