CN103408840A - 洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，所述的树脂由以下重量百分比含量的原料组分制备得到：聚丙烯60%～84%，小分子有机抗菌剂0.2%～1%，无机抗菌剂0.2%～1%，清香剂0.1%～1%，玻璃纤维10%～30%，相容剂5%～10%，分散剂0.1%～2%，抗氧剂0.1%～1%。本发明还提供了洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂的制备方法。该洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂产品既具有广谱、高效、持久的抗菌功能，并且安全性较高；应用该树脂制备的洗衣机拨水叶或洗衣机内桶在使用过程中可赋予衣物特定的香味；由于加入了玻璃纤维，使得树脂具有更强的综合力学性能，在使用过程中不易变形；树脂的制备工艺简便、清洁、效率高。

Description

洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚合物改性技术领域，具体地说，是一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（Polypropylene，简称PP）作为五大通用塑料之一，具有密度小、生产成本低、综合力学性能好、无毒、耐腐蚀、易于加工和回收等优点，被广泛应用于各种领域，如家用电器、汽车内外饰件、健身器材、办公用品、日用品、玩具和卫生洁具等。聚丙烯制品裸露在细菌、霉菌空间内，其表面会滋生大量的菌体，严重危害着人们的健康。随着科学技术的进步和经济发展，人们对健康和环保意识的提高，逐渐认识到聚丙烯本身不具备抗菌作用。因此，开发具有抗菌功能的新型聚丙烯材料，可以在一定时间内杀死制品表面的霉菌、细菌或抑制其繁殖，避免人与人、物与物、人与物之间通过聚丙烯材料制品出现霉菌、细菌的交叉感染，减少疾病的传播，对环保事业及人们的身体健康有着十分重要的现实意义。同时可根据人们的喜好，在抗菌聚丙烯树脂中加入清香剂，用这种抗菌清香聚丙烯树脂制备的洗衣机零部件带有淡淡的清香，这种具有广谱抗菌清香洗衣机受到越来越多的欢迎。

目前，关于聚丙烯的研制和应用主要是将抗菌剂物理共混于聚丙烯PP树脂中。中国专利申请：（1）、公开号为CN 102336958 A的发明专利，公开了一种阻燃抗菌透明聚丙烯材料及其制备方法，采用阻燃剂和抗菌剂复配使用的方法使得制备的聚丙烯材料同时具有阻燃和抗菌作用，产品燃烧时发烟密度很低，同时不易变色、成本低；（2）、公开号为CN 102140199 A的发明专利，公开了一种新型聚丙烯抗菌母粒的制备方法，将纳米银粉末分散到非极性的或弱极性的溶剂中，然后添加聚丙烯切片并使其溶解，通过热回流技术除去溶剂，干燥后研磨成粉，最后通过螺杆挤出制备聚丙烯类抗菌母粒；（3）、公开号为CN 102424709 A的发明专利，公开了一种抗菌聚丙烯材料及其制备方法，将聚丙烯、白油、抗菌剂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，制备的抗菌材料含有抗菌剂，抗菌效果好，抗菌持久而且机械性能优异；（4）、公开号为CN 102558676 A的发明专利，公开了一种高抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法，先对纳米TiO₂粒子进行掺杂处理得到掺杂纳米TiO₂粒子，再经偶联剂处理得到改性TiO₂粒子，进一步将改性纳米TiO₂粒子与聚丙烯熔融挤出制成高抗菌聚丙烯复合材料；（5）、公开号为CN 101818834 A的发明专利，公开了一种纳米抗菌聚丙烯管材及其制备方法，按聚丙烯重量的1%～15%将纳米级抗菌母料加入聚丙烯树脂中，用搅拌机混合均匀，进行熔融加热，得到纳米抗菌母粒的聚丙烯塑料的混合物，用于制备纳米抗菌内层；然后使含有纳米抗菌的聚丙烯塑料与普通塑料进行同步共挤，制成包括聚丙烯塑料外层和纳米抗菌内层的管材，最后定型冷却。

但是，将抗菌剂与聚丙烯树脂进行物理混合的方法存在的问题是：无机抗菌剂对霉菌作用不明显，有机抗菌剂对细菌作用不明显。关于本发明的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂及其制备方法，目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，该树脂具有广谱的抗菌功效，同时具有清香气味。

本发明的再一的目的是，提供洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，所述的树脂由以下重量百分比含量的原料组分制备得到：聚丙烯60%～84%，小分子有机抗菌剂0.2%～1%，无机抗菌剂0.2%～1%，清香剂0.1%～1%，玻璃纤维10%～30%，相容剂5%～10%，分散剂0.1%～2%，抗氧剂0.1%～1%。

所述的聚丙烯是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或者二者任意比例的混合物，所述的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯均是指在温度230℃、载荷21.17N的条件下质量熔体流动速率为2～50g/10min的聚丙烯。

所述的小分子有机抗菌剂选自三氯生、聚醚类、季铵盐、又胍类、醇类、酚类、吡啶类抗菌剂中的一种或几种，所述的无机抗菌剂是粒径为3～10μm的银离子沸石无机粉体或银离子玻璃无机粉体。

所述的清香剂为固态芳香类清香剂。

所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维。

所述的相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，其熔融指数为1～150g/10min，接枝率为0.5～1%。

所述的分散剂是有机蜡、硬脂酸酰胺或者二者任意比例的混合物。

所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂，或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。

优选地，所述的受阻酚类抗氧剂是抗氧剂1010，所述的受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物是指重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照所述的重量百分比称取各原料；

（2）将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合2～5分钟，出料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为320～400r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

本发明优点在于：

1、本发明洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂在制备过程中加入了有机抗菌剂和无机抗菌剂，对黄曲霉、赭曲霉、黄绿青霉、念珠菌、典曲霉、杂色曲霉和展青霉等多种霉菌及痢疾杆菌、沙门氏杆菌、变形杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、硫酸盐还原菌等多种细菌具有很强的杀灭或抑制繁衍的功能，抗菌范围广，抗细菌率达99.9%以上，抗霉菌可达0级，抗菌官能团不易丢失，性能稳定，不会渗入人或动物的表皮，本发明产品既具有广谱、高效、持久的抗菌功能，并且安全性较高；

2、根据实际需要，可以选择不同香味的清香剂，使得应用该树脂制备的洗衣机拨水叶或洗衣机内桶在使用过程中赋予衣物特定的香味；

3、洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂产品中加入了玻璃纤维，使得树脂具有更强的综合力学性能，在使用过程中不易变形；

4、本发明采用反应型双螺杆挤出机在合适的工艺条件下经反应性挤出制备而得到树脂，工艺简便、清洁、效率高。

具体实施方式

下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

本发明的实施例与对比例中，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯购自上海石油化工股份有限公司，在温度230℃、载荷21.17N的条件下聚丙烯质量熔体流动速率为2～50g/10min。小分子有机抗菌剂选自三氯生、聚醚类、季铵盐、又胍类、醇类、酚类、吡啶类等抗菌剂，无机抗菌剂优选为粒径在3～10μm的银离子沸石无机粉体或银离子玻璃无机粉体，也可以是其他无机抗菌剂。清香剂优选为固态芳香类清香剂，玻璃纤维优选为无碱玻璃纤维。相容剂优选为聚丙烯接枝马来酸酐，其熔融指数为1～150g/10min，接枝率为0.5～1%，还可以是本领域所用的其他相容剂。分散剂是有机蜡、硬脂酸酰胺或者二者任意比例的混合物，所述的有机蜡优选为聚乙烯蜡。抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂1010，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物优选为重量比是1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。

实施例1、对比例1和对比例2  抗菌剂的影响

聚丙烯是均聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是三氯生，无机抗菌剂是银离子玻璃无机粉体，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是聚乙烯蜡，抗氧剂是抗氧剂1010。按照表1中所示的重量百分比称取各原料。

表1  实施例1、对比例1和对比例2中各原料的重量百分比

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合2分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为400r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。将实施例1、对比例1和对比例2制备的树脂母粒分别做成板材，然后进行性能测试，结果如表2所示。

表2  实施例1、对比例1和对比例2所得树脂的性能结果

从表2中可看出，添加有机抗菌剂和无机抗菌剂的实施例1组，其所得树脂的抗细菌率达99.9%，抗霉菌为0级，在其他性能基本一致的情况下，抗菌效果明显优于对比例1组和对比例2组。

实施例2和对比例3  清香剂的影响

聚丙烯是共聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是季铵盐，无机抗菌剂是银离子沸石无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是硬脂酸酰胺，抗氧剂是重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。按照表3中所示的重量百分比称取各原料。

表3  实施例2和对比例3中各原料的重量百分比

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合5分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为320r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。将实施例2和对比例3制备的树脂母粒分别做成板材，然后进行性能测试，结果如表4所示。

表4  实施例2和对比例3所得树脂的性能结果

从表4中可看出，添加清香剂的实施例2组所制备的树脂具有清香气味，其他性能参数也较好。

实施例3

聚丙烯是重量比为1:1的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是三氯生，无机抗菌剂是银离子玻璃无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是聚乙烯蜡，抗氧剂是重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。按照以下重量百分比称取各原料：

聚丙烯60%，小分子有机抗菌剂1%，无机抗菌剂1%，清香剂0.1%，玻璃纤维30%，相容剂7.7%，分散剂0.1%，抗氧剂0.1%。

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合3分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为350r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

实施例4

聚丙烯是重量比为1:2的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是重量比为1:1的三氯生和聚醚类，无机抗菌剂是银离子玻璃无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是聚乙烯蜡，抗氧剂是重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。按照以下重量百分比称取各原料：

聚丙烯84%，小分子有机抗菌剂0.2%，无机抗菌剂0.2%，清香剂0.1%，玻璃纤维10%，相容剂5.3%，分散剂0.1%，抗氧剂0.1%。

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合4分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为330r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

实施例5

聚丙烯是重量比为2:1的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是重量比为1:1:1的三氯生、聚醚类和醇类，无机抗菌剂是银离子沸石无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是聚乙烯蜡，抗氧剂是重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。按照以下重量百分比称取各原料：

聚丙烯60.2%，小分子有机抗菌剂0.3%，无机抗菌剂0.8%，清香剂0.7%，玻璃纤维25%，相容剂10%，分散剂2%，抗氧剂1%。

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合4分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为390r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

实施例6

聚丙烯是均聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是吡啶类，无机抗菌剂是银离子玻璃无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是硬脂酸酰胺，抗氧剂是重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。按照以下重量百分比称取各原料：

聚丙烯70%，小分子有机抗菌剂0.5%，无机抗菌剂0.5%，清香剂0.9%，玻璃纤维20%，相容剂5.9%，分散剂1.5%，抗氧剂0.7%。

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合3分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为400r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

实施例7

聚丙烯是共聚聚丙烯，小分子有机抗菌剂是重量比为2:1的三氯生和又胍类，无机抗菌剂是银离子沸石无机粉体，玻璃纤维是无碱玻璃纤维，相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，分散剂是重量比为1:1的聚乙烯蜡和硬脂酸酰胺，抗氧剂是抗氧剂1010。按照以下重量百分比称取各原料：

聚丙烯76%，小分子有机抗菌剂0.7%，无机抗菌剂0.3%，清香剂1%，玻璃纤维15%，相容剂5%，分散剂1%，抗氧剂1%。

将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合5分钟，出料；将所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为340r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。

实施例3～实施例7制备的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂的性能测试

将实施例3～实施例7制备的树脂母粒分别做成板材，然后进行性能测试，结果如表5所示。

表5  实施例3～实施例7所得树脂的性能结果

本发明洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂在制备过程中加入了有机抗菌剂和无机抗菌剂，抗菌范围广，抗细菌率达99.9%以上，抗霉菌可达0级，抗菌官能团不易丢失，性能稳定，不会渗入人或动物的表皮，本发明产品既具有广谱、高效、持久的抗菌功能，并且安全性较高。在实际生产中，可以选择不同香味的清香剂，使得应用该树脂制备的洗衣机拨水叶或洗衣机内桶在使用过程中赋予衣物特定的香味。由于加入了玻璃纤维，使得树脂具有更强的综合力学性能，在使用过程中不易变形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的树脂由以下重量百分比含量的原料组分制备得到：聚丙烯60%～84%，小分子有机抗菌剂0.2%～1%，无机抗菌剂0.2%～1%，清香剂0.1%～1%，玻璃纤维10%～30%，相容剂5%～10%，分散剂0.1%～2%，抗氧剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的聚丙烯是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或者二者任意比例的混合物，所述的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯均是指在温度230℃、载荷21.17N的条件下质量熔体流动速率为2～50g/10min的聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的小分子有机抗菌剂选自三氯生、聚醚类、季铵盐、又胍类、醇类、酚类、吡啶类抗菌剂中的一种或几种，所述的无机抗菌剂是粒径为3～10μm的银离子沸石无机粉体或银离子玻璃无机粉体。

4.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的清香剂为固态芳香类清香剂。

5.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维。

6.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐，其熔融指数为1～150g/10min，接枝率为0.5～1%。

7.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的分散剂是有机蜡、硬脂酸酰胺或者二者任意比例的混合物。

8.根据权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂，或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。

9.根据权利要求8所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂，其特征在于，所述的受阻酚类抗氧剂是抗氧剂1010，所述的受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物是指重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。

10.一种权利要求1所述的洗衣机用广谱抗菌清香聚丙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照权利要求1所述的重量百分比称取各原料；

（2）将聚丙烯、小分子有机抗菌剂、无机抗菌剂、清香剂、相容剂、分散剂和抗氧剂在高混机中混合2～5分钟，出料；

（3）将步骤（2）所得的混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出过程中将玻璃纤维在侧喂料口加入，双螺杆挤出机的转速为320～400r/min，挤出机从加料到机头的温度依次设置为185℃、190℃、195℃、195℃、210℃、215℃、220℃、215℃、200℃。