本發(fā)明屬于抗菌塑料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法、應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著人們生活水平的提高，健康和衛(wèi)生意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)塑料制品提出了抗菌的要求，特別是關(guān)系兒童衛(wèi)生安全的日常用品，如兒童餐椅、玩具等。聚丙烯作為通用塑料中應(yīng)用最廣的品種之一，對(duì)其進(jìn)行抗菌改性一直是抗菌領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?？咕郾┙M合物的制備，主要是通過在聚丙烯造粒過程中加入一定量的抗菌劑來實(shí)現(xiàn)?？咕鷦┑姆N類很多，主要包括無機(jī)類抗菌劑、有機(jī)類抗菌劑兩大類。有機(jī)抗菌劑具有抗菌速度快、范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但也存在耐熱性差、易滲出、不耐洗滌、使用壽命短、毒性較大，長(zhǎng)時(shí)間使用對(duì)人體有害等不足。無機(jī)抗菌劑具有抗菌廣譜、安全性好、耐熱性好、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，并且其易于產(chǎn)業(yè)化，成為近期抗菌塑料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。無機(jī)抗菌劑是利用銀、銅、鋅等金屬及其離子的殺菌或抑菌能力值得制得的一類抗菌劑。在眾多的無機(jī)抗菌劑中，銀具有抗菌廣譜性、殺菌效率高、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，使得銀系抗菌劑成為無機(jī)抗菌劑中的研究熱點(diǎn)。銀系抗菌劑一方面可以與蛋白質(zhì)、酶等分子螯合或吸附，阻礙細(xì)菌的正常新陳代謝；另一方面微量銀可激活空氣或者水中的氧，產(chǎn)生活性氧離子，與細(xì)菌及多種有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致dna鏈中的堿基之間的磷酸二酯鍵斷裂，破壞微生物細(xì)胞的dna復(fù)制，起到多重抑制或消滅細(xì)菌的作用，成功地克服了有機(jī)抗菌劑使用壽命短、耐熱性差、應(yīng)用范圍較窄等缺點(diǎn)。我國(guó)的凹凸棒土儲(chǔ)量豐富，其儲(chǔ)存量占全世界總儲(chǔ)存量的一半以上，其來源廣泛、成本低廉。凹凸棒土具有獨(dú)特的鏈層狀晶體結(jié)構(gòu)和特殊的孔道結(jié)構(gòu)、界面性質(zhì)以及較大的比表面積，使其成為一種理想的載體。但是凹凸棒土原礦石中含有大量的雜質(zhì)，如蒙脫石、伊利石和碳酸鹽等，雜質(zhì)的存在影響凹凸棒土的吸附性能，需要經(jīng)過提純和改性處理才能使凹凸棒土作為高檔的吸附材料使用。因此，為克服以上技術(shù)方案所存在的缺陷，本發(fā)明提出一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法、應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法、應(yīng)用。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種抗菌聚丙烯組合物，由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯(lián)劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質(zhì)量比1:1混合得到的混合物。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15份、抗菌劑0.5份、增韌劑3份、偶聯(lián)劑0.2份、抗氧化劑0.1份。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑20份、抗菌劑0.8份、增韌劑5份、偶聯(lián)劑0.3份、抗氧化劑0.2份。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑30份、抗菌劑1.2份、增韌劑8份、偶聯(lián)劑0.5份、抗氧化劑0.3份。還提出一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法，包括如下步驟：步驟d1：凹凸棒土的改性：包括以下步驟：步驟s1：稱取10～30g的凹凸棒土放置在燒杯中，向燒杯中加入80～120ml的濃度為20～30％的鹽酸溶液形成第一混合液，攪拌均勻后將第一混合液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，將水熱反應(yīng)釜置于50～80℃水熱環(huán)境下放置4～6h，之后將水熱反應(yīng)釜放置于25℃室溫下冷卻，后采用離心的方式分離出凹凸棒土，并用去離子水反復(fù)洗滌凹凸棒土直至濾液的ph為中性，之后將凹凸棒土置于105～130℃的環(huán)境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步驟s2：將一定量的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯緩慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液內(nèi)的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯的濃度分別為0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室溫下攪拌第一混合溶液30min后并靜止老化3～5h；步驟s3：將步驟s1中制備的酸改性的凹凸棒土分散到去離子水中配置成質(zhì)量濃度為1～3％的懸浮液，然后向其中加入步驟s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中鈦與酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g來確定，將第二混合液在25℃室溫下劇烈攪拌2～4h后轉(zhuǎn)移至90～120℃的水熱反應(yīng)釜中繼續(xù)處理4～6h，之后將第二混合液離心，得到的沉淀物用去離子水反復(fù)洗滌直至所得濾液的ph值為中性，在105～120℃環(huán)境下干燥6～12h后，將其轉(zhuǎn)移至450～650℃的環(huán)境下繼續(xù)焙燒3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步驟d2：活性組分的負(fù)載：采用超重力輔助浸漬的方法，其具體步驟如下：在25℃室溫條件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸銀溶液中形成第三混合液，攪拌30min～2h后，將第三混合液轉(zhuǎn)移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力條件下處理2～4h后，將第三混合液在105～120℃環(huán)境下蒸干后于500℃環(huán)境下放置3～4h，得到以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；步驟d3：抗菌聚丙烯組合物的制備：以下原料按照質(zhì)量份：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯(lián)劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份混合；投入雙螺桿擠出機(jī)中，在機(jī)筒溫度為235-275℃，螺桿轉(zhuǎn)速320-350r/min條件下造粒，得到母粒狀抗菌聚丙烯組合物，其中，所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為步驟d2所得到的以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照重量比為1:1混合得到的混合物。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中的氨基酸離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸鹽中的一種或幾種。一種抗菌聚丙烯組合物的應(yīng)用，采用一種抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅：將按照權(quán)利要求5所述的一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法制得的母粒狀抗菌聚丙烯組合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已設(shè)定好溫度的注塑機(jī)中，注塑、成型、脫模得到兒童餐椅。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，注塑機(jī)加熱段的溫度分布為：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法使用改性后的凹凸棒土來負(fù)載載銀抗菌劑，載銀抗菌劑分散性好、粒徑分布均勻、穩(wěn)定性高且制備成本低，采用抗菌聚丙烯組合物用于制備兒童餐椅，該兒童餐椅對(duì)大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌三種細(xì)菌的抗菌率能達(dá)到98％以上。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本發(fā)明的上述特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)更加清晰易懂，可以理解的是實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。產(chǎn)品實(shí)施例1本實(shí)施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15份、抗菌劑0.5份、增韌劑3份、偶聯(lián)劑0.2份、抗氧化劑0.1份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質(zhì)量比1:1混合得到的混合物。產(chǎn)品實(shí)施例2本實(shí)施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑20份、抗菌劑0.8份、增韌劑5份、偶聯(lián)劑0.3份、抗氧化劑0.2份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質(zhì)量比1:1混合得到的混合物。產(chǎn)品實(shí)施例3本實(shí)施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質(zhì)量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑30份、抗菌劑1.2份、增韌劑8份、偶聯(lián)劑0.5份、抗氧化劑0.3份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質(zhì)量比1:1混合得到的混合物。方法實(shí)施例上述產(chǎn)品實(shí)施例1、2、3可以按照以下制備方法制得，一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟：步驟d1：凹凸棒土的改性：包括以下步驟：步驟s1：稱取10～30g的凹凸棒土放置在燒杯中，向燒杯中加入80～120ml的濃度為20～30％的鹽酸溶液形成第一混合液，攪拌均勻后將第一混合液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，將水熱反應(yīng)釜置于50～80℃水熱環(huán)境下放置4～6h，之后將水熱反應(yīng)釜放置于25℃室溫下冷卻，后采用離心的方式分離出凹凸棒土，并用去離子水反復(fù)洗滌凹凸棒土直至濾液的ph為中性，之后將凹凸棒土置于105～130℃的環(huán)境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步驟s2：將一定量的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯緩慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液內(nèi)的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯的濃度分別為0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室溫下攪拌第一混合溶液30min后并靜止老化3～5h；步驟s3：將步驟s1中制備的酸改性的凹凸棒土分散到去離子水中配置成質(zhì)量濃度為1～3％的懸浮液，然后向其中加入步驟s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中鈦與酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g來確定，將第二混合液在25℃室溫下劇烈攪拌2～4h后轉(zhuǎn)移至90～120℃的水熱反應(yīng)釜中繼續(xù)處理4～6h，之后將第二混合液離心，得到的沉淀物用去離子水反復(fù)洗滌直至所得濾液的ph值為中性，在105～120℃環(huán)境下干燥6～12h后，將其轉(zhuǎn)移至450～650℃的環(huán)境下繼續(xù)焙燒3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步驟d2：活性組分的負(fù)載：采用超重力輔助浸漬的方法，其具體步驟如下：在25℃室溫條件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸銀溶液中形成第三混合液，攪拌30min～2h后，將第三混合液轉(zhuǎn)移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力條件下處理2～4h后，將第三混合液在105～120℃環(huán)境下蒸干后于500℃環(huán)境下放置3～4h，得到以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；步驟d3：抗菌聚丙烯組合物的制備：以下原料按照質(zhì)量份：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯(lián)劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份混合；投入雙螺桿擠出機(jī)中，在機(jī)筒溫度為235-275℃，螺桿轉(zhuǎn)速320-350r/min條件下造粒，得到母粒狀抗菌聚丙烯組合物，其中，填充劑為納米滑石粉；抗菌劑為步驟d2所得到的以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照重量比為1:1混合得到的混合物。其中，步驟s2中的氨基酸離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸鹽中的一種或幾種。應(yīng)用實(shí)施例采用一種抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅：按照上述的一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法制得的母粒狀抗菌聚丙烯組合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已設(shè)定好溫度的注塑機(jī)中，注塑、成型、脫模得到兒童餐椅，其中，注塑機(jī)加熱段的溫度分布為：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。產(chǎn)品實(shí)施例1、2、3按照國(guó)標(biāo)gb21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能抗菌材料的特殊要求》進(jìn)行抗菌檢測(cè)，其相應(yīng)的指標(biāo)見下表1。表1抗菌聚丙烯組合物實(shí)施例1、2、3的抗菌率指標(biāo)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3大腸桿菌抗菌率98.56％98.34％99.18％霉菌抗菌率98.23％98.98％99.01％金黃色葡萄球菌抗菌率99.47％99.54％99.07％一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法使用改性后的凹凸棒土來制備載銀抗菌劑，具有分散性好、粒徑分布均勻、穩(wěn)定性高且成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，將銀負(fù)載到改性后的凹凸棒土上后的抗菌效果得到明顯的提升，原因在于，這一方面有利于細(xì)菌在凹凸棒土上的吸附，提高了抗菌劑與細(xì)菌的接觸面積，另一方面可以使銀在載體上得到高度分散進(jìn)一步強(qiáng)化抗菌效果。一種抗菌聚丙烯組合物的應(yīng)用采用抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅，所制備得到的兒童餐椅具有廣譜抗菌性和效率高的優(yōu)點(diǎn)，該兒童餐椅能使得日常生活中常接觸到的大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌等各種細(xì)菌在10秒內(nèi)失去活性，對(duì)大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌三種細(xì)菌的抗菌率能達(dá)到98％以上。上述實(shí)施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。當(dāng)前第1頁12