CN111777845A - 一种食品级抗菌抗静电pla材料和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种食品级抗菌抗静电PLA材料和制备方法。包括以下重量份数的物质：PLA树脂50‑70份，PBAT 10‑20份，填充矿粉5‑20份，抗静电剂0.5‑3份，抗菌剂6‑20份，偶联剂3‑5份，润滑剂1‑2份。采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本发明中使用的抗菌剂是无机有机复配的抗菌剂，进一步提高了抗菌材料的广谱性，抗菌效果更好，成本降低，符合FDA、ROHS、REACH认证和测试，可用于食品和医疗类产品。本发明中使用的抗静电剂是蒸馏法制备的磺酸盐，相容性好，无析出物。在低湿度环境下也能够发挥优良的抗静电除尘性能。

Description

一种食品级抗菌抗静电PLA材料和制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种食品级抗菌抗静电PLA 材料和制备方法。
背景技术
食品在生产加工后，为保证食品免受各种微生物或其他物理化学因素的 侵扰，保持其本身的价值，需要采用大量的塑料包装材料进行包装。
近期，我国各大城市普遍开展垃圾分类，绿色环保问题在我国愈来愈受 重视。随着我国环保政策的趋严，塑料污染防治将进一步加强，未来我国一次性 快餐盒将由不可降解塑料材料向更环保可降解的材料转换。
国家将禁止使用不可降解一次性塑料餐具。
聚乳酸(PLA)材料是一种经过美国食品和药品管理局批准的安全高效无 污染的高分子材料，因其原料取自植物资源，生产加工过程对环境不会有污染， 拥有传统塑料的强度、透明度，力学物理性能好，用于食品包装上加工方便，透 气性能好，不会污染食品和环境，而且有良好的生物降解性能，最终产物是水和 二氧化碳，因此聚乳酸是十分绿色环保的材料。
尽管如此，单纯的聚乳酸膜抗菌性能差，同时在造粒和成品加工过程中， 很容易静电吸灰，影响包装食品的卫生，因此，在食品包装行业的应用，还需进 一步提高聚乳酸的食品级抗菌抗静电性能。
发明内容
发明的目的：为了提供效果更好的一种食品级抗菌抗静电PLA材料和制 备方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：
一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，包括以下重量份数的物质： PLA树脂50-70份，PBAT 10-20份，填充矿粉5-20份，抗静电剂0.5-3份，抗 菌剂6-20份，偶联剂3-5份，润滑剂1-2份。
本发明进一步技术方案在于，所述的填充矿粉为碳酸钙，滑石粉，硅藻 土，蒙拓土中的至少一种。
本发明进一步技术方案在于，所述的抗静电剂是蒸馏法制备的磺酸盐， 磺酸盐为食品级和/或医疗级。
本发明进一步技术方案在于，所述的抗菌剂为硼酸锌，氧化锌，氧化镁， 银粉，壳聚糖，茶多酚中的至少一种。
本发明进一步技术方案在于，所述的偶联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、 马来酸酐接枝相容剂、硅烷偶联剂中的至少一种。
本发明进一步技术方案在于，所述的润滑剂为EBS、硬脂酸盐、单硬脂 酸甘油酯中的至少一种。
一种食品级抗菌抗静电PLA材料的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：
S1、将PLA树脂70-90份，PBAT 10-20份，偶联剂3-5份投入到高速搅拌机中 搅拌3-5min；
S2、将填充矿粉5-20份，抗静电剂0.5-3份，抗菌剂6-20份，润滑剂1-2份投 入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
本发明进一步技术方案在于，所述熔融挤出的工艺为：双螺杆挤出机料 筒温度为150-210℃、螺杆转速为350-450r/min、主机转速为18-20Hz，真空度 -0.06-0.08MPa。
采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本发明 中使用的抗菌剂是无机有机复配的抗菌剂，进一步提高了抗菌材料的广谱性，抗 菌效果更好，成本降低，符合FDA、ROHS、REACH认证和测试，可用于食品 和医疗类产品。
本发明中使用的抗静电剂是蒸馏法制备的磺酸盐，相容性好，无析出物。 在低湿度环境下也能够发挥优良的抗静电除尘性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式 仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型 方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。
实施例1：
S1、将PLA树脂60份，PBAT 20份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3份投入到高速 搅拌机中搅拌3-5min；
S2、将滑石粉15份，抗静电剂3份，硼酸锌1份，壳聚糖5份，EBS 2份投入 到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
其中，双螺杆挤出机料筒温度为150℃、螺杆转速为350r/min、主机频率 为18Hz。
实施例2：
S1、将PLA树脂70份，PBAT 10份，马来酸酐接枝相容剂5份投入到高速搅拌 机中搅拌3-5min；
S2、将碳酸钙5份，抗静电剂0.5份，硼酸锌3份，氧化锌3份，氧化镁1份， 茶多酚7份，硬脂酸钙1份投入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
其中，双螺杆挤出机料筒温度为210℃、螺杆转速为450r/min、主机频率 为20Hz。
实施例3：
S1、将PLA树脂50份，PBAT 15份，硅烷偶联剂4份投入到高速搅拌机中搅拌 3-5min；
S2、将硅藻土5份，抗静电剂1，氧化镁1份，银粉0.5份，壳聚糖10份，茶多 酚8.5份，单硬脂酸甘油酯1.5份投入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
其中，双螺杆挤出机料筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、主机频率 为19Hz。
对比例1
将实施例1中的原材料配比变为：
S1、将PLA树脂60份，PBAT 20份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3份投入到高速 搅拌机中搅拌3-5min；
S2、将滑石粉18份，硼酸锌1份，壳聚糖5份，EBS 2份投入到高速搅拌机中 搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
其中，双螺杆挤出机料筒温度为150℃、螺杆转速为350r/min、主机频率 为18Hz。
对比例2
将实施例1中的原材料配比变为：
S1、将PLA树脂60份，PBAT 20份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3份投入到高速 搅拌机中搅拌3-5min；
S2、将滑石粉21份，抗静电剂3份，EBS 2份投入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料 斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
其中，双螺杆挤出机料筒温度为150℃、螺杆转速为350r/min、主机频率 为18Hz。
Figure BDA0002594611150000051
综上所述，本发明具有如下优势：
本发明中使用的抗菌剂是无机有机复配的抗菌剂，进一步提高了抗菌材料的广谱 性，抗菌效果更好；
本发明中使用的抗静电剂是蒸馏法制备的磺酸盐，明显降低材料表面静电吸灰现 象。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领 域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描 述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，包括以下重量份数的物质：PLA树脂50-70份，PBAT 10-20份，填充矿粉5-20份，抗静电剂0.5-3份，抗菌剂6-20份，偶联剂3-5份，润滑剂1-2份。
2.如权利要求1所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，所述的填充矿粉为碳酸钙，滑石粉，硅藻土，蒙拓土中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，所述的抗静电剂是蒸馏法制备的磺酸盐，磺酸盐为食品级和/或医疗级。
4.如权利要求1所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，所述的抗菌剂为硼酸锌、氧化锌、氧化镁、银粉、壳聚糖、茶多酚中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，所述的偶联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝相容剂、硅烷偶联剂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料，其特征在于，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸盐、单硬脂酸甘油酯中的至少一种。
7.一种食品级抗菌抗静电PLA材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将PLA树脂70-90份，聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)10-20份，偶联剂3-5份投入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S2、将填充矿粉5-20份，抗静电剂0.5-3份，抗菌剂6-20份，润滑剂1-2份投入到高速搅拌机中搅拌3-5min；
S3、将S1混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，S2混合物料经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得粒料。
8.如权利要求7所述的一种食品级抗菌抗静电PLA材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的工艺为：双螺杆挤出机料筒温度为150-210℃、螺杆转速为350-450r/min、主机转速为18-20Hz，真空度-0.06-0.08MPa。
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