CN110982179A - 一种抗菌-耐热型塑料制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌‑耐热型塑料制品及其制备方法,属于塑料制品生产技术领域,包括以下原料:聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油,苯胺、偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂;所述偶联剂为锆酸酯偶联剂;所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;所示润滑剂为硬脂酸丁酯;所述补强剂为炭黑,通过混合及混炼塑化等步骤制备而得;本发明一种抗菌‑耐热型塑料制品及其制备方法,其优点在于能够有效提高塑料制品的抗菌性、耐热性、耐光性及抗油脂性。
Description
技术领域
本发明属于塑料制品生产技术领域,更具体地说它涉及一种抗菌-耐热型塑料制品及其制备方法。
背景技术
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。包括以塑料为原料的注塑、吸塑等所有工艺的制品。塑料是以天然或合成树脂为主要成分,加入各种添加剂,在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状,在常温下保持形状不变的材料。
塑料管道和其它塑料制品在使用过程中,与水较长接触后,容易滋生细菌,产生滑腻手感,导致严重的细菌污染。现有塑料制品抗菌技术一般通过向塑料配方工艺中添加一种或者多种抗菌剂制备出抗菌防霉泡沫塑料,从而达到抑制细菌和霉菌繁殖的效果。抗菌剂的种类很多,包括无菌抗菌剂,有机抗菌剂两大类。无机抗菌剂中抗菌效果较好的为银系抗菌剂,具有耐热性较高的优点,但成本高,用量相对较大,且易变色;合成有机类抗菌剂具有速效、防霉效果优良等特点,但具有耐热性较差,药效持续时间短,易析出,安全性低等缺点。
另外,塑料制品也存在光老化的性质,光老化概念:材料在光的作用下,发生物理或化学变化,导致材料性质发生变化,比如变脆、发硬、变黄等,性能下降甚至无法继续使用。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种抗菌-耐热型塑料制品,其优点在于能够有效提高塑料制品的抗菌性、耐热性、耐光性及抗油脂性。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种抗菌-耐热型塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:
聚丙烯300-400份、硫酸钡30-40份、苯基硅油15-20份,苯胺15-20份、偶联剂1-3份、分散剂1-3份、润滑剂1-3份、补强剂1-3份、抗光剂0.5-1份、抗污添加剂0.5-1份、抗氧化剂0.5-1份、抗菌剂0.5-1份;
所述偶联剂为锆酸酯偶联剂;
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
所述补强剂为炭黑。
通过采用上述技术方案,在塑料制品的原料中加入抗光剂、抗污添加剂抗氧化剂、抗菌剂,提升了塑料制品的耐光性、抗污性、耐热性及抗菌能力。
本发明进一步设置为:所述塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:聚丙烯350份、硫酸钡35份、苯基硅油18份,苯胺17份、偶联剂2份、分散剂2份、润滑剂2份、补强剂2份、抗光剂0.75份、抗污添加剂0.份、抗氧化剂0.8份、抗菌剂0.8份;
通过采用上述技术方案,优化原料的最佳组成。
本发明进一步设置为:所述抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.01-0.03份、水杨酸酯0.01-0.02份、苯并***类0.01-0.02份、维生素B12 0.01-0.015份、对苯二甲酸0.01-0.015份。
本发明更进一步设置为:所述抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.02份、水杨酸酯0.015、苯并***类0.015份、维生素B12 0.013份、对苯二甲酸0.012份。
通过采用上述技术方案,在所述抗光剂,氧化锌吸收或反射紫外线功能,水杨酸酯具有吸收紫外线,苯并***类对400nm以上的可见光几乎不吸收,不影响制品的颜色;维生素B12,是金属络合物,能够转移材料吸收紫外线后产生的激发态能,防止产生游离基;对苯二甲酸为自由基捕获剂,可以清除材料中因为光作用产生的自由基,切断自动氧化链。
本发明进一步设置为:抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
通过采用上述技术方案,所述氟碳化合物共聚物依其超低的表面张力,可以形成稳定的且是隐形防水分子涂膜,对水分、油污具有极好的持久拒水和防油效果。
本发明进一步设置为:所示抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
通过采用上述技术方案,很强鳌合能力,由于金属离子(如铁离子、铜离子)与其形成鳌合物,可减少金属离子对氧化催化作用。一般鳌合剂单独使用效果不佳,但对其它抗氧化剂有协同增效作用。
本发明进一步设置为:抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.02-0.05份、甲壳素0.03-0.05份。
通过采用上述技术方案,所述抗菌剂中的壳聚糖微粉、甲壳素,是从动植物中提炼精制的,一定时间内,可以使某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。
另外,本发明也提供了一种所述抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在60-80℃下预热1-3h,再在高速混合机中搅拌混合30-50min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为150-200℃进行第一次混炼塑化10-20min,后料筒温度降为140-150℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化5-10min,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到所述塑料制品。
本发明进一步设置为:所述步骤S2中,所述第二次混炼塑化料筒的温度为170-180℃;
本发明进一步设置为:所述步骤S2中,所述第一次混炼塑化料筒的温度为190-200℃;
本发明进一步设置为:所述步骤S1中,所述聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在65-70℃下预热2h;
通过采用上述技术方案,通过优化步骤S1和步骤S2的工艺参数,提升了制备出的塑料制品的机械性能。
综上所述,本发明具有以下优点:
本发明制得的塑料制品具有良好的抗老化、抗菌、抗污及耐热性优良的特点,同时具有优良的机械性能:熔融指数为7.2-7.3g/10min;冲击强度为29.5-33.6KJ/m2,拉伸强度为58.6-62.3MPa。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种抗菌-耐热型塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:
聚丙烯300份、硫酸钡30份、苯基硅油15份,苯胺15份、偶联剂1份、分散剂1份、润滑剂1份、补强剂1份、抗光剂0.5份、抗污添加剂0.5份、抗氧化剂0.5份、抗菌剂0.5份;
偶联剂为锆酸酯偶联剂;
分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
补强剂为炭黑。
抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.01份、水杨酸酯0.01份、苯并***类0.01份、维生素B12 0.01份、对苯二甲酸0.01份。
抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.02份、甲壳素0.03份。
一种抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在60-65℃下预热1h,再在高速混合机中搅拌混合30min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为150-160℃进行第一次混炼塑化10min,后料筒温度降为140-145℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化温度为170-175℃,时间为5min,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到塑料制品。
实施例2
一种抗菌-耐热型塑料制品,塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:
聚丙烯350份、硫酸钡35份、苯基硅油18份,苯胺17份、偶联剂2份、分散剂2份、润滑剂2份、补强剂2份、抗光剂0.75份、抗污添加剂0.份、抗氧化剂0.8份、抗菌剂0.8份;
偶联剂为锆酸酯偶联剂;
分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
补强剂为炭黑。
抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.02份、水杨酸酯0.015份、苯并***类0.015份、维生素B12 0.01份、对苯二甲酸0.01份。
抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.04份、甲壳素0.04份。
一种抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在65-70℃下预热2h,再在高速混合机中搅拌混合4min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为160-170℃进行第一次混炼塑化15min,后料筒温度降为145-150℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化温度为176-180℃,时间为8min,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到塑料制品。
实施例3
一种抗菌-耐热型塑料制品,塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:
聚丙烯400份、硫酸钡40份、苯基硅油20份,苯胺20份、偶联剂3份、分散剂3份、润滑剂3份、补强剂3份、抗光剂1份、抗污添加剂1份、抗氧化剂1份、抗菌剂1份;
偶联剂为锆酸酯偶联剂;
分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
补强剂为炭黑。
抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.03份、水杨酸酯0.02份、苯并***类0.02份、维生素B12 0.015份、对苯二甲酸0.015份。
抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.05份、甲壳素0.05份。
一种抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在65-70℃下预热3h,再在高速混合机中搅拌混合50min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为198-200℃进行第一次混炼塑化20min,后料筒温度降为145-150℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化温度为177-180℃,时间为10min,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到塑料制品。
实施例4
一种抗菌-耐热型塑料制品,塑料制品,以重量份为单位,包括以下原料:
聚丙烯300份、硫酸钡40份、苯基硅油20份,苯胺15份、偶联剂1份、分散剂2份、润滑剂3份、补强剂2份、抗光剂0.5份、抗污添加剂1份、抗氧化剂1份、抗菌剂0.5份;
偶联剂为锆酸酯偶联剂;
分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
补强剂为炭黑。
抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.01份、水杨酸酯0.01份、苯并***类0.01份、维生素B12 0.01份、对苯二甲酸0.01份。
抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.02份、甲壳素0.03份。
一种抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在60-80℃下预热1-3h,再在高速混合机中搅拌混合30-50min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为150-200℃进行第一次混炼塑化10-20min,后料筒温度降为140-150℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化温度为170-180℃,时间为5-10min,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到塑料制品。
单/双螺杆式挤出机的工作机理是依靠螺杆旋转所产生的压力及剪切力,能使得物料进行塑化以及混合,通过口模成型;所以有时使用一台挤出机就能够同时完成混合,塑化以及成型等一系列工艺,从而进行连续的生产。此外柱塞式挤出机的工作机理主要是靠借助柱塞压力,先将事先塑化完毕的物料从口模挤出而达到成型的效果;
按照行业相关标准,检测实施例1-4所制备出的制品的机械性能,结果为:熔融指数为7.2-7.3g/10min;冲击强度为29.5-33.6KJ/m2,拉伸强度为58.6-62.3MPa。
对比例1
一种抗菌-耐热型塑料制品,原理中缺少抗菌剂;其余条件和实施例2一致;
对比例2
一种抗菌-耐热型塑料制品,原理中缺少抗污添加剂;其余条件和实施例2一致;
对比例3
一种抗菌-耐热型塑料制品,原理中缺少氧化剂;其余条件和实施例2一致;
对比例4
一种抗菌-耐热型塑料制品,原理中缺少抗光剂剂;其余条件和实施例2一致;
实验1:抗菌性实验
采用国家薄膜密着法进行抗菌性实验,将本发明抗菌实施例1-4、实施例2的塑料制品制成50mm×50mm×2mm的试件,分别在试件上加菌悬液,覆盖消毒PE薄膜,37℃恒温箱中培养24h,计数菌落数,试验重复3次,结果取平均值,计算其对不同细菌的抗菌率。
表1抗菌性检测结果表
由上表1可知,本发明的塑料制品对于大肠杆菌、黄色葡萄球菌均有极佳的杀灭效果,在缺少抗菌剂的情况下,抗菌效果较差。
实验2:耐老化检测
塑料制品的耐老化性是指其在加工、存放和应用过程中,因受环境中的光、热、氧、水、机械应力及微生物等条件的作用,再加上塑料的自身因素,所引起其本身的化学结构变化和破坏,而逐渐失去其原有的优良性能,称其为老化。塑料的老化象征,如外表颜色改变,失去原有的表面光泽、出现龟裂,其力学性能和电性能下降等。
塑料老化的检测试验方法较多,可分为两种类型:一种是自然老化,如自然气候中老化、埋地老化和海水浸泡老化等;另一种是人工老化,如人工热空气老化、人工气候暴露老化、盐雾老化和电化老化等。本发明采用人工热空气老化(60℃直射表面)、人工气候暴露老化(阳光直射表面)2种方式来检测实施例1-3、对比例4所制备出的塑料制品的老化情况。
表2耐老化性检测结果表
评价项目 | 大肠杆菌抗菌率% | 金黄色葡萄球菌抗菌率% |
实施例1 | 99.98 | 99.97 |
实施例2 | 99.99 | 99.99 |
实施例3 | 99.97 | 99.96 |
实施例4 | 99.95 | 99.95 |
对比例1 | 15.96 | 17.82 |
从表2的结果可以看出,本发明所制备出的塑料制品,在人工热空气老化实验中可以保持在320h内不被老化;在人工气候暴露老化实验中可以保持230h,而在缺少抗光剂后的塑料制品,在人工热空气老化及人工气候暴露老化条件下容易老化。
实验3:耐高温实验
耐高温性测试同时将本发明实施例1-4制得的塑料制品和对比例中3的塑料制品放置在温度为140℃的环境下5h后,观察试样
表3耐高温实验性能测定结果
根据表3中数据可知,本发明制得的塑料制品,耐高温能力强等特点;在缺少抗氧化剂后,塑料制品的耐热性明显降低。
实验4:抗污性实验
(1)将50mm×50mm的方形框架放在两个同样大小的板上。一个板是由聚丙烯材料(Formosa Chemical Company的H1500)制成。另一个板是由实施例2、对比例2中的塑料制品制成;
(2)将15克咖喱酱均匀地分布在方形框架内;
(3)将三个板放入60℃的恒温箱中并保持24小时;
(4)用水漂洗板并去除酱;
(5)把50mm×50mm的带有网格线的透明纸放于板上,以测量被酱污染的面积百分比。
(6)抗污性等于没有被咖喱污染的面积百分比。
表4抗污性实验结果
评价项目 | 抗污性 |
聚丙烯材料 | 15% |
实施例2 | 95% |
对比例2 | 23% |
根据表3中数据可知,本发明制得的塑料制品,抗污性能力强,远高于失眠上常见的聚丙烯材料,同时在缺少抗污添加剂的情况下,抗污能力大幅度降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的设计构思之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗菌-耐热型塑料制品,其特征在于,以重量份为单位,包括以下原料:聚丙烯300-400份、硫酸钡30-40份、苯基硅油15-20份,苯胺15-20份、偶联剂1-3份、分散剂1-3份、润滑剂1-3份、补强剂1-3份、抗光剂0.5-1份、抗污添加剂0.5-1份、抗氧化剂0.5-1份、抗菌剂0.5-1份;
所述偶联剂为锆酸酯偶联剂;
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺;
所示润滑剂为硬脂酸丁酯;
所述补强剂为炭黑。
2.根据权利要求1所述的塑料制品,其特征在于,以重量份为单位,包括以下原料:聚丙烯350份、硫酸钡35份、苯基硅油18份,苯胺17份、偶联剂2份、分散剂2份、润滑剂2份、补强剂2份、抗光剂0.75份、抗污添加剂0.份、抗氧化剂0.8份、抗菌剂0.8份。
3.根据权利要求1所述的塑料制品,其特征在于,所述抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.01-0.03份、水杨酸酯0.01-0.02份、苯并***类0.01-0.02份、维生素B120.01-0.015份、对苯二甲酸0.01-0.015份。
4.根据权利要求3所述的塑料制品,其特征在于,所述抗光剂,以重量份为单位,包括以下原料:氧化锌0.02份、水杨酸酯0.015、苯并***类0.015份、维生素B12 0.013份、对苯二甲酸0.012份。
5.根据权利要求1所述的塑料制品,其特征在于,抗污添加剂为氟碳化合物共聚物。
6.根据权利要求1所述的塑料制品,其特征在于,所示抗氧化剂为环己六醇六磷酸酷。
7.根据权利要求1所述的塑料制品,抗菌剂,以重量份为单位,包括以下原料:包括壳聚糖微粉0.02-0.05份、甲壳素0.03-0.05份。
8.一种如权利要求1-7任一项所述抗菌-耐热型塑料制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将聚丙烯、硫酸钡、苯基硅油、苯胺在60-80℃下预热1-3h,再在高速混合机中搅拌混合30-50min;
S2:将步骤S1中搅拌好的物料加入到双螺杆挤出机中,料筒温度为150-200℃进行第一次混炼塑化10-20min,后料筒温度降为140-150℃再加入偶联剂、分散剂、润滑剂、补强剂、抗光剂、抗污添加剂、抗氧化剂、抗菌剂,进行第二次混炼塑化5-10min ,然后挤出造粒,母粒用注塑机加工成型即可得到所述塑料制品。
9.根据权利要求8所述的塑料制品的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述第二次混炼塑化料筒的温度为170-180℃。
10.根据权利要求8所述的塑料制品的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述第一次混炼塑化料筒的温度为190-200℃。
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- 2019-12-26 CN CN201911371372.4A patent/CN110982179A/zh active Pending
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