CN110467765A - 一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜及其制备方法，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯20‑30份、贝壳粉3‑5份、纳米碳酸钙5‑10份、石墨烯1‑3份、植酸0.5‑1.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷1‑2份、偶联剂1‑3份、加工助剂2‑4份、复合抗菌剂0.5‑1.5份和抗氧化剂0.5‑2份、蒙脱土3份。本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的聚乙烯薄膜具有高强度、耐热、耐高温、稳定性好、不易老化、抗菌效果强、耐老化等优点，且加工性能好，工艺简单，成本降低低廉，具有良好的油墨附着力和颜料附着力，不易脱落。

Description

一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料技术领域，具体是涉及一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100℃～-70℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良，因此目前被广泛应用于各行各业中，聚乙烯膜是当今世界应用最广泛的高分子材料，已经被广泛应用于医药、化工、食品、电子、印刷等行业，但聚乙烯膜也具有一些应用方面的不足，如聚乙烯的耐温行不高，目前市场
上使用的聚乙烯膜一般使用温度不超过100℃，因此在一些特殊领域中聚乙烯膜就会受到限制，同时在长时间的光照条件下，聚乙烯膜表面会出现变色等现象，薄膜老化加快，因而影响了使用寿命，这些方面都大大限制了聚乙烯膜的应用。
聚乙烯膜安全无毒，透水、透气适中，可使被包装的产品在生产加工、运输、贮存过程中不受污染，适合用于食品保鲜包装。但是，在应用于含油脂类食品的包装时，其中的一些小分子加工助剂(如柔韧剂)会发生迁移，造成食品安全隐患。另外，单一的PE膜并不具备抑菌和抗氧化的功能性。随着人们对健康和环保意识的不断增强，对日常生活中接触频繁的碟碗杯、家电等各种塑料提出了“抑菌、杀菌”的需求，因此提供聚乙烯抗菌薄膜是当今市场的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种耐高温、抗菌型强、耐老化、力学性能优异的聚乙烯薄膜及其制备方法。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯20-30份、贝壳粉3-5份、纳米碳酸钙5-10份、石墨烯1-3份、植酸0.5-1.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷1-2份、偶联剂1-3份、加工助剂2-4份、复合抗菌剂0.5-1.5份和抗氧化剂0.5-2份、蒙脱土3份。
进一步地，所述偶联剂由质量比为2-3:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
进一步地，所述复合抗菌剂由质量比1:1-3的为氧化镧和二氧化钛组成。
进一步地，所述加工助剂由质量比为1:2-4的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
进一步地，所述抗氧剂为CA抗氧化剂、1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或多种组合物。
本发明所述具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为80-100℃下搅拌20-30min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在80-100℃下混炼10-20min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。
进一步地，所述挤出造粒的温度为200-220℃，螺杆转速为300-500rpm。
进一步地，所述挤出吹膜的温度为200-220℃，螺杆转速为20-30rpm，牵引速度为20-30m/min。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的聚乙烯薄膜具有高强度、耐热、耐高温、稳定性好、不易老化、抗菌效果强、耐老化等优点，且加工性能好，工艺简单，成本降低低廉，具有良好的油墨附着力和颜料附着力，不易脱落。
2、本发明以贝壳粉为原料扩宽了贝壳的产业链，贝壳粉对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效果，且具有防腐、防扁虱的功能，贝壳粉还能吸收空气中的甲醛、苯等有害物质。
3、本发明用八苯基笼形倍半硅氧烷和植酸改性PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙和石墨烯，由于八苯基笼形倍半硅氧烷分子含有硅和多个有机基团，可以通过形成共价键与基体表面结合，不仅可提高材料表面的耐热性、抗氧化性，同时可以提高无机颜料与PE、聚异丁烯的相容性和分散性，进而提高塑料的抗压强度；植酸改性可以PE、聚异丁烯与其他组分的相容性，且能提高薄膜的耐老化和耐热性。
4、本发明以木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷作为偶联剂，是一种具有羟基、羧基、甲氧基、羰基等多种活性基团的有机物，自身可形成网络结构，网络结构中的活性基团可与树脂的作用，形成双重网络结构，提高了交联度和补强，将其引入聚乙烯薄膜中可赋予材料更好的力学性能、耐热和耐老化性能。
5、本发明以氧化镧和二氧化钛组成的复合抗菌剂，在常温或高温情况下对大肠杆菌、黄金葡萄球菌、真菌等均有显著的抗菌和抑菌效果，且二氧化钛还能提高塑料薄膜的抗氧化性合耐老化性。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯25份、贝壳粉4份、纳米碳酸钙7份、石墨烯1.5份、植酸1份、八苯基笼形倍半硅氧烷1.5份、偶联剂2份、加工助剂3份、复合抗菌剂1.5份和1076抗氧化剂1份、蒙脱土3份。
所述偶联剂由质量比为3:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由质量比1:2的为氧化镧和二氧化钛组成。
所述加工助剂由质量比为1:3的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为90℃下搅拌25min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在100℃下混炼10min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。所述挤出造粒的温度为210℃，螺杆转速为300rpm。所述挤出吹膜的温度为200℃，螺杆转速为30rpm，牵引速度为25m/min。
实施例2
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯30份、贝壳粉5份、纳米碳酸钙9份、石墨烯2份、植酸0.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷2份、偶联剂1.5份、加工助剂3.5份、复合抗菌剂1.0份和1010抗氧化剂1份、蒙脱土3份。
所述偶联剂由质量比为2:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由质量比1:1的为氧化镧和二氧化钛组成。
所述加工助剂由质量比为1:3的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为80℃下搅拌30min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在90℃下混炼20min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。所述挤出造粒的温度为200℃，螺杆转速为500rpm。所述挤出吹膜的温度为220℃，螺杆转速为25rpm，牵引速度为20m/min。
实施例3
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯20份、贝壳粉4份、纳米碳酸钙5份、石墨烯3份、植酸1.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷1份、偶联剂2.5份、加工助剂4份、复合抗菌剂0.8份和CA抗氧化剂1.5份、蒙脱土3份。
所述偶联剂由质量比为3:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由质量比1:3的为氧化镧和二氧化钛组成。
所述加工助剂由质量比为1:2的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为90℃下搅拌20min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在100℃下混炼10min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。所述挤出造粒的温度为210℃，螺杆转速为300rpm。所述挤出吹膜的温度为210℃，螺杆转速为30rpm，牵引速度为25m/min。
实施例4
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯30份、贝壳粉3份、纳米碳酸钙8份、石墨烯2.5份、植酸1.0份、八苯基笼形倍半硅氧烷2份、偶联剂1.5份、加工助剂3份、复合抗菌剂0.5份和1010抗氧化剂1.5份、蒙脱土3份。
所述偶联剂由质量比为2:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由质量比1:1的为氧化镧和二氧化钛组成。
所述加工助剂由质量比为1:4的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为80℃下搅拌25min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在80℃下混炼20min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。所述挤出造粒的温度为200℃，螺杆转速为400rpm。所述挤出吹膜的温度为220℃，螺杆转速为20rpm，牵引速度为30m/min。
实施例5
一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE 100份、聚异丁烯20份、贝壳粉5份、纳米碳酸钙10份、石墨烯1份、植酸0.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷2份、偶联剂3份、加工助剂2份、复合抗菌剂1份和1076抗氧化剂1.5份、蒙脱土3份。
所述偶联剂由质量比为3:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由质量比1:3的为氧化镧和二氧化钛组成。
所述加工助剂由质量比为1:3的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
其制备方法，包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为90℃下搅拌30min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在100℃下混炼15min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。所述挤出造粒的温度为220℃，螺杆转速为300rpm。所述挤出吹膜的温度为220℃，螺杆转速为25rpm，牵引速度为20m/min。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，其特征在于：包括如下重量份数的原料：
PE 100份、聚异丁烯20-30份、贝壳粉3-5份、纳米碳酸钙5-10份、石墨烯1-3份、植酸0.5-1.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷1-2份、偶联剂1-3份、加工助剂2-4份、复合抗菌剂0.5-1.5份和抗氧化剂0.5-2份、蒙脱土3份。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述偶联剂由质量比为2-3:1的木质素纤维素钠和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述复合抗菌剂由质量比1:1-3的为氧化镧和二氧化钛组成。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述加工助剂由质量比为1:2-4的蓖麻油聚氧乙烯醚和马来酸酐接枝PE蜡组成。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述抗氧剂为CA抗氧化剂、1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或多种组合物。
6.如权利要求1所述具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在PE、聚异丁烯、贝壳粉、纳米碳酸钙、石墨烯中加入植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷，在温度为80-100℃下搅拌20-30min进行表面改性，得改性混合物；
(2)将改性混合物、偶联剂、加工助剂、复合抗菌剂和抗氧化剂加至高混炼机，在80-100℃下混炼10-20min，得混合物料；
(3)将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机挤出造粒后，再用塑料吹膜机挤出吹膜，即得到聚乙烯薄膜。
7.根据权利要求6所述具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述挤出造粒的温度为200-220℃，螺杆转速为300-500rpm。
8.根据权利要求5所述具有抗菌可降解功能的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述挤出吹膜的温度为200-220℃，螺杆转速为20-30rpm，牵引速度为20-30m/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113943455A (zh) * 2021-03-08 2022-01-18 台湾塑胶工业股份有限公司 高抗沾粘性抗菌薄膜组成物、含其的高抗沾粘性抗菌薄膜材料及其制造方法
CN115231851A (zh) * 2022-07-22 2022-10-25 广西科达新材料集团有限公司 一种高强度混凝土早强剂及其制备方法

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