CN104974408A - 一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法,上述纳米抗菌聚乙烯材料，由包含以下重量份的组分制成：聚乙烯80-90份、聚醋酸乙烯树脂20-30份、羟丙基甲基纤维素10-12份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5-8份、椰油酰甘氨酸钠2-6份、甲基异噻唑啉酮2-4份、偏硅酸三甲酯2-4份、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1-2份、二乙基二氯硅烷0.5-1份和抗菌剂0.2-1.8份。本发明还提供了一种纳米抗菌聚乙烯材料的制备方法。

Description

一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法
技术领域
 本发明属于复合材料领域，特别涉及一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯（PE）是由乙烯单体聚合而成，因其分子量高低、链结构不同，可分为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。聚乙烯是无臭，无毒，手感似蜡的高分子材料，具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达-100~-70°C，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。聚乙烯主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品、电视、雷达等材料。
过去常用的消毒方式常为高温、臭氧、紫外线照射、氯气消毒或蒸汽消毒法，高温盒蒸汽消毒法都是通过加热达到一定高温，从而对有害菌进行杀灭，其灭菌温度高。臭氧和紫外线照射杀菌法则是通过臭氧进行杀菌，需要臭氧达到一定浓度，才能具有良好的杀菌效果。氯气消毒法则是通过氯气的强氧化性的作用进行消毒。
发明内容
 针对上述的需求，本发明特别提供了一种纳米抗菌聚乙烯材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
    一种纳米抗菌聚乙烯材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯   80-90份，
聚醋酸乙烯树脂  20-30份，
羟丙基甲基纤维素 10-12份，
二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯  5-8份，
椰油酰甘氨酸钠  2-6份，
甲基异噻唑啉酮  2-4份，
偏硅酸三甲酯2-4份，
聚氧化乙烯山梨糖醇酐 1-2份，
二乙基二氯硅烷  0.5-1份，
抗菌剂 0.2-1.8份。
    所述组分还包括色粉0-0.05重量份。
    所述抗菌剂为聚赖氨酸、氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银和泡沫镍的混合物。
所述抗菌剂中聚赖氨酸、氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银和泡沫镍的质量比为0.5：1:0.5:0.5:0.5-1。
一种纳米抗菌聚乙烯材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
    （1）称取聚乙烯80-90重量份、聚醋酸乙烯树脂20-30重量份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5-8重量份、椰油酰甘氨酸钠2-6重量份、甲基异噻唑啉酮2-4重量份、偏硅酸三甲酯2-4重量份、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1-2重量份、二乙基二氯硅烷0.5-1重量份，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的抗菌剂0.2-1.8重量份和色粉0-0.05重量份，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素10-12重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
    所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度160-170℃，二区温度190-210℃，三区温度220-240℃，四区温度190-210℃，五区温度170-190℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
    （1）本发明制得的纳米抗菌聚乙烯材料以聚乙烯为主要原料，通过加入聚醋酸乙烯树脂、羟丙基甲基纤维素、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、椰油酰甘氨酸钠、甲基异噻唑啉酮、偏硅酸三甲酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐、二乙基二氯硅烷和抗菌剂，制得的纳米抗菌聚乙烯材料具有良好的力学性能，且该纳米抗菌聚乙烯材料具有良好的抗菌和杀菌性能。
（2）本发明制得的纳米抗菌聚乙烯材料具有良好的耐刮擦性能，且抗冲击性能也较一般的聚乙烯材料有很大程度的提高。
    （3）本发明的纳米抗菌聚乙烯材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
    （1）称取聚乙烯80kg、聚醋酸乙烯树脂20kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5kg、椰油酰甘氨酸钠2kg、甲基异噻唑啉酮2kg、偏硅酸三甲酯2kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1kg、二乙基二氯硅烷0.5kg，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.03kg、氧化锌0.06kg、纳米二氧化钛0.03kg、纳米氧化银0.03kg和泡沫镍0.03kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素10kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
    所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度160℃，二区温度190℃，三区温度220℃，四区温度190℃，五区温度170℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
    （1）称取聚乙烯80kg、聚醋酸乙烯树脂20kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5kg、椰油酰甘氨酸钠2kg、甲基异噻唑啉酮2kg、偏硅酸三甲酯2kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1kg、二乙基二氯硅烷0.5kg，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.03kg、氧化锌0.06kg、纳米二氧化钛0.03kg、纳米氧化银0.03kg、泡沫镍0.03kg和色粉0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素10kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
    所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度160℃，二区温度190℃，三区温度220℃，四区温度190℃，五区温度170℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
    （1）称取聚乙烯90kg、聚醋酸乙烯树脂30kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、椰油酰甘氨酸钠6kg、甲基异噻唑啉酮4kg、偏硅酸三甲酯4kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐2kg、二乙基二氯硅烷1kg，混合均匀； 
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.25kg、氧化锌0.5kg、纳米二氧化钛0.25kg、纳米氧化银0.25kg、泡沫镍0.5kg和色粉0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度210℃，五区温度190℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
    （1）称取聚乙烯90kg、聚醋酸乙烯树脂30kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、椰油酰甘氨酸钠6kg、甲基异噻唑啉酮4kg、偏硅酸三甲酯4kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐2kg、二乙基二氯硅烷1kg，混合均匀； 
   （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.03kg、氧化锌0.06kg、纳米二氧化钛0.03kg、纳米氧化银0.03kg、泡沫镍0.03kg和色粉0-0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度210℃，五区温度190℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取聚乙烯85kg、聚醋酸乙烯树脂25kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯6kg、椰油酰甘氨酸钠4kg、甲基异噻唑啉酮3kg、偏硅酸三甲酯3kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1kg、二乙基二氯硅烷0.8kg，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.03kg、氧化锌0.06kg、纳米二氧化钛0.03kg、纳米氧化银0.03kg、泡沫镍0.03kg和色粉0.02kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素11kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度165℃，二区温度200℃，三区温度230℃，四区温度200℃，五区温度180℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
    （1）称取聚乙烯90kg、聚醋酸乙烯树脂30kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、椰油酰甘氨酸钠6kg、偏硅酸三甲酯4kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐2kg、二乙基二氯硅烷1kg，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.25kg、氧化锌0.5kg、纳米二氧化钛0.25kg、纳米氧化银0.25kg、泡沫镍0.5kg和色粉0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度210℃，五区温度190℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
     （1）称取聚乙烯90kg、聚醋酸乙烯树脂30kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、椰油酰甘氨酸钠6kg、甲基异噻唑啉酮4kg、偏硅酸三甲酯4kg、聚氧化乙烯山梨糖醇酐2kg、二乙基二氯硅烷1kg，混合均匀； 
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的纳米氧化银0.5kg和色粉0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度210℃，五区温度190℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
    （1）称取聚乙烯90kg、聚醋酸乙烯树脂30kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、椰油酰甘氨酸钠6kg、甲基异噻唑啉酮4kg、偏硅酸三甲酯4kg、二乙基二氯硅烷1kg，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的聚赖氨酸0.25kg、氧化锌0.5kg、纳米二氧化钛0.25kg、纳米氧化银0.25kg、泡沫镍0.5kg和色粉0.05kg，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度210℃，五区温度190℃。
制得纳米抗菌聚乙烯材料的性能测试结果如表1所示。
以实施例1-5和对比例1-3的聚乙烯材料分别作为培养器皿，48小时之后测得每毫升生理盐水中金黄色葡萄球菌的菌落数总数，具体如表1所示。
表1
测试项目 每毫升生理盐水中金黄色葡萄球菌的菌落数总数 弯曲强度(MPa) 拉伸强度（MPa）
实施例1 小于50 112 98
实施例2 小于50 110 95
实施例3 小于50 116 106
实施例4 小于50 128 112
实施例5 小于50 111 105
对比例1 大于500 56 52
对比例2 大于500 59 63
对比例3 大于500 58 59
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种纳米抗菌聚乙烯材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙烯   80-90份，
聚醋酸乙烯树脂  20-30份，
羟丙基甲基纤维素 10-12份，
二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯  5-8份，
椰油酰甘氨酸钠  2-6份，
甲基异噻唑啉酮  2-4份，
偏硅酸三甲酯2-4份，
聚氧化乙烯山梨糖醇酐 1-2份，
二乙基二氯硅烷  0.5-1份，
抗菌剂 0.2-1.8份。
2.根据权利要求1所述纳米抗菌聚乙烯材料，其特征在于，所述组分还包括色粉0-0.05重量份。
3.根据权利要求1所述纳米抗菌聚乙烯材料，其特征在于，所述抗菌剂为聚赖氨酸、氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化银和泡沫镍的混合物。
4.根据权利要求3所述纳米抗菌聚乙烯材料，其特征在于，所述抗菌剂中聚赖氨酸、氧化锌、米二氧化钛、纳米氧化银和泡沫镍的质量比为0.5：1:0.5:0.5:0.5-1。
5.一种纳米抗菌聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
    （1）称取聚乙烯80-90重量份、聚醋酸乙烯树脂20-30重量份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5-8重量份、椰油酰甘氨酸钠2-6重量份、甲基异噻唑啉酮2-4重量份、偏硅酸三甲酯2-4重量份、聚氧化乙烯山梨糖醇酐1-2重量份、二乙基二氯硅烷0.5-1重量份，混合均匀；
    （2）将上述组分加入三叶搅拌机中混合均匀，加入研磨过的抗菌剂0.2-1.8重量份和色粉0-0.05重量份，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入羟丙基甲基纤维素10-12重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到纳米抗菌聚乙烯材料。
6.根据权利要求5所述纳米抗菌聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度160-170℃，二区温度190-210℃，三区温度220-240℃，四区温度190-210℃，五区温度170-190℃。
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