專利名稱：薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料及其制造方法
技術領域：
本發明屬于一種塑料粒料及其制備方法，具體地說是一種以聚乙烯樹脂為基體，添加彈性體樹脂，抗菌劑，無機填充劑等添加劑加工而成的薄膜用的抗菌透氣防水的塑料粒料及其制備方法。
背景技術：
抗菌防水透氣粒料的開發和應用為保護人類健康樹起了一道綠色屏障，對于改善人類生存環境，減少疾病，保護全民健康，具有十分重要的意義。
隨著國家綠色環保和節約資源一系列政策的實施，新型塑料正在逐步代替傳統的天然材料、木材和金屬材料，并以其優異的性能豐富的色彩，受到人們的青睞。但是，這些塑料的表面容易沾梁并滋生多種病菌，特別在家庭廚房和衛生間以及一些公共場所，器具長期處于潮濕、溫暖的環境或經常接觸到各種人群，容易滋生和傳播細菌、霉菌、藻類及各種有害病毒等有害微生物。因此，新型抗菌透氣防水粒料的開發和研制就變得尤為重要。
我國現已開始在家用電器、化學建材、衛浴設備和玩具等用品中廣泛應用抗菌粒料，從而有效地減少了因細菌霉菌玷污塑料制品而致病或交叉感染。現階段抗菌防霉產品已經成功地應用于家電、包裝材料、涂料、纖維多種產品，涉及人們生活的眾多領域。而抗菌塑料，如抗菌薄膜、醫療衛生用品、板材、衛浴設備、管材、電器用品及家飾等，必將成為市場的新亮點目前市場對抗菌透氣防水塑料薄膜的需求正在與日懼增，許多包裝保鮮膜，嬰兒和成年人用的紙尿布，紙尿褲，婦女衛生巾的干爽網面，醫用一次性手套，口罩，手術服等都急需這類塑料薄膜，但至今尚未見有這種集多種功能于一體的這類薄膜用的塑料粒料的專利報導。
發明內容
本發明的目的在于開發一種經擠出壓延或吹塑或流延成膜后，通過雙向拉伸，使薄膜成為網狀微孔結構，使其成為抗菌透氣防水功能薄膜的粒料及其制備方法。
按照上述目的，本發明的技術特征是一種薄膜用的抗菌透氣防水塑料粒料，其特征在于它是由聚烯烴樹脂為基體，添加無機粉體，抗菌劑，彈性體樹脂，潤滑劑，抗氧劑，經捏和出加熱塑化造粒而成的。
其中粒料的組成中所述的基體樹脂主要是LLDPE和LDPE，LDPE可提高薄膜韌性，可提高無機粉體添加量；LDPE加入有利于提高薄膜的強度；所述的彈性體樹脂主要是甲基乙烯基硅橡膠，也可以丁基橡膠及其它塑料彈性體；所述的抗菌母粒，主要是沸石納米銀抗菌母粒，也可以是二氧化硅納米銀或磷酸鋯納米銀抗菌母粒；所述的潤滑劑主要是硬脂酸，也可以是乙撐雙硬脂酰亞或硬脂酸的皂類；所述的無機粉體，主要是重質碳酸鈣，也可以是高岑土氧化鎂，硫酸鋇等白色無機粉體；所述的抗氧劑是瑞士汽巴——嘉基產的復合型抗氧劑，其牌號為B900，或其它相近牌號抗氧劑。
粒料的組成(重量比)線性低密度聚乙烯LLDPE 25-34低密度聚乙烯LDPE2-5彈性體樹脂 8-9潤滑劑 4-5抗菌母粒(含量25％) 2-6無機粉體(重質碳酸鈣≤2000目)50-55抗氧劑 少許按照上述目的，其制備方法為第一步生產抗菌塑料母粒。
第二步制備高分散性的無機粉體。
第三制備薄膜用的抗菌透氣防水塑料粒料。
本發明所公開的塑料粒料可用于加工制膜，具有優良的防水透氣性能，抗菌防水透氣粒料經雙向拉伸制成膜后，具有良好的防水性、透氣性。
具體實施例方式
一.抗菌塑料母粒的制備制備抗菌塑料母粒的目的在于1)減少納米銀無機抗菌劑在高于100℃會被加速氧化變黑。(因為生成氧化銀)2)使少量的納米銀能更好分散在塑料粒料之中。
抗菌塑料母粒的組成(重量比)線性低密度聚乙烯LLDPE50-65低密度聚乙烯LDPE 10-18
抗菌劑20-20聚乙烯蠟 2.5-3.5硬脂酸鋅 0.8-1.2鈦白粉1.6-2.4考慮到抗菌母粒在加料時方便計算，我們通常采用抗菌劑含量為25％的抗菌母粒配方。
抗菌塑料母粒生產舉例如下先稱取線性低密度聚乙烯LLDPE 55公斤和低密度聚乙烯LDPE 15公斤，納米銀無機抗菌劑25公斤，聚乙烯蠟2.5公斤，鈦白粉1.5公斤，硬脂酸鋅1公斤，加入到高速捏和機中拌和，拌和溫度不超過80℃，攪拌時間不少于20分鐘，通過攪拌，由于聚乙烯蠟熔點較低，在70-80下，硬脂酸鋅和聚乙烯蠟便能對納米銀進行充分包覆，減少納米銀在以后造粒時被氧化變色。造粒是在排氣式雙螺桿造粒機中進行，造粒時螺桿各段溫度為，加料口溫度為65-80℃，中間塑化段為100-110℃，機頭溫度為110-115℃，口模溫度為120-130℃，擠出條料，經飛刀切粒，落入水槽，再送沸騰烘箱干燥除去水分即得含抗菌劑25％抗菌塑料母粒。
本發明所述的納米銀無機抗菌劑是沸石納米銀無機抗菌劑，其牌號為RH A-2，也可以采用磷酸鋯納米銀無機抗菌劑，或二氧化鈦納米銀無機抗菌劑。
納米銀的抗菌機理可認為在潮濕的條件下，抗菌母粒緩慢釋放少量銀離子。由于細菌表面帶有負電荷，因此帶有正電荷的銀離子被吸附在細菌表面，與微生物體內蛋白質上的基團發生反應進而破壞其電解質平衡，導致細菌由于細胞壁受損而死亡，即微動力效應。
此反應使蛋白質凝固，破壞微生物合成酶的活性，并可能干擾微生物DNA的合成，造成微生物喪失分裂增殖能力而死亡。同時金屬離子和蛋白質的結合還破壞了微生物的電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。由于金屬離子一般負載在緩釋性載體上，在使用過程中具有抗菌性能的金屬離子逐漸釋放，而在低濃度下抗菌金屬離子就有抗菌效果，因此通過抗菌金屬離子的釋放，無機抗菌劑可發揮持久的抗菌效果。
銀離子抗菌性能Ag3+＞Ag2+＞Ag+價態銀離子還原勢極高，能使周圍空間產生原子氧而極大提高抗菌效果。
二.高分散性無機粉體的制備無機粉體的細度和分散性好壞，對粒料成膜時形成微孔大小和多少至今重要。
本發明選用的無機粉體主要是重質碳酸鈣，也可以是高岑土，氧化鎂，硫酸鋇等白色無機粉體。
制備時先將重質碳酸鈣粉碎至200-300目，然后添加復合型分散劑。分散劑由羅馬哈斯公司產牌號9400，硬脂酸和鈦酸丁酯偶聯劑復配而成，它們混合比各為3分之一左右，添加量為2-4％，添加時在高速捏和機中在常溫下攪拌15-20分鐘，然后送氣流粉碎機粉碎至2000或小于2000目，其低揮發物小于350ppm。
經處理的碳酸鈣具有很高的分散性，加上鈦酸丁脂偶聯劑的存在，鈦酸丁脂的一端和塑料的氫鍵交聯，另一端長鏈分子把無機粉體纏繞，大大改善了基體樹脂和無機粉體相面的結合力。
添加大量超細碳酸鈣粉體，是粒料成膜時，能成為透氣防水功能必要條件。因為粒料成膜被雙向拉伸時，塑料具有延展性，無機微粒沒有延展性，只是被動地著塑料分子移動，由于在流動時二者速度不一致，微粒周圍便出現網狀微孔結構。大量分布均勻的微孔可透過多數氣體，包括汗水蒸發的蒸汽，但它又能阻隔水和其它小液滴，因而使加工成的薄膜具有透氣防水功能。
三.薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料的制備薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料，在企業中以SC-GKL-OO薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料表示其中，SC-GKL-OO為企業對本產品的命名。
本發明所述的塑料粒料它是由聚烯烴樹脂為基礎，添加無機粉體，抗菌劑，彈性樹脂，潤滑劑，抗氧劑經捏和加熱塑化而成的一種薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料。
塑料粒料的組成(重量比)線性低密度聚乙烯 LLDPE25-34低密度聚乙烯 LDPE 2-5彈性體樹脂 8-9潤滑劑 4-5抗菌母粒 (含量25％) 2-6無機粉體 (重質碳酸鈣≤2000月) 50-55抗氧劑 少許本發明基體樹脂，選用LLDPE因其韌性好，可提高無機粉體添加量，適量添加LDPE，有利提高薄膜強度，減少薄膜雙向拉伸時出現破裂。
本發明所述的彈性體樹脂，主要是甲基乙烯基硅橡膠(甲基乙烯基硅氧烷)，也可以丁基橡膠及或其它塑料彈性體。它的加入可克服由于添加大量無機粉體后薄膜強度下降之不足。
本發明所述的抗菌母粒，主要是前面述及含沸石納米銀的抗菌母粒，也可以采用二氧化鈦納米銀或磷酸鋯納米銀抗菌母粒。
本發明所述的潤滑劑主要是硬脂酸，也可以是乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸鋅等硬脂酸的皂類。
本發明所述的無機粉體，主要是高分散性重質碳酸鈣，也可以是高岑土，氧化鎂，硫酸鋇等白色無機粉體。其制備方法上面已作舉例。其細度等于或小于2000目，其含低揮發物小于350ppm。
所述的抗氧劑是瑞士汽巴——嘉基產的復合型抗氧劑其牌號為B900，也可以用其它相近牌號抗氧劑。
薄膜用抗菌防水透氣粒料的實施舉例粒料的組成配方舉例(重量比) 實施工藝過程先稱取LLDPE和LDPE在拌料機中拌和均勻，然后依次加碳酸鈣粉體，甲基乙烯基硅橡膠，硬脂酸，抗菌母粒及少許抗氧劑，在高速捏和機中混合溫度不超過80℃，拌料時間不小于20分鐘。
第二步，將混合物料加入到排氣式雙螺桿造粒機造粒中造粒，造粒時，加料段溫度為65-90℃中間塑化段溫度控制在100-110℃，機頭溫度溫度控制在為110-115℃，口模溫度為120-130℃，螺桿轉速控制在250轉/分左右，為減少雜質顆粒影響以后拉膜工藝，機頭應采用四層濾網，各層網孔為“80+120+120+80”，亞且需經常更換。造粒時須保持口模料孔干凈，以保證條料粗細均勻。機頭用飛刀切粒，水槽冷卻，沸騰干燥除去水分。
抗菌透氣防水薄膜成型參考工藝制膜時采用先成膜后雙向拉伸，再采用特制收卷裝置，通過夾膜導致膜的橫向拉伸。其關鍵在于不產生洞的情況下打斷膜結構的連續性擠出加工條件1)流延膜①熔融溫度177-232℃②模口溫度177-232℃③壓紋軸溫度21-54℃④拉伸前厚度102-152μm2)吹膜①模口間隙避免熔體破裂②熔融溫度190-240℃③吹脹比2∶1至4∶1拉伸方法雙向拉伸增加膜的韌性，技術要求較高，拉伸比為1∶4。因為高拉伸率，膜強度差；低拉伸率，透水性差。拉伸溫度60-105℃抗菌防水透氣粒料產品制成薄膜后具有優良性能。
抗菌防水透氣粒料經雙向拉伸制成膜后，具有良好的防水性、透氣性，防水透氣透濕指數達到1700-4500g/m224hr，既使在膠水貼合狀態下也能達到3500g/m224hr，高于2000g/m224hr的國際標準。能有效阻隔小水滴，每平方英寸有90億個小孔，且每個小孔只有水滴的二萬分之一，每個小孔可容700個水分子通過，故身上之汗氣可輕易通過薄膜蒸發。
表1抗菌防水透氣粒料制成薄膜主要物理性能參數
抗菌防水透氣粒料高效的抗菌性具體抗菌效果例舉如下表2使用抗菌防水透氣母粒制LLDPE薄膜(1)(2)
表2·3使用SC-GKL-00抗菌防水誘氣母粒制M-LLD薄膜(1)(2)
注(1)檢測用菌大腸桿菌(Escherichia coli IFO 3972)注(2)檢測方法日本國家工業標準JIS Z 2801該薄膜屬于可降解材料，用后不污染環境制成的抗菌透氣防水薄膜可廣泛應用于嬰兒和成年人用的紙尿布，紙尿褲，婦女衛生巾的干爽網面，醫用一次性手套，口罩，食品包裝及衛生醫用材料。
權利要求
1.一種薄膜用的抗菌透氣防水塑料粒料，其特征在于它是由聚烯烴樹脂為基體，添加無機粉體，抗菌劑，彈性體樹脂，潤滑劑，抗氧劑，經捏和出加熱塑化造粒而成的。
2.如權利要求1所述的塑料粒料，其特征在粒料的組成中所述的基體樹脂主要是LLDPE和LDPE，LDPE可提高薄膜韌性，可提高無機粉體添加量；LDPE加入有利于提高薄膜的強度；所述的彈性體樹脂主要是甲基乙烯基硅橡膠，也可以丁基橡膠及其它塑料彈性體；所述的抗菌母粒，主要是沸石納米銀抗菌母粒，也可以是二氧化硅納米銀或磷酸鋯納米銀抗菌母粒；所述的潤滑劑主要是硬脂酸，也可以是乙撐雙硬脂酰亞或硬脂酸的皂類；所述的無機粉體，主要是重質碳酸鈣，也可以是高岑土氧化鎂，硫酸鋇等白色無機粉體；所述的抗氧劑是瑞士汽巴——嘉基產的復合型抗氧劑，其牌號為B900，或其它相近牌號抗氧劑。
3.如權利要求1或2所述的塑料粒料，其特征在粒料的組成(重量比)線性低密度聚乙烯 LLDPE 25-34低密度聚乙烯 LDPE 2-5彈性體樹脂8-9潤滑劑4-5抗菌母粒 (含量25％) 2-6無機粉體 (重質碳酸鈣≤2000目) 50-55抗氧劑 少許。
4.一種如權利要求1所述的塑料粒料制備方法，其特征在于第一步制備抗菌母粒；先稱取LLDPE 55公斤和LDPE 15公斤納米銀無機抗菌劑25公斤，聚乙烯蠟2.5公斤，鈦1.5公斤，硬脂酸鋅1公斤，加入到高速捏和機中拌和，拌和溫度不超過80℃，時間不少于20分鐘，拌和均勻后用排氣式雙螺桿早粒機造粒，加料段溫度為65-80℃中間塑化段為100-110℃，機頭溫度為110-115℃，口模溫度為120-130℃，經擠出切粒，水冷卻，沸騰干燥得含抗菌劑25％抗菌母粒；第二步制備高分散性無機粉體；先將重質碳酸鈣粉碎至200-300目，然后添加復合型分散劑；分散劑由羅馬哈斯公司產牌號9400，硬脂酸和鈦酸丁酯偶聯劑復配而成，它們混合比各為三分之一左右，先在常溫下攪拌15-20分鐘，均勻后送氣流粉碎機粉碎至2000或小于2000目，含低揮發物小于350ppm；第三步薄膜用抗菌透氣防水塑料粒料制備按配方先稱取LLDPE和LDPE在拌料機中拌和均勻，然后依次加入高分散性碳酸鈣粉體，甲基乙烯基硅橡膠，硬脂酸，抗菌母粒及少許抗氧劑，在高速捏和機中混和，捏和機溫度不超過80℃，拌料時間不小于20分鐘，造粒采用排氣式雙螺桿造粒機造粒，加料段溫度為65-90℃中間塑化段溫度控制在100-110℃，機頭溫度溫度控制在為110-115℃，口模溫度為120-130℃，螺桿轉速為250轉/分左右，機頭加四層濾網，並保持口模料孔干凈保正粒料無雜質且均勻機頭用飛刀切粒，水槽冷卻沸騰干燥除去水分。
全文摘要
一種薄膜用抗菌透水塑料粒料，系由線性低密度聚乙烯LLDPE和低密度聚乙烯LDPE組成基體樹脂，通過添加無機粉體抗菌母粒，彈性體樹脂，潤滑劑，抗氧劑，經捏和擠出加熱塑化造粒而成。用這種粒料經成膜，再雙向拉伸便可制得抗菌透氣防水薄膜。可廣泛應用于嬰兒紙尿褲，婦女衛生巾用干爽網面，一次性手套，口罩，食品包裝及衛生醫用材料。
文檔編號C08J5/18GK1789317SQ20041009320
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月17日 優先權日2004年12月17日
發明者熊小勇, 陳德標, 張琛欣 申請人:上海三成化工有限公司