CN104961964A - 一种天然抗菌耐老化聚乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天然抗菌耐老化聚乙烯材料及其制备方法，该聚乙烯材料是由重量百分含量70～90％聚乙烯、2.5～7％植物源提取物、5～17.5％的纳米黄土、1.3～2.8％的元宝枫籽油和1.2～2.7％的十二烷基乙氧基磺基甜菜碱通过多种途径的加工手段制成。具有天然抗菌、防霉、抗氧化、抗紫外线及远红外保健等多重功效，其用于制造聚乙烯制品不仅抗菌谱广、抑菌能力强，抗菌效果持久。而且耐老化能力和力学性能更优良。长期暴露在日光下，不变色，不变形，不脆裂，使用寿命长。与此同时，远红外效应还可起到自洁、净化环境空气，消除异味的作用，利于人体健康和环境友好。因此大大拓展了聚乙烯的应用范围，蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。

Description

一种天然抗菌耐老化聚乙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种天然抗菌耐老化聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯(PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。它无臭、无毒，手感似蜡，具有良好的耐低温性、耐穿刺性和冲击性能，特别是化学稳定性，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，被广泛应用于电线电缆、家电、汽车、日用品、包装及医疗器械等领域，尤其近年来更发展到与人体密切接触的餐具、容器、玩具、管道、单丝、薄膜等制品。但聚乙烯对于环境很敏感，尤其耐光氧老化性差，诸多的聚乙烯制品在室外使用时易老化，变脆或粉化，甚至脆裂，影响其使用性能。且由于不具有抗菌性，聚乙烯制品用一段时间过后，其表面会变得肮脏，滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物。特别在温度、湿度等客观条件适宜时更易繁殖蔓延有害微生物，不同的人接触就会导致交叉感染，成为细菌污染源和疾病传播源，给人类健康带来了巨大的威胁，这些缺点极大的限制了聚乙烯在各个领域中的应用范围。

有鉴于上述因素，人们对聚乙烯的抗菌性进行了深入广泛的研究，得到了各种抗菌聚乙烯。对聚乙烯抗菌性的研究涉及到抗菌剂的开发、抗菌处理方法的研究等方面。目前广泛使用的抗菌剂按结构主要分为无机、有机和天然三大类。无机抗菌剂采用银、锌、铜等金属离子为抗菌剂，以磷酸盐、膨润土、沸石等多孔无机非金属材料为载体制得，具有抗菌效率高，耐热性强，但容易氧化变色而使抗菌能力降低乃至失效，力学性能大幅度下降，用量相对较大，成本高。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，虽然杀菌效率较高，添加量较少，但耐热性差，易析出，毒性较大，不仅抗菌持久性短，而且被人体吸收，对人体健康会造成很大的潜在危害，实用价值不高。与之相比，天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的，其来源广泛，成本低，具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点，故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成，抗菌成分单一，抗菌谱窄，其与聚乙烯之间的相容性差，易产生团聚、分散不均匀等问题，且在使用过程中抗菌成分易析出，抗菌效果不能持久。此外，现有抗菌剂不能同时兼具抗菌耐老化和保健功能，为了达到聚乙烯制品所需的耐老化指标，通常采用共混改性的方法往聚乙烯中添加抗氧剂来提高其耐老化性能。但公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物，在阳光、氧和热作用下都有逐渐向聚乙烯制品表面析出的趋势，不仅会丧失耐老化能力，而且还会污染环境和危害人体健康。

因此，研究出一种同时具备天然抗菌耐老化、保健与力学性能，且绿色环保、功效持久，使用寿命长的聚乙烯材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂均匀分布在聚乙烯基体中而使多种生物活性物质协同增效的天然抗菌耐老化聚乙烯材料及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗菌耐光氧老化聚乙烯材料，该聚乙烯材料按重量百分比计由以下原料组成：聚乙烯70～90％，植物源提取物2.5～7％，纳米黄土5～17.5％，元宝枫籽油1.3～2.8％，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1.2～2.7％；所述的植物源提取物是由重量百分含量20～30％的核桃青皮，35～55％的假升麻根和25～35％的连翘叶提取制得，其制备方法包括以下步骤：

①制备植物源提取物：按配比称取核桃青皮、假升麻根、连翘叶分别去杂，洗净，干燥后混合，粉碎成30～60目碎片，加入相当于碎片重量5～10倍的浓度为75～90wt％的乙醇溶液，浸泡3h，回流提取50min，过滤，滤渣中加入相当于滤渣重量3～8倍的浓度为60～75wt％的乙醇溶液，回流提取30min，过滤，合并两次滤液过D101大孔吸附树脂柱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为45～70wt％的乙醇溶液洗脱，收集醇洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土：采集一定量的黄土缓慢置于已加入12倍该黄土重量的水容器中，滴加入占黄土重量0.2～3％的碳酸钠和15～50％的浓度为1～50wt％的氢氧化钠溶液，在50～65℃下搅拌反应1～6h，再加入适量醋酸调pH值为中性，升温至70～90℃，加入占黄土重量0.1～1.5％的十二烷基苯磺酸钠搅拌反应0.5～3h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3～5次，150℃下鼓风烘干，研磨至粒径小于1200目，得到白色的纳米黄土；

③制备元宝枫籽油：采集饱满、无腐烂的元宝枫籽，去杂，粉碎60～80目细粉，加入相当于细粉重量3～10倍的沸程为35～60℃的石油醚，在频率20kHz、温度30～50℃、功率150～250W下超声提取3次，每次15～30min，合并3次提取液，在合并液中加入占合并液重量0.3～5％的活性炭，于45～60℃下脱色1.5h，过200目筛，收集筛下滤液，蒸馏回收石油醚，真空浓缩，得到元宝枫籽油；

④按配比称取纳米黄土，以1∶3～18的固液重量比加入去离子水，再加入占纳米黄土重量1.5～3％的聚氧化乙烯，在70～85℃下搅拌0.5～2h，形成稳定均匀胶体溶液；然后将配比量的植物源提取物溶解于去离子水中，使固液重量比为1∶3，再加入配比量的十二烷基乙氧基磺基甜菜碱搅拌混合均匀后添加到上述胶体溶液中，加热到70～85℃，搅拌1～3h，离心，所得固体物在100℃下真空干燥，粉碎，得到植物源/黄土复合抗菌剂；

⑤按配比称取宝枫籽油，按1∶1的重量比加入乙萘酚，在60～70℃下搅拌混合均匀后送入高速混合机中，加入配方量的聚乙烯，再加入步骤④的植物源/黄土复合抗菌剂，在30～50℃、1000～1500r/min下混合3～15min，送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，双螺杆挤出机各段的温度为180～220℃，熔融挤出后冷却造粒，得到天然抗菌耐老化聚乙烯材料。

上述方法所给出的配比是保证本发明产生所期望效果的基本配方，是本发明的技术核心，然而在实际应用中，完全可以在本发明配比的基础上，根据各种需要添加相容剂、偶联剂、增韧剂、着色剂等，这些都属于本领域公知的常识，且只要控制适当，也不会对本发明产生负面影响。

上述原料组分中的聚乙烯可以采用现有技术中的各种聚乙烯，如超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯以及聚乙烯蜡等。

上述原料组分中的核桃青皮又名青龙衣，是核桃未成熟时外部的一层厚厚的绿色果皮，性温味苦涩，富含鞣质类、多酚类、黄酮类、生物碱类、蒽醌类、香豆素类、二芳基庚烷类等多种生物活性成分，另含有维生素C、多糖、有机酸、氨基酸、没食子酸、蛋白质等物质。具有抗菌杀菌、抗肿瘤、镇痛解毒和清除自由基等药理活性。张卫星发表的研究表明：核桃青皮提取物对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌都有显著的抑制作用，并从清除自由基能力、还原能力等方面测定了核桃青皮提取物具有很强的抗氧化能力[“核桃青皮提取物的抗菌和抗氧化活性”《应用与环境生物学报》2014年第1期]。

上述原料组分中的假升麻Aruncus sylvester Kostel.ex Maxim.是蔷薇科(Rosaceae)假升麻属(Aruncus)假升麻的干燥根，又名棣棠卉麻，药用功能：疏风解表，活血舒筋。其含有苯丙素类、单萜类、黄酮类、胡萝卜苷、野黑樱昔、谷甾醇等成，具有良好的抑菌效果及较强的抗氧化作用，其中对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、链球菌、枯草芽孢杆菌等细菌具有很强杀灭或和抑制作用[蔡恩博等，“假升麻根乙醇提取物抑菌活性、抗氧化作用及其根中微量元素测定”《食品科学》2010(11)13：97～101]。中国发明专利(授权公告号CN101721505B)公开了“一种具有抑菌活性作用的假升麻根提取物”，对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠杆菌、链球菌、枯草芽孢杆菌等致病菌及食品腐败菌具有良好的抑菌效果。

上述原料组分中的连翘叶是木犀科连翘属植物连翘的叶子，具有较强的抗菌活性，在民间连翘叶用于制作连翘叶茶，具有清热解毒、下火等功效。现代科技研究表明：连翘叶中含有连翘苷、连翘酯苷A、右旋松脂酚、松脂醇葡萄糖甙、连翘甙元、芸香甙、苯乙烯类衍生物、毛柳甙、连翘梾木甙、熊果酸、桦木酸、齐墩果酸、黄酮类化合物和富含硒、钙、钾、锌等微量元素。具有抑菌杀菌、消炎、抗氧化、抗病毒等功效。现代药理研究表明，连翘叶提取物具有较好的体外抗氧化活性[杨建雄等，“连翘叶黄酮的体外抗氧化作用”《天然产物研究与开发》2007年第1期]，且对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌等多种细菌具有很强的抗菌作用，还能抑制磷酸二酯酶、真菌以及活性氧[秦臻等，“连翘及连翘叶体外抑菌作用研究”《食品工程》2013年第2期]。

从已公开的文献报道看，国内外对核桃青皮、假升麻根、连翘叶的生物活性物质具有抗菌、抗氧化研究尽管较成熟，但将核桃青皮、假升麻根、连翘叶的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与纳米黄土复合作为抗菌剂添加到聚乙烯中而具有天然抗菌耐老化和保健功能的同时提升力学性能在国内外还未见相关研究的报道，也未见工业化生产。

本发明将核桃青皮、假升麻根、连翘叶三种植物源提取物复配使用，功效互补，能最大限度地发挥各生物活性物质的优势而将其劣势减小到最低程度，在此基础上与纳米黄土进行复合，使多种生物活性物质协同增效而更好地发挥抗菌耐老化机制，不仅赋予了抗菌成分一些新的特性，还获得了抗紫外线、自由基捕捉活性和保健功效。很好的弥补了天然抗菌剂成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的不足，为聚乙烯兼具天然抗菌耐老化和保健功能的同时提升力学性能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配比，不能预料到本发明中的植物源提取物与纳米黄土协同作用及所带来的技术效果，体现了本发明的创造性。

上述原料组分中的元宝枫籽油，是从槭树科槭属(Acer)植物元宝枫树(Acer truncatumBge)种仁提取的植物油，含有多种人体必需脂肪酸和脂溶性维生素E，并含有类胡萝卜素和17种氨基酸，其中不饱和脂肪酸含量高达92％，尤其是神经酸的含量为5.52％、亚油酸42.37％、油酸18.65％，具有抗肿瘤、防止神经纤维萎缩、脑细胞衰老、心血管病等功效，对几种常见的食品腐败菌有广泛的抑制作用，特别是对大肠杆菌、桔草芽孢杆菌和黄曲霉菌的抗菌作用极佳[王性炎等，“新资源食品——元宝枫籽油”《中国油脂》2011年第9期]。

上述原料组分中的纳米黄土，是天然黄土改性产物，我国自然资源丰富，储量世界第一。各地黄土成分变化不大，它主要由碎屑矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成，而碎屑矿物中的石英、长石和云母类含量占碎屑矿物的80％，伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等；粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以SiO₂占优势，其次为Al₂O₃、CaO，再次为Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O、FeO、TiO₂、MnO和有机杂质等，由于这些有机杂质的存在，黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等，但因其独特的微孔结构，比表面积大，堆密度小，孔体积大等特性，不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性，还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等，“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测，黄土中含有过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质，具有净化、解毒之功效，不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息，而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载，黄土与人体有很好的相容性，可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方，还可医治烧伤，对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域，但纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂添加入聚乙烯基体中制备出天然抗菌耐老化聚乙烯材料的相关研究未见报道。

本发明人正是利用黄土的比表面积大，多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点，同时发挥了黄土与植物源提取物之间的高亲和性，借助十二烷基乙氧基磺基甜菜碱与阳离子、非离子、两性离子有良好配伍性的特征，协同诱导植物源提取物对黄土的层间结构进行扩张，从而使植物源提取物更容易插层到黄土的层间结构之中，形成纳米级的植物源/黄土复合抗菌剂，该复合抗菌剂与元宝枫籽油、聚乙烯在熔融条件下以共插层形式，使植物源/黄土复合抗菌剂均匀分散在聚乙烯基体中，得到天然抗菌耐老化聚乙烯材料。发明人意外地发现，元宝枫籽油与乙萘酚之间通过热处理具有较好的协同效应，不仅增强了聚乙烯材料的抗菌耐老化能力和保健功效。而且使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于聚乙烯基体中，产生良好的界面粘结性能，有效减少聚乙烯分子链间内摩擦力，阻止了其团聚的可能。同时提高了聚乙烯的熔融速率和熔体变形性，降低熔体黏度及改善塑化性能，其表面结构产生变化，力学性能和加工性能得以提升。有效解决了天然抗菌剂在聚乙烯基体中界面不相容、易产生团聚和分散不均匀的问题。

本发明人出乎预料地发现，黄土中SiO₂含量高，酸化后的黄土微孔中酸度增加，不仅除去微孔中杂质较彻底，而且获得纯度高、多孔粒细的SiO₂，其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-Si-OH)，这些硅羟基在水溶液中离解出H⁺，表面表现出一定的负电性，是一种优良的螯合基团、亲核反应基团。而十二烷基乙氧基磺基甜菜碱属于两性表面活性剂，能够与植物源提取物最大限度互溶，并通过相互吸引产生协同增效作用，两者协同对纳米黄土的层间结构进行扩张的同时获得需要的电荷，从而将植物源提取物引入到黄土层间，极容易渗透到黄土片层的内部，使植物源提取物负载于纳米黄土的均匀性和稳定性显著提高，表现出协同相加的抗菌耐老化能力和保健功效。很好的克服了现有天然抗菌剂的抗菌成分单一，抗菌谱窄，易析出，抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是，当植物源提取物在聚乙烯基体中扩散时，由于聚乙烯、纳米黄土、植物源提取物、元宝枫籽油、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱的性能进行有机结合形成一种受限体系，使该体系中***的植物源提取物被束缚在黄土的片层之间，分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚，使植物源提取物无法直线扩散，形成了有效的物理屏障，导致植物源提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率，延长抗菌耐老化时效。当制品表面的植物源提取物浓度降低时，可以通过聚乙烯基体相不断向表面自迁移，从而实现对动态界面的连续动态修饰，控制植物源提取物析出速率。并且由于部分植物源提取物被负载于黄土内部，因此当黄土表面的植物源提取物析出后，其内部的植物源提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出，达到很好的缓释效果。制品使用较长时间后仍然能够保持较好的抗菌耐老化、保健和力学性能。

由上可见，本发明将聚乙烯、黄土、核桃青皮、假升麻根、连翘叶、元宝枫籽油、乙萘酚、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱等原料通过协同增效作用，获得了兼具天然抗菌、防霉、抗氧化、抗紫外线及远红外保健的聚乙烯材料，其用于制造聚乙烯制品不仅抗菌谱广、抑菌能力强，有效抑制各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物的滋生。而且抗菌成分不易析出，抗菌效果持久，耐老化能力和力学性能更优良，使聚乙烯制品长期暴露在日光下，不变色，不变形，不脆裂，使用寿命长。与此同时，远红外效应还可起到自洁、净化环境空气，消除异味的作用，利于人体健康和环境友好。且抗菌剂原料取自天然，成本低廉，容易推广应用。

本发明所述的聚乙烯材料可以用于任何常规的聚乙烯制品，譬如制备餐具、容器、玩具、管道、文体用品、购物袋、医用包装等，因此，极大地扩展了聚乙烯的应用范围，蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

实施例一

1.原料准备：

①制备植物源提取物：称取核桃青皮20kg、假升麻根55kg、连翘叶25kg分别去杂，洗净，干燥后混合，粉碎成50目碎片，加入相当于碎片重量7倍的浓度为85wt％的乙醇溶液，浸泡3h，回流提取50min，过滤，滤渣中加入相当于滤渣重量6倍的浓度为70wt％的乙醇溶液，回流提取30min，过滤，合并两次滤液过D101大孔吸附树脂柱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为50wt％的乙醇溶液洗脱，收集醇洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土：采集一定量的黄土缓慢置于已加入12倍该黄土重量的水容器中，滴加入占黄土重量1.3％的碳酸钠和35％的浓度为20wt％的氢氧化钠溶液，在55℃下搅拌反应3h，再加入适量醋酸调pH值为中性，升温至80℃，加入占黄土重量0.9％的十二烷基苯磺酸钠搅拌反应2h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3次，150℃下鼓风烘干，研磨至粒径小于1200目，得到白色的纳米黄土；

③制备元宝枫籽油：采集饱满、无腐烂的元宝枫籽，去杂，粉碎60目细粉，加入相当于细粉重量9倍的沸程为45℃的石油醚，在频率20kHz、温度35℃、功率180W下超声提取3次，每次30min，合并3次提取液，在合并液中加入占合并液重量1.5％的活性炭，于60℃下脱色1.5h，过200目筛，收集筛下滤液，蒸馏回收石油醚，真空浓缩，得到元宝枫籽油；

2.原料配方：

低密度聚乙烯78.8kg，植物源提取物3kg，纳米黄土15kg，元宝枫籽油1.5kg，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1.7kg。

3.制备步骤：

①称取纳米黄土15kg，加入去离子水180kg进行混合后，再加入聚氧化乙烯0.3kg，在70下搅拌2h，形成稳定均匀胶体溶液；

②称取植物源提取物3kg溶解于9kg去离子水中，再加入十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1.7kg搅拌混合均匀后添加到步骤①的胶体溶液中，加热到75℃，搅拌3h，离心，所得固体物在100℃下真空干燥，粉碎，得到植物源/黄土复合抗菌剂；

③称取宝枫籽油1.5kg，加入乙萘酚1.5kg，在65℃下搅拌混合均匀后送入高速混合机中，加入低密度聚乙烯78.8kg，再加入步骤②的植物源/黄土复合抗菌剂，在35℃、1200r/min下混合6min，送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，双螺杆挤出机各段的温度为180～220℃，熔融挤出后冷却造粒，得到天然抗菌耐老化聚乙烯材料。

实施例二

1.原料准备：

①制备植物源提取物：称取核桃青皮25kg、假升麻根50kg、连翘叶35kg分别去杂，洗净，干燥后混合，粉碎成60目碎片，加入相当于碎片重量10倍的浓度为75wt％的乙醇溶液，浸泡3h，回流提取50min，过滤，滤渣中加入相当于滤渣重量8倍的浓度为60wt％的乙醇溶液，回流提取30min，过滤，合并两次滤液过D101大孔吸附树脂柱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为45wt％的乙醇溶液洗脱，收集醇洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土：采集一定量的黄土缓慢置于已加入12倍该黄土重量的水容器中，滴加入占黄土重量0.9％的碳酸钠和50％的浓度为12wt％的氢氧化钠溶液，在65℃下搅拌反应1.5h，再加入适量醋酸调pH值为中性，升温至90℃，加入占黄土重量0.7％的十二烷基苯磺酸钠搅拌反应3h，过滤，滤饼用去离子水洗涤5次，150℃下鼓风烘干，研磨至粒径小于1200目，得到白色的纳米黄土；

③制备元宝枫籽油：采集饱满、无腐烂的元宝枫籽，去杂，粉碎80目细粉，加入相当于细粉重量7倍的沸程为50℃的石油醚，在频率20kHz、温度50℃、功率220W下超声提取3次，每次20min，合并3次提取液，在合并液中加入占合并液重量2.2％的活性炭，于45℃下脱色1.5h，过200目筛，收集筛下滤液，蒸馏回收石油醚，真空浓缩，得到元宝枫籽油；

2.原料配方：

高密度聚乙烯73.5kg，植物源提取物5kg，纳米黄土17.5kg，元宝枫籽油1.9kg，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱2.1kg。

3.制备步骤：

①称取纳米黄土17.5kg，加入去离子水262.5kg进行混合后，再加入聚氧化乙烯0.35kg，在80下搅拌1.2h，形成稳定均匀胶体溶液；

②称取植物源提取物5kg溶解于15kg去离子水中，再加入十二烷基乙氧基磺基甜菜碱2.1kg搅拌混合均匀后添加到步骤①的胶体溶液中，加热到85℃，搅拌2h，离心，所得固体物在100℃下真空干燥，粉碎，得到植物源/黄土复合抗菌剂；

③称取宝枫籽油1.9kg，加入乙萘酚1.9kg，在70℃下搅拌混合均匀后送入高速混合机中，加入高密度聚乙烯73.5kg，再加入步骤②的植物源/黄土复合抗菌剂，在50℃、1500r/min下混合3min，送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，双螺杆挤出机各段的温度为180～220℃，熔融挤出后冷却造粒，得到天然抗菌耐老化聚乙烯材料。

Claims (1)

1.一种天然抗菌耐老化聚乙烯材料，其特征在于，该聚乙烯材料按重量百分比计由以下原料组成：聚乙烯70～90％，植物源提取物2.5～7％，纳米黄土5～17.5％，元宝枫籽油1.3～2.8％，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1.2～2.7％；所述的植物源提取物是由重量百分含量20～30％的核桃青皮，35～55％的假升麻根和25～35％的连翘叶提取制得，其制备方法包括以下步骤：

①制备植物源提取物：按配比称取核桃青皮、假升麻根、连翘叶分别去杂，洗净，干燥后混合，粉碎成30～60目碎片，加入相当于碎片重量5～10倍的浓度为75～90wt％的乙醇溶液，浸泡3h，回流提取50min，过滤，滤渣中加入相当于滤渣重量3～8倍的浓度为60～75wt％的乙醇溶液，回流提取30min，过滤，合并两次滤液过D101大孔吸附树脂柱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为45～70wt％的乙醇溶液洗脱，收集醇洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土：采集一定量的黄土缓慢置于已加入12倍该黄土重量的水容器中，滴加入占黄土重量0.2～3％的碳酸钠和15～50％的浓度为1～50wt％的氢氧化钠溶液，在50～65℃下搅拌反应1～6h，再加入适量醋酸调pH值为中性，升温至70～90℃，加入占黄土重量0.1～1.5％的十二烷基苯磺酸钠搅拌反应0.5～3h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3～5次，150℃下鼓风烘干，研磨至粒径小于1200目，得到白色的纳米黄土；

③制备元宝枫籽油：采集饱满、无腐烂的元宝枫籽，去杂，粉碎60～80目细粉，加入相当于细粉重量3～10倍的沸程为35～60℃的石油醚，在频率20kHz、温度30～50℃、功率150～250W下超声提取3次，每次15～30min，合并3次提取液，在合并液中加入占合并液重量0.3～5％的活性炭，于45～60℃下脱色1.5h，过200目筛，收集筛下滤液，蒸馏回收石油醚，真空浓缩，得到元宝枫籽油；

④按配比称取纳米黄土，以1∶3～18的固液重量比加入去离子水，再加入占纳米黄土重量1.5～3％的聚氧化乙烯，在70～85℃下搅拌0.5～2h，形成稳定均匀胶体溶液；然后将配比量的植物源提取物溶解于去离子水中，使固液重量比为1∶3，再加入配比量的十二烷基乙氧基磺基甜菜碱搅拌混合均匀后添加到上述胶体溶液中，加热到70～85℃，搅拌1～3h，离心，所得固体物在100℃下真空干燥，粉碎，得到植物源/黄土复合抗菌剂；

⑤按配比称取宝枫籽油，按1∶1的重量比加入乙萘酚，在60～70℃下搅拌混合均匀后送入高速混合机中，加入配方量的聚乙烯，再加入步骤④的植物源/黄土复合抗菌剂，在30～50℃、1000～1500r/min下混合3～15min，送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，双螺杆挤出机各段的温度为180～220℃，熔融挤出后冷却造粒，得到天然抗菌耐老化聚乙烯材料。