[發明專利]一種抗菌聚丙烯塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710722139.0
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107501726A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 錢萬水
• 申請（專利權）人: 蕪湖藍天工程塑膠有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L79/00;C08K5/134;C08K5/526;C08G73/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 鄒飛艷,張苗

技術領域

本發明涉及一種抗菌聚丙烯塑料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著人民生活水平的提高和衛生意識的增強，對各種抗菌材料制品的需求不斷增加，其中抗菌塑料制品占很大的比重，包括各種生活制品，例如有冰箱、空調、各種食品容器、包裝袋、洗衣機、玩具制品、吸塵器等等，都使用了各種不同的熱塑性抗菌塑料，這些熱塑性抗菌塑料包括抗菌聚丙烯(PP)、抗菌聚乙稀(PE)、抗菌聚苯乙烯(PS)、抗菌聚氯乙烯(PVC)、抗菌聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、抗菌尼龍(PA)、抗菌聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、抗菌聚甲醛(POM)、抗菌聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、抗菌聚碳酸酯(PC)/ABS合金、抗菌PP/ABS合金、抗菌PA/ABS合金等等。

目前，關于抗菌塑料加工的文獻及相關專利較多。抗菌塑料的制備，主要是通過在塑料造粒過程中加入一定量的抗菌劑來實現。抗菌劑的種類很多，包括無機類抗菌劑、有機類抗菌劑兩大類，無機類包括Ag，Zn-沸石、Ag，Zn-磷酸鋯鹽，Ag，Zn-水溶性玻璃等，有機類包括季胺鹽類、季膦鹽類、咪唑類、吡啶類、有機金屬類等等。無機類抗菌劑和有機類各有優缺點，無機類耐熱性較高，但存在Ag系抗菌劑易變色的缺點，且用量相對較大，成本較高；有機類抗菌劑殺菌效率較高，添加量較少，但存在耐熱性差，易析出，安全性低等缺點。

胍基聚合物(聚胍)是一種陽離子殺菌聚合物，是九十年代出現的一種廣譜、高效、無毒、無刺激穩定性好、熱分解溫度較高的新型殺菌劑，近年在殺菌領域成為研究的熱點。聚胍的殺菌機理可以解釋為：由于胍基具有很高的活性，使聚合物呈正電性，容易被通常呈負電性的各類細菌、病毒所吸附，從而抵制了細菌病毒的分裂功能，使細菌、病毒失去繁殖能力，并且聚胍形成的薄膜阻礙了微生物的呼吸通道，使微生物窒息死亡，從而起到很好的殺菌作用。

由于胍基是親水基團，因此大部分聚胍的水溶性較強，使用時主要以其水溶液的形式，用于農業、食品、醫院、餐飲等領域的環境或制品的表面消毒處理；另外，聚胍還主要用于紡織品的后整理，使其具有殺菌防霉功能。

隨著人們生活水平的提高和衛生意識的增強，以及近年來多種傳染病的流行，使得人們對各種抗菌材料制品的要求不斷增加。最近，也有研究嘗試將聚胍用于塑料、橡膠等領域的抗菌用途。例如，CN101037503A公開了一種制備聚六亞甲基胍丙酸鹽粉末的生產方法，該發明利用離子分離交換膜，成功地將聚六亞甲基胍丙酸鹽從水溶液中分離出來，制成粉末狀樣品，使其可以用于塑料、橡膠的抗菌助劑。但是，這種聚六亞甲基胍丙酸鹽仍然具有一定的吸潮性，加入塑料或橡膠中后，如果經常在水中浸泡或者經常與水接觸后，長時間后會逐漸從塑料或橡膠中析出來，抗菌效率會降低，甚至消失。因此，難以滿足一些對耐水性要求較高的抗菌塑料或橡膠。

文獻Synthesis and antimicrobial activity of polymeric guanidine and biguanidine salts，Polymer 40(1999)6189□6198報道了合成了一種厭水性的聚六亞甲基(雙)胍硬脂酸鹽，但厭水性的聚六亞甲基(雙)胍硬酯酸鹽的抗菌效率相對于水溶性的聚六亞甲基(雙)胍鹽酸鹽或者聚六亞甲基(雙)胍丙酸鹽要差很多，通常需要在塑料中加入雙倍甚至更多于水溶性聚胍的質量才能達到同樣的抗菌效果。原因可能是，一方面引入的硬酯酸根分子量比鹽酸根和丙酸根等無機酸根的分子量要大得多；另一方面，硬酯酸根可能會削弱對聚胍的抗菌作用。此外，聚六亞甲基(雙)胍硬酯酸鹽加入到塑料中后，容易使制品顏色發黃，限制了其在一些白色或透明塑料制品中的應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的含聚胍抗菌劑的抗菌塑料耐水性差的缺陷，提供一種耐水性好的抗菌聚丙烯塑料及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種制備抗菌聚丙烯塑料的方法，該方法包括：

(1)在含水溶劑存在下，將聚胍鹽與羥基吡啶硫酮鈉混合接觸得到固體物，將所述固體物干燥，并粉碎得到抗菌劑；其中，所述聚胍鹽包括聚六亞甲基胍鹽和聚六亞甲基雙胍鹽；

(2)將聚丙烯、所述抗菌劑、可選地抗氧劑、可選地分散劑、可選地相容劑進行熔融共混、擠出造粒、烘干然后注塑成型。

本發明中，聚六亞甲基胍鹽不包括聚六亞甲基雙胍鹽，本領域技術人員知悉它們有各自的物質種類涵蓋且相互沒有交集。