一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法技术

本申请涉及高分子材料领域，具体公开了一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法。用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，包括以下组分：聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、抗菌料、润滑剂、抗氧剂、填料、增塑剂、消泡剂、抗水解剂；抗菌料的制法包括以下步骤：将埃洛石纳米管纯化后与艾草浸膏、乙醇混匀，循环真空和常压搅拌，洗涤抽滤后干燥，制得抗菌埃洛石纳米管；将聚癸二酸丙三醇酯制成纺丝液，静电纺丝，制得PGS纤维；将PGS纤维、竹纤维、丝瓜纤维乳液和抗菌埃洛石纳米管混合，干燥，研磨，制得抗菌料。本申请的用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料具有阻隔性好，多次使用后仍具有较好的抑菌和保鲜效果的优点。果的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法


[0001]本申请涉及高分子材料
，更具体地说，它涉及一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的包装材料通常以聚乙烯、聚丙烯为主要原料，常被用来制成包装袋来装其他物品，因其价廉、重量轻、容量大、便于收纳的优点被广泛使用，但因难以降解，只能以集中填埋或者焚烧的形式进行处理，极易造成白色污染，不利于环保，因此不可降解材料逐渐被全降解塑料取代。
[0003]全降解塑料常见的为PBAT和PLA，PBAT为聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯，是一种可生物降解的芳香族聚酯，其强度较低而锻炼伸长率很高，是柔韧性极好的弹性体材料，PLA为聚乳酸，是由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料，经发酵制成乳酸后，再制成聚乳酸的高分子材料，将二者共混使用，可以满足不同塑料材料对机械强度、拉伸强度和透明度等方面的要求。
[0004]现有技术中，申请号为CN202011090287.3的中国专利技术专利文件，公开了一种高阻隔抗拉伸抑菌膜类可降解材料，按重量份计算、包括PBAT 40
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50份、脂肪族聚酯10
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15份、聚碳酸亚丙酯15
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25份、抗菌剂0.4
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1.0份、相容剂3
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5份、抗氧化剂0.2
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0.5份。该可降解材料具有较高的阻隔性和抗拉伸强度，并且以银离子抗菌剂和锌盐抗菌剂的混合物作为抗菌剂使用，提高了材料的抗菌性，但针对上述中的相关技术，专利技术人发现这种可降解材料制成包装产品后，用于食品包装时，多次使用后容易因细菌累积滋生导致食品腐败，危害使用者安全，因此急需一种具有长效杀菌能力的抗菌材料，能用于可循环使用的包装产品中。

技术实现思路

[0005]为了使塑料包装产品在用于食品保鲜包装时，能循环使用，本申请提供一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，采用如下的技术方案：一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，包括以下重量份的组分：聚乳酸1
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5份、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯93.5
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99.4份、抗菌料0.6
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1.5份、润滑剂0.1
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0.5份、抗氧剂0.3
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0.8份、填料10
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15份、增塑剂1
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3份、消泡剂0.1
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0.2份、抗水解剂0.5
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1份；所述抗菌料的制法包括以下步骤：将埃洛石纳米管纯化后与艾草浸膏、乙醇混匀，抽真空至0.1
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0.2MPa，搅拌处理30
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45min，恢复到常压，搅拌15
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20min，循环真空和常压搅拌三次，洗涤抽滤后干燥，制得抗菌埃洛石纳米管；将聚癸二酸丙三醇酯用六氟异丙醇溶解，制成浓度为20
‑
25wt％的纺丝液，静电纺
丝，制得PGS纤维；将所述PGS纤维、竹纤维、丝瓜纤维乳液和所述抗菌埃洛石纳米管混合，干燥，研磨，制得抗菌料。
[0007]通过采用上述技术方案，埃洛石纳米管是一种天然矿物材料，具有良好的生物相容性，具有较高的长径比和较大的比表面积，且外壁存在硅元素以及较少的羟基结构，使得其具有疏水性能，因此与聚乳酸、PBAT共混时，相容性较好；再者，埃洛石纳米管具有的多孔隙结构，使其具有较强的吸附力，将艾草浸膏用乙醇分散后，采用常压和真空循环浸渍的方法，将艾草浸膏中有效成分和乙醇负载在埃洛石纳米管中，艾草中的有效成分具有较强的抑菌作用，而且乙醇与乙烯具有相似的化学结构，能与乙烯受体紧密结合而抑制乙烯合成，延缓叶绿素分解，降低呼吸速率，延缓果蔬老化，从而起到有效的保鲜作用，延长储藏期和货架期，因此负载艾草浸膏和乙醇的埃洛石纳米管具有抑菌和保鲜作用；聚癸二酸丙三醇酯是一种生物医学应用的可完全生物降解材料，将其溶解后静电纺丝，制得PGS纤维，将能生物降解的PGS纤维和竹纤维作为外层包裹材料，PGS纤维和竹纤维在丝瓜纤维乳液的黏附作用下，在埃洛石纳米管上相互搭接，形成多孔结构，与埃洛石纳米管上的孔隙形成孔洞互补，从而延长艾草浸膏和乙醇的释放路径，延长抗菌料的抑菌和保鲜时间，同时各原料均为可降解原料，兼顾了抗菌性、保鲜效果和生物降解性，另外PGS纤维与聚乳酸的相容性较好，能改善抗菌料与聚乳酸等母料的相容性，提高抗菌料在聚乳酸等母料中的分散性，改善抗菌效果，由此制成的抗菌材料用于包装产品时，能长效抑菌和长效保鲜，能延长食品的保质期和水果的货架期。
[0008]可选的，所述抗菌料包括以下重量份的组分：1
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2份埃洛石纳米管、0.2
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0.5艾草浸膏、1.5
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2份乙醇、0.3
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0.6份聚癸二酸丙三醇酯、0.4
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0.7份竹纤维、0.1
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0.3份丝瓜纤维乳液。
[0009]通过采用上述技术方案，在埃洛石纳米管上负载具有抑菌功能的艾草浸膏和降低乙烯释放功能的乙醇，以丝瓜纤维乳液为粘附剂，然后再将PGS纤维和竹纤维混合作为三维网络外层，在埃洛石纳米管上包覆，三维网络外层的孔隙结构与埃洛石纳米管上的孔隙结构形成较好的孔洞互补，延长艾草浸膏和乙醇的释放路径，延长抑菌和保鲜时间。
[0010]可选的，所述丝瓜纤维乳液由以下方法制成：将丝瓜和水混合，打浆、均质，制得浆液，向所述浆液中加入乳化剂、茶树油和多巴胺盐酸缓冲液，在25
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30℃下搅拌5
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6h，均质，制得丝瓜纤维乳液，浆液、乳化剂、茶树油和多巴胺盐酸缓冲液的质量比为1:(0.02
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0.03):(0.05
‑
0.1)。
[0011]通过采用上述技术方案，丝瓜与水混合粉碎中，制成的浆液中含有粉碎的丝瓜络纤维，其具有抑菌、防潮和防臭的效果，使用乳化剂改善浆液的分散性，再利用茶树油增加浆液的疏水性，提高浆液对水蒸气的阻隔性，且茶树油本身的抗菌谱广，抗菌活性强，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等具有较强的天然抗菌活性，能改善浆液的抗菌能力进而提高抗菌料的抗菌效果，多巴胺缓冲液能与水发生自氧化，产生聚多巴胺，聚多巴胺是一种多功能的新型仿生材料，具有良好的生物相容性、优异的黏附性，能增强丝瓜纤维乳液的黏附能力，改善竹纤维和PGS纤维与埃洛石纳米管的粘结牢度，提高三维网络外层的稳定，提高抑菌和保鲜成分的缓释效果。
[0012]可选的，所述填料包括质量比为1:(0.2
‑
0.5):(0.1
‑
0.2)的氧化石墨烯、蛋壳膜粉
末和聚乙烯醇。
[0013]通过采用上述技术方案，氧化石墨烯具有巨大的比表面积和良好的化学稳定性，氧化石墨烯能引起细胞壁上的微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚乳酸1
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5份、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯93.5
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99.4份、抗菌料0.6
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1.5份、润滑剂0.1
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0.5份、抗氧剂0.3
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0.8份、填料10
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15份、增塑剂1
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3份、消泡剂0.1
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0.2份、抗水解剂0.5
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1份；所述抗菌料的制法包括以下步骤：将埃洛石纳米管纯化后与艾草浸膏、乙醇混匀，抽真空至0.1
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0.2MPa，搅拌处理30
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45min，恢复到常压，搅拌15
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20min，循环真空和常压搅拌三次，洗涤抽滤后干燥，制得抗菌埃洛石纳米管；将聚癸二酸丙三醇酯用六氟异丙醇溶解，制成浓度为20
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25wt%的纺丝液，静电纺丝，制得PGS纤维；将所述PGS纤维、竹纤维、丝瓜纤维乳液和所述抗菌埃洛石纳米管混合，干燥，研磨，制得抗菌料。2.根据权利要求1所述的用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，其特征在于：所述抗菌料包括以下重量份的组分：1
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2份埃洛石纳米管、0.2
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0.5艾草浸膏、1.5
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2份乙醇、0.3
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0.6份聚癸二酸丙三醇酯、0.4
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0.7份竹纤维、0.1
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0.3份丝瓜纤维乳液。3.根据权利要求1所述的用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，其特征在于，所述丝瓜纤维乳液由以下方法制成：将丝瓜和水混合，打浆、均质，制得浆液，向所述浆液中加入乳化剂、茶树油和多巴胺盐酸缓冲液，在25
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30℃下搅拌5
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6h，均质，制得丝瓜纤维乳液，浆液、乳化剂、茶树油和多巴胺盐酸缓冲液的质量比为1:（0.02
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0.03）:（0.05
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0.1）。4.根据权利要求1所述的用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，其特征在于，所述填料包括质量比为1:（0.2
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0.5）:（0.1
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0.2）的氧化石墨烯、蛋壳膜粉末和聚乙烯醇。5.根据权利要求4所述的用于可循环使用包装产品的可堆肥抗菌材料，其特征在于，所述填料由以下方法制成：（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双利，基恩本法蒂，周锐，高顺，李伟宾，宫献展，周晓杰，
申请(专利权)人：青岛周氏塑料包装有限公司，
类型：发明
国别省市：