[發明專利]新型納米Ag/TiO2改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料的制備方法

無效

• 申請號: 201210445442.8
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103012962A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 高潤寶
• 申請（專利權）人: 高潤寶
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08K13/02;C08K3/08;C08K3/22;C08K5/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯塑料的制備方法，特別涉及一種采用納米Ag/TiO₂改性的具有抗菌以及阻燃性能的聚丙烯塑料的制備方法。

背景技術

進入21世紀以來，塑料制品已成為人們的日常生活中必不可少的一部分，其廣泛應用于我們生活的每一個細節，例如在人們日常接觸的各種家用電器（電話、洗衣機、電腦、電器開關等）當中已經大量采用了塑料制品。另一方面由于環境污染等原因的影響，這些人們日常接觸的這些塑料制品的表面往往會帶有大量的細菌，成為一個個細菌污染源和疾病傳播源。據統計，全世界每年死亡人數中大約有1700萬人是因細菌傳染而引起的。那么發展和研究具有抗菌性能的新型塑料制品，對于改善人們的生活環境，減少疾病發生率、保護人類身體健康等方面都具有十分重要的現實意義。

抗菌塑料是一類具有抑菌和殺菌性能的新型材料，是指在塑料中添加抗菌劑，使塑料制品本身具有抑菌性，在一定時間內將粘在塑料上的細菌殺死或抑制其繁殖。制備抗菌塑料一般采用向樹脂中添加抗菌劑或抗菌母料的方法。抗菌母料是由抗菌劑加工成的高濃度母粒。將抗菌母料加入塑料中進行加工。有利于抗菌劑的分散，能夠充分發揮其抗菌效果。

塑料用抗菌劑主要分為有機和無機抗菌劑，以及近年來發展的無機-有機復合抗菌劑。無機類抗菌劑多為金屬離子類抗菌劑，由載體和抗菌成分組成。這種抗菌劑利用離子交換、吸附、沉淀等方法將金屬離子附著在沸石、二氧化鈦、陶瓷、磷灰石等載體上。抗菌成分為銀離子、鋅離子、銅離子等，其中由于銀離子抗菌力最強，所以應用較多。但其化學性質活，易轉變為棕色的氧化銀或經紫外光催化還原為黑色的單質銀，制約了其在更多范圍的應用。

無機抗菌劑可以直接添加到樹脂中，又可先制成抗菌母料。這種抗菌劑耐熱溫度可達270℃以上，能夠用于PE、PP、PVC、PS、ABS聚酯等塑料中。無機抗菌劑具有長效、不產生耐藥性等優點，在塑料用抗菌劑的發展中占有很大優勢。無機抗菌劑的殺菌和抑菌機理是，無機抗菌劑中重金屬離子易與蛋白質結合，所以當生長在塑料表面的微生物接觸到塑料中的抗菌成分時，金屬離子強烈吸附細菌。由于金屬離子與細菌細胞中酶的結合，破壞了酶的空間結構和活性，使微生物的新陳代謝不可能進行，從而起到殺菌和抑菌的作用。

有機抗菌劑包括天然和合成兩大系列。天然抗菌劑主要是從動植物中提煉精制而成的，例如山崳、孟宗竹、薄荷、檸檬葉等的提取物，蟹和蝦中提煉的殼聚糖等。有機抗菌劑滅菌速度快，有的能有效殺抑霉菌，但其除使用的安全性較差外，還存在耐熱性差、易水解、使用壽命短等問題。

另一類抗菌劑是無機-有機復合抗菌劑，其以層狀金屬氧化物為母體，利用層間插入反應，將銀絡合物或其它有機抗菌劑置入層間。層狀無機-有機抗菌劑除避免了著色不良之外，還具有穩定性好、壽命長、抗菌效率高等特點。

納米抗菌材料添加在塑料之中，制成納米抗菌塑料，使塑料制品除保持原有性能之外，還具有優異的納米材料特性和抗菌功能，具有廣闊的應用前景。納米抗菌塑料與普通抗菌塑料相比，具有耐老化，耐高溫，綜合性能優良，抗菌性穩定，長久等優點，擴大了應用范圍，提高了應用等級。

但是，利用無機抗菌劑都需要解決無機納米粒子與塑料的相容性問題，盡管目前關于納米粒子表面改性方法有很多，可以在一定程度上解決無機納米粒子和塑料的相容性。但事實上無機納米粒子的表面處理需要花費很長時間和資金，而且很難進行大規模生產。而且目前一般的有機抗菌劑由于分解溫度低，加工過程中分解可能性大，對環境可能造成污染。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種新型納米改性具有抗菌性能，同時兼具阻燃性的聚丙烯塑料的制備方法。

為了實現以上發明目的，本發明采用以下技術方案：一種新型納米Ag/TiO₂改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料的制備方法，于包括以下步驟：

（1）????按以下重量配比準備原料：共聚聚丙烯?100份；納米Ag?2～5份；納米TiO₂?1～2份；十溴二苯醚?10～25份；分散劑?1～2份；抗氧劑?1～2份；

（2）????將共聚聚丙烯、十溴二苯醚、分散劑和抗氧劑在高速混合機中混合，再分多次緩慢加入納米Ag和納米TiO₂混合物，繼續混合5h；

（3）????混合物加入雙螺桿擠出機，于170～220℃下擠出造粒，粒料在90℃烘干10h。

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所述納米TiO₂粒徑為10～20nm，所述納米Ag粒徑為20～30nm。