CN108641235B - 抗菌pvc塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌PVC塑料，包括下述重量份原料：90‑100重量份聚氯乙烯树脂、2‑3重量份硫醇甲基锡、5‑20重量份增塑剂、0.5‑1.5重量份硬脂酰胺、3‑7重量份抗菌剂、2‑5重量份三氧化二锑、0.4‑0.8重量份抗老化剂、3‑7重量份聚磷酸铵。本发明制备的抗菌PVC塑料，具有较好的抗菌性能，绿色环保，制备工艺简单。

Description

抗菌PVC塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料及其制备方法，尤其涉及一种抗菌PVC塑料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体(vinyl chloridemonomer,简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
然而，现有PVC塑料抗菌性能并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌PVC塑料及其制备方法。
一种抗菌PVC塑料，包括下述重量份原料：90-100重量份聚氯乙烯树脂、2-3重量份硫醇甲基锡、5-20重量份增塑剂、0.5-1.5重量份硬脂酰胺、3-7重量份抗菌剂、2-5重量份三氧化二锑、0.4-0.8重量份抗老化剂、3-7重量份聚磷酸铵。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯。
所述抗菌剂为聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物和/或聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物。作为优选，所述抗菌剂由70-80wt％聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物和20-30wt％聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物组成。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯或环氧大豆油。
进一步地，所述增塑剂为改性环氧大豆油。
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为85-105℃反应1-2h，再向反应釜中加入质量分数为8-13％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为85-105℃反应4-8h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为(30-70)：1，然后进行脱水，至含水量为0.01-0.05wt％，即得。
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：(0.05-0.1)：(0.03-0.04)：(0.03-0.06)。
所述环氧大豆油、质量分数为8-13％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：(0.1-0.3)。
本发明还提供了一种所述抗菌PVC塑料的制备方法，包括：将聚氯乙烯树脂、硫醇甲基锡、增塑剂、硬脂酰胺、抗菌剂、三氧化二锑、抗老化剂、聚磷酸铵搅拌混合，挤出造粒。
优选的，本发明还提供了一种抗菌PVC塑料的制备方法，包括：将聚氯乙烯树脂、硫醇甲基锡、增塑剂、硬脂酰胺、抗菌剂、三氧化二锑、抗老化剂、聚磷酸铵以转速为200-500r/min搅拌5-15min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，挤出造粒。
本发明的抗菌PVC塑料，具有较好的抗菌性能，绿色环保，制备工艺简单。
具体实施方式
氧指数测试：按照标准GB/T2406.1-2008进行。
抗菌性能测试：参考GB21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》进行。检测用菌：金黄色葡萄球菌ATCC 6538。
耐低温性能测试：将抗菌PVC塑料置于25℃下48小时后进行拉伸强度(其值记为A1)测试，然后置于-15℃下48小时后再进行拉伸强度(其值记为A2)测试，其中拉伸强度按照标准GB/T1040.1-2006进行测试。按下式计算拉伸强度降低率。拉伸强度降低率(％)＝(A1-A2)/A1×100。
实施例中各原料介绍：
聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物按照申请号为201310265241.4的中国专利中实施例4所示方法制备。
硫醇甲基锡，CAS号：57583-34-3。
硬脂酰胺，CAS号：124-26-5。
三氧化二锑为济南泰星精细化工有限公司提供的型号为HT-105的三氧化二锑，平均粒径0.5-1.3μm。
聚磷酸铵为济南泰星精细化工有限公司提供的型号为HT-208的聚磷酸铵，粒度为50目。
双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，CAS号：26741-53-7。
环氧大豆油由广州市辽化化工有限公司提供。质量指标：外观为淡黄色油状液体，酸值≤0.5mgKOH/g，色度(铂-钴色号)≤400，加热减量(125℃，3h)≤0.3％，环氧值≥6.0％，灰分≤0.01％，密度(ρ20)0.985～0.990g/cm3，热稳定性<177℃，3h后环氧值)：≥5.0％碘值≤6。
二氧化硫，CAS号：7446-09-5。
氯气，CAS号：7782-50-5。
氢氧化钾，CAS号：1310-58-3。
五氯苯酚，CAS号：85380-74-1。
乙醇，CAS号：64-17-5。
聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物按照申请号为201310265241.4的中国专利中实施例2所示方法制备。
聚氯乙烯树脂为中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司提供的牌号为S-1000的聚氯乙烯树脂。
实施例1
抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得抗菌PVC塑料。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述抗菌剂为聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物。
所述增塑剂为改性环氧大豆油。
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为95℃反应1.5h，再向反应釜中加入质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为98℃反应6h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为50：1，然后进行脱水，至含水量为0.02wt％，即得改性环氧大豆油。
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：0.07：0.035：0.05。
所述环氧大豆油、质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：0.2。
实施例2
抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得抗菌PVC塑料。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述抗菌剂为聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物。
所述增塑剂为环氧大豆油。
实施例3
抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得抗菌PVC塑料。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述抗菌剂为聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物。
所述增塑剂为改性环氧大豆油。
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为95℃反应1.5h，再向反应釜中加入乙醇，在氮气保护下控制温度为98℃反应6h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为50：1，然后进行脱水，至含水量为0.02wt％，即得改性环氧大豆油。
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：0.07：0.035：0.05。
所述环氧大豆油、乙醇的质量比为1：0.2。
实施例4
抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得抗菌PVC塑料。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述抗菌剂为聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物。
所述增塑剂为改性环氧大豆油。
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为95℃反应1.5h，再向反应釜中加入质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为98℃反应6h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为50：1，然后进行脱水，至含水量为0.02wt％，即得改性环氧大豆油。
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：0.07：0.035：0.05。
所述环氧大豆油、质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：0.2。
实施例5
抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得抗菌PVC塑料。抗菌PVC塑料性能测试结果：拉伸强度降低率为2.07％，氧指数为39.3％，金黄色葡萄球菌抗菌率为99.2％。
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述抗菌剂由75wt％聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物和25wt％聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物混合而成。
所述增塑剂为改性环氧大豆油。
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为95℃反应1.5h，再向反应釜中加入质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为98℃反应6h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为50：1，然后进行脱水，至含水量为0.02wt％，即得改性环氧大豆油。
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：0.07：0.035：0.05。
所述环氧大豆油、质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：0.2。
测试例1
对实施例1-4中制备的抗菌PVC塑料进行性能测试。具体结果见表1。
表1：测试结果表
金黄色葡萄球菌抗菌率，％ 氧指数，％ 拉伸强度降低率，％
实施例1 96.8 36.7 2.44
实施例2 93.1 33.8 3.05
实施例3 93.6 34.7 2.71
实施例4 97.3 36.1 2.53
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种抗菌PVC塑料，包括下述重量份原料：90-100重量份聚氯乙烯树脂、2-3重量份硫醇甲基锡、5-20重量份增塑剂、0.5-1.5重量份硬脂酰胺、3-7重量份抗菌剂、2-5重量份三氧化二锑、0.4-0.8重量份抗老化剂、3-7重量份聚磷酸铵；
所述增塑剂为改性环氧大豆油，所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为85-105℃反应1-2h，再向反应釜中加入质量分数为8-13％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为85-105℃反应4-8h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为(30-70)：1，然后进行脱水，至含水量为0.01-0.05wt％，即得；
所述抗菌剂由70-80wt％聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物和20-30wt％聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物组成。
2.如权利要求1所述的抗菌PVC塑料，其特征在于，所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯。
3.如权利要求1所述的抗菌PVC塑料，其特征在于，所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：(0.05-0.1)：(0.03-0.04)：(0.03-0.06)。
4.如权利要求1所述的抗菌PVC塑料，其特征在于，所述环氧大豆油、质量分数为8-13％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：(0.1-0.3)。
5.如权利要求1所述的抗菌PVC塑料，其特征在于，所述抗菌PVC塑料由下述方法制备而成：
将95重量份聚氯乙烯树脂、2.2重量份硫醇甲基锡、11重量份增塑剂、0.8重量份硬脂酰胺、5重量份抗菌剂、3重量份三氧化二锑、0.6重量份抗老化剂、5重量份聚磷酸铵以转速为300r/min搅拌10min，得到混合料；将混合料投入双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机的温度设置为：一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为165℃，四区温度为165℃，五区温度为170℃，六区温度为170℃，七区温度为165℃，八区温度为165℃，机头温度为165℃，螺杆转速为150转/分；混合料受热熔化，在塑料双螺杆挤出机的螺杆推动下，经孔状口模流出，经切料机热切成直径为3mm、高为3mm的圆柱状粒料，即得所述抗菌PVC塑料；
所述抗老化剂为双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；
所述抗菌剂由75wt％聚对乙烯基苄基三丁基氯化磷链段的聚丙烯嵌段共聚物和25wt％聚丙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯季胺盐嵌段共聚物混合而成；
所述增塑剂为改性环氧大豆油；
所述改性环氧大豆油由下述方法制备：将环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾通入反应釜中，在氮气保护下控制温度为95℃反应1.5h，再向反应釜中加入质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液，在氮气保护下控制温度为98℃反应6h，减压回收溶剂，得到反应产物；将反应产物进行水洗，加入水量与反应产物的质量比为50：1，然后进行脱水，至含水量为0.02wt％，即得所述改性环氧大豆油；
所述环氧大豆油、二氧化硫、氯气、氢氧化钾的质量比为1：0.07：0.035：0.05；
所述环氧大豆油、质量分数为10％的五氯苯酚乙醇溶液的质量比为1：0.2。
6.如权利要求1-5中任一项所述抗菌PVC塑料的制备方法，包括：将聚氯乙烯树脂、硫醇甲基锡、增塑剂、硬脂酰胺、抗菌剂、三氧化二锑、抗老化剂、聚磷酸铵搅拌混合，挤出造粒。
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