CN109467832A - 一种高强度抗菌包装薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强度抗菌包装薄膜及其制备方法,包括以下重量份组分:聚酰胺树脂38‑49份、聚苯乙烯树脂41‑52份、纳米无机抗菌剂7‑14份、硬脂酸锌3‑9份、丁腈胶2‑5份、蒙脱土18‑29份、增塑剂3‑7份、分散剂4‑8份。本发明的包装薄膜制备工艺简单易操作,制备得到的薄膜具有很好的抗菌性能和力学性能,可以用作多个领域的包装材料,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料领域,特别涉及一种高强度抗菌包装薄膜及其制备方法。
背景技术
在包装材料中添加具有抗菌作用的物质,以起到抗菌和抑菌的功效,不仅可以保证包装材料自身的清洁,对于其所包装的产品也是至关重要的,可以保持产品不被污染,保证产品的性能。抗菌塑料在包装领域的应用十分广泛,抗菌包装薄膜是其重要应用领域之一,塑料包装薄膜可以分为有机抗菌膜、无机抗菌膜和天然抗菌膜3类,有机抗菌膜是由在塑料中添加有机抗菌剂而制得,常用有机抗菌剂包括季胺盐类、醇类、酚类等。无机抗菌膜有溶出抗菌型和光触媒抗菌型。此外还有天然抗菌膜,天然抗菌膜中所添加的抗菌剂主要是从动植物中提炼精制而成的。在产品的包装运输过程中,不可避免的会有碰撞现象,可能导致包装破损,原本的无菌密封环境可能会遭到破坏,从而破坏产品品质,但抗菌的包装薄膜却能很好的避免此问题,使产品一直保持无菌状态。包装材料的安全性、实用性也是人们研究的重点,本发明提供一种高强度抗菌包装薄膜及其制备方法,该材料具有很好的抗菌性能和力学性能,可以用作多个领域的包装材料,具有很好的应用前景。
发明内容
要解决的技术问题:
本发明的目的是提供一种高强度抗菌包装薄膜及其制备方法,该材料具有很好的抗菌性能和力学性能,可以用作多个领域的包装材料,具有很好的应用前景。
技术方案:
本发明提供了一种高强度抗菌包装薄膜,包括以下重量份组分:
聚酰胺树脂38-49份、
聚苯乙烯树脂41-52份、
纳米无机抗菌剂7-14份、
硬脂酸锌3-9份、
丁腈胶2-5份、
蒙脱土18-29份、
增塑剂3-7份、
分散剂4-8份。
优选的,所述的一种高强度抗菌包装薄膜,所述的纳米无机抗菌剂由下述制备方法制备得到:
取10g凹凸棒石,加入50mL浓度为0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,磁力搅拌反应,将反应完成后的溶液加入去离子水进行稀释至500mL,用真空泵抽滤,反复清洗直至上清液中滴加氯化钡溶液无白色沉淀产生,然后抽提出固体,将固体在烘箱中110℃干燥3h,再研碎至粉末状,即为载铜抗菌凹凸棒石。
进一步优选的,所述的纳米无机抗菌剂的制备方法,所述磁力搅拌步骤的反应时间为4h,反应温度为70℃。
优选的,所述的一种高强度抗菌包装薄膜,所述的蒙脱土的粒径为800目。
优选的,所述的一种高强度抗菌包装薄膜,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯。优选的,所述的一种高强度抗菌包装薄膜,所述的分散剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素中的一种。
本发明还提供了一种高强度抗菌包装薄膜的制备方法,包括以下制备步骤:
(1)将蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土;
(2)将聚酰胺树脂38-49份、聚苯乙烯树脂41-52份、纳米无机抗菌剂7-14份、硬脂酸锌3-9份和丁腈胶2-5份加入高速混合机中,混合15min;再加入增塑剂3-7份、分散剂4-8份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土18-29份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
有益效果:
本发明自制了纳米无机抗菌剂,具有安全性高、耐热性好、无挥发、不产生耐药性和抗菌失效等优点,在高加工过程中不会丧失抗菌性能。
本发明采用聚酰胺树脂和聚苯乙烯树脂复配作为基体树脂,制备得到的薄膜耐穿孔、耐冲击强度高,具有很好的密封性能,对氧气、氮气及二氧化碳具有不透气性能,透明度好,光亮。
本发明制备工艺简单易操作,制备得到的材料具有很好的抗菌性能和力学性能,可以用作多个领域的包装材料,具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
实施例1-5和对比例1中的纳米无机抗菌剂由下述制备方法制备得到:
取10g凹凸棒石,加入50mL浓度为0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,在70℃下磁力搅拌反应4h,将反应完成后的溶液加入去离子水进行稀释至500mL,用真空泵抽滤,反复清洗直至上清液中滴加氯化钡溶液无白色沉淀产生,然后抽提出固体,将固体在烘箱中110℃干燥3h,再研碎至粉末状,即为载铜抗菌凹凸棒石。
实施例1
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂49份、聚苯乙烯树脂41份、纳米无机抗菌剂14份、硬脂酸锌3份和丁腈胶5份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯3份、甲基纤维素8份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土18份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
实施例2
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂38份、聚苯乙烯树脂52份、纳米无机抗菌剂7份、硬脂酸锌9份和丁腈胶2份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯7份、甲基纤维素4份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土29份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
实施例3
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂46份、聚苯乙烯树脂46份、纳米无机抗菌剂11份、硬脂酸锌4份和丁腈胶4.2份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯4份、甲基纤维素7份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土20份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
实施例4
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂42份、聚苯乙烯树脂48份、纳米无机抗菌剂9份、硬脂酸锌8份和丁腈胶2.7份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯6份、甲基纤维素5份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土25份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
实施例5
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂44份、聚苯乙烯树脂47份、纳米无机抗菌剂10份、硬脂酸锌6份和丁腈胶3.6份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯5份、甲基纤维素6份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土23份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于蒙脱土的粒径为1500目。具体地说是:
(1)将粒径为1500目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂49份、聚苯乙烯树脂41份、纳米无机抗菌剂14份、硬脂酸锌3份和丁腈胶5份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯3份、甲基纤维素8份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土18份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于以苄基二甲基十二烷基氯化铵代替纳米无机抗菌剂。具体地说是:
(1)将粒径为800目蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土,硅烷偶联剂与蒙脱土的重量比为1:20;
(2)将聚酰胺树脂49份、聚苯乙烯树脂41份、苄基二甲基十二烷基氯化铵14份、硬脂酸锌3份和丁腈胶5份加入高速混合机中,混合15min;再加入邻苯二甲酸二甲酯3份、甲基纤维素8份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土18份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
将实施例1-5和对比例1-2中制备得到的薄膜材料进行性能测试,拉伸性能测试参考GB/T1040-92,弯曲性能参考GB/T9341-2000,抗菌性能测试参考QB/T2591-2003,测试结果见下表:
表1抗菌性能测试结果
表2力学性能测试结果
由测试结果可知,本发明制备的高强度抗菌包装薄膜具有很好的抑菌性能和力学性能,实施例5中的配方是本发明中的最佳配方,按照实施例5中配方制备得到的材料大肠杆菌抑菌率为99.3%,金黄色葡萄球菌抑菌率为99.1%,断裂伸长率为156.7%,屈服强度为29.2MPa,弯曲强度35.7MPa,弯曲模量1367.43MPa。
本发明采用了粒径为800目蒙脱土作为增强填料,具有很好的增强作用,当填料的目数过高时,会易于团聚而在基体树脂中的分散性变差,进而影响材料的性能。本发明自制了纳米无机抗菌剂,由测试结果可知,制备得到的材料具有很好的抗菌性,而用有机抗菌剂替代,产生的抗菌效果出现下降。
Claims (7)
1.一种高强度抗菌包装薄膜,其特征在于,包括以下重量份组分:
聚酰胺树脂38-49份、
聚苯乙烯树脂41-52份、
纳米无机抗菌剂7-14份、
硬脂酸锌3-9份、
丁腈胶2-5份、
蒙脱土18-29份、
增塑剂3-7份、
分散剂4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度抗菌包装薄膜,其特征在于,所述的纳米无机抗菌剂由下述制备方法制备得到:
取10g凹凸棒石,加入50mL浓度为0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,磁力搅拌反应,将反应完成后的溶液加入去离子水进行稀释至500mL,用真空泵抽滤,反复清洗直至上清液中滴加氯化钡溶液无白色沉淀产生,然后抽提出固体,将固体在烘箱中110℃干燥3h,再研碎至粉末状,即为载铜抗菌凹凸棒石。
3.根据权利要求2所述的纳米无机抗菌剂的制备方法,其特征在于,所述磁力搅拌步骤的反应时间为4h,反应温度为70℃。
4.根据权利要求1所述的一种高强度抗菌包装薄膜,其特征在于,所述的蒙脱土的粒径为800目。
5.根据权利要求1所述的一种高强度抗菌包装薄膜,其特征在于,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯。
6.根据权利要求1所述的一种高强度抗菌包装薄膜,其特征在于,所述的分散剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素中的一种。
7.一种高强度抗菌包装薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
(1)将蒙脱土置于高速混台机内,升温搅拌,当料温达到80℃,加入硅烷偶联剂混合25min,改为低速搅拌,使物料温度降到40℃以下出料得到改性蒙脱土;
(2)将聚酰胺树脂38-49份、聚苯乙烯树脂41-52份、纳米无机抗菌剂7-14份、硬脂酸锌3-9份和丁腈胶2-5份加入高速混合机中,混合15min;再加入增塑剂3-7份、分散剂4-8份以及步骤(1)中制备得到的改性蒙脱土18-29份混合30min后得到胚料;
(3)将步骤(2)中制备得到的胚料采用单螺杆挤出机制备成厚度为0.1mm的膜片,第一段温度设定为230℃,第二段温度为330℃,第三段温度为320℃口模段温度为315℃,螺杆转速为80r·min-1,牵引速率为900mm·min-1,将膜片进行双向拉伸,拉伸温度为80℃,拉伸倍率为横向2倍,纵向1.5倍。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190315 |
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