專利名稱：一種抗菌尼龍塑料材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種抗菌尼龍塑料材料，本發明還涉及一種抗菌尼龍塑料材料的制備方法。
背景技術：
隨著人類物質財富的增長和社會的全面進步，人們越來越關心環境問題，如近幾年爆發的“非典”和禽流感，對由環境引發的影響人類健康和生活質量的問題，特別予以關注。降低和有效防止人居環境中微生物對人類生活的干擾和危害，減輕由此引發的病菌感染與疾病流行已成為社會的共識。在生產場所、公共場所和人居環境中，環境微生物的這些危害甚至危及人的生命。控制環境微生物的常見措施，如空氣凈化、紫外線照射、臭氧滅菌和使用有機類抗菌劑滅菌盡管產生了積極效應，但也存在持效性差，成本高，有不適氣味，有毒等缺限。無機抗菌劑因持效性長，安全性好，使用衛生等優點構成了最具前景的控制環境微生物的方法和措施。
無機抗菌劑一般呈固體粉末狀態，主要作為添加劑，并通過與相應材料的制備工藝相結合而制備各類抗菌制品，再通過抗菌制品的實際應用發揮無機抗菌劑抗菌、清潔空氣及對人體起防病等功能作用。無機抗菌劑按抑制和殺滅細菌的原理可分為光催化型和金屬離子載帶型兩大類，其中前者為半導體型物質，在紫外光照射下，半導體物質產生活性氧等具有強氧化作用的基團，由此破壞微生物的細胞活性，產生抗菌效應。抗菌劑因為只有在紫外光的照射下，才具有抗菌功能，所以適用范圍小，作用不穩定，且難以檢測和評估；金屬離子載帶型抗菌劑主要以離子緩釋方式產生抗菌作用，不受物理環境的制約，且抗菌作用強，持效性好，具廣譜抗菌性以及與加工制品相容性好等優點。目前，金屬離子載帶型無機抗菌劑已經成為市場上無機抗菌劑的主體產品。但在應用過程中也存在一些問題，主要表現在兩方面其一，制品變色，即采用無機抗菌劑作為添加劑制備的抗菌制品顏色加深，甚至無法使用。這一方面是抗菌劑自身白度低所致，另一方面，也是最重要的因素則是在加工的高溫高壓過程中，抗菌劑中無機離子的超量逸出及其與制品中其它組分反應或自身形成氧化物的結果。由于在制備無機抗菌劑的幾種金屬離子中，銀離子的抗菌作用最強，且容易被無機物載體吸納復合，因此無機抗菌劑多載帶銀離子構成；銀離子不僅容易導致制品變色，同時也加大了無機抗菌劑的成本；其二，無機抗菌劑粉體的物理性能，如粉體粒徑，因存在顆粒粗，分布不合理等問題，還不能很好地滿足應用要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種抗菌尼龍塑料材料，使用該材料制造的產品抗菌作用強，持效性好，具抗菌廣譜性。
本發明的另一目的是提供一種抗菌尼龍塑料材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，工業化生產程度高。
本發明提供的一種抗菌尼龍塑料材料，由抗菌尼龍母粒和增強尼龍塑料混合制備而成，兩種原料的重量配比為抗菌尼龍母粒∶增強尼龍塑料＝1∶9～30，所述抗菌尼龍母粒主要由無機抗菌劑和尼龍塑料兩種原料制成，其中無機抗菌劑占抗菌尼龍母粒的重量含量為0.5～50％，尼龍塑料占抗菌尼龍母粒的重量含量為45％～95％。
本發明所述無機抗菌劑為無機含銀抗菌劑、無機含鋅抗菌劑、無機含銅抗菌劑或其組合而成的復合抗菌劑，無機抗菌劑的載體體系為磷酸鋯鹽體系、硅酸鋁鹽體系、沸石體系或玻璃體系。無機抗菌劑的粉體粒徑小于30微米，該規格粉體粒徑使無機抗菌的分布更理，抗菌有效成分為銀離子、鋅離子、銅離子。
本發明所述抗菌尼龍母粒的制備原料中還包括有偶聯劑和加工助劑，其中偶聯劑采用鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑等；加工助劑包括抗變色劑、助分散劑、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑中的一種或幾種，這些助劑根據生產需要添加，一般在生產抗菌尼龍母粒時加入一些潤滑劑即可達到要求，其他助劑如抗變色劑、助分散劑、抗靜電劑、抗氧劑等如有需要可加入。
本發明所述的抗菌尼龍塑料材料的制備方法，包括如下步驟(1)按配比稱取無機抗菌劑粉體和尼龍塑料，加入適量偶聯劑和加工助劑；(2)在分散機中將各原料混合均勻；(3)將上述混合料進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；(4)按抗菌尼龍母粒∶增強尼龍塑料＝1∶9～30的重量比例分別稱取兩種原料；
(5)將稱取的兩種原料置于分散機中攪拌均勻即得抗菌尼龍塑料材料。
上述步驟中，如有需要，可在步驟(3)后將混合料再次造粒，以使抗菌劑在塑料中分散更為均勻，得到的這種尼龍抗菌材料即可通過注塑等塑料加工方法直接用來生產抗菌尼龍產品。
本發明抗菌尼龍塑料材料的制備采用兩步法，第一步制備抗菌尼龍母粒，第二步將抗菌尼龍母粒均勻分散在增強尼龍塑料中制得抗菌尼龍塑料材料。之所以選用兩步法是為了無機抗菌劑在塑料中分散更為均勻，更有利于抗菌作用的發揮，由此制得的抗菌尼龍塑料材料抗菌作用強，持效性好，具抗菌廣譜性。
具體實施例方式
參考下列實施例將更易于理解本發明，給出實施例是為了闡明本發明，而不是為了限制本發明的范圍。
實施例11.稱取無機抗菌劑磷酸鋯鹽載銀抗菌劑200克，如廣州擎天新材料研究開發有限公司生產的牌號為BC-107，潤滑劑如低分子量氧化聚乙烯蠟和聚酰胺蠟各5克，尼龍6塑料785克，偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝1∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
實施例21.稱取無機抗菌劑硅酸鋁鹽載銀抗菌劑200克，如日本富士化學有限公司生產的牌號為BM-102TG，潤滑劑如低分子量聚乙烯蠟和硬脂酸鈣各5克，尼龍6塑料785克；偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；
3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝1∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
實施例31.稱取無機抗菌劑玻璃載銀抗菌劑200克，如日本石冢硝子有限公司生產的牌號為CKR，潤滑劑如低分子量聚酰胺蠟和硬脂酸鋅各5克，尼龍1010塑料785克；偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝1∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
實施例41.稱取無機抗菌劑玻璃載體的銀鋅復合抗菌劑250克，如日本石冢硝子有限公司生產的牌號為VZN300，潤滑劑如低分子量聚酰胺蠟和硬脂酸鋅各5克，尼龍610塑料745克；偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝1∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
實施例51.稱取無機抗菌劑玻璃載體的含鋅抗菌劑250克，如日本石冢硝子有限公司生產的牌號為WJ的抗菌劑，潤滑劑如低分子量聚酰胺蠟和硬脂酸鋅各5克，尼龍6塑料745克；偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝2∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
實施例61.稱取無機抗菌劑磷酸鋯鹽載體的含銅抗菌劑250克，如廣州擎天新材料研究開發有限公司生產的牌號為BC-C01的抗菌劑，潤滑劑如低分子量聚酰胺蠟和硬脂酸鋅各5克，尼龍1010塑料745克；偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑，添加量分別為抗菌劑重量的0.5％；2.用分散機先混合偶聯劑和抗菌劑，再加入其他料將上述原料分散均勻；3.在150℃～250℃進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；4.按抗菌尼龍母粒(質量)∶增強尼龍塑料(質量)＝2∶25的比例分別稱取兩種材料；5.將稱取的兩種材料置于分散機中分散均勻即可得到抗菌尼龍塑料材料。
將所得到的抗菌尼龍塑料材料注塑成50MM*30MM*2MM的薄板，按照國家塑料抗菌檢測標準進行抗菌性能檢測。結果見表一。
表一抗菌結果檢測數據
根據國家標準(貼膜法)，抗菌率達到90％以上，即可認為該塑料材料具有抗菌性。由表一可知，上述尼龍抗菌材料均具有抗菌性。
權利要求
1.一種抗菌尼龍塑料材料，其特征在于由抗菌尼龍母粒和增強尼龍塑料混合制備而成，兩種原料的重量配比為抗菌尼龍母粒∶增強尼龍塑料＝1∶9～30，所述抗菌尼龍母粒主要由無機抗菌劑和尼龍塑料兩種原料制成，其中無機抗菌劑占抗菌尼龍母粒的重量含量為0.5～50％，尼龍塑料占抗菌尼龍母粒的重量含量為45％～95％。
2.根據權利要求1所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述無機抗菌劑為無機含銀抗菌劑、無機含鋅抗菌劑、無機含銅抗菌劑或其組合而成的復合抗菌劑。
3.根據權利要求1或2所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述無機抗菌劑的載體體系為磷酸鋯鹽體系、硅酸鋁鹽體系、沸石體系或玻璃體系。
4.根據權利要求3所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述無機抗菌劑的粉體粒徑小于30微米。
5.根據權利要求1所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述抗菌尼龍母粒的制備原料中還包括有偶聯劑和加工助劑。
6.根據權利要求5所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。
7.根據權利要求5所述的抗菌尼龍塑料材料，其特征在于所述加工助劑包括抗變色劑、助分散劑、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑中的一種或幾種。
8.一種如權利要求1所述的抗菌尼龍塑料材料的制備方法，包括如下步驟(1)按配比稱取無機抗菌劑粉體和尼龍塑料，加入適量偶聯劑和加工助劑；(2)在分散機中將各原料混合均勻；(3)將上述混合料進行擠出造粒，制得抗菌尼龍母粒；(4)按抗菌尼龍母粒∶增強尼龍塑料＝1∶9～30的重量比例分別稱取兩種原料；(5)將稱取的兩種原料置于分散機中攪拌均勻即得抗菌尼龍塑料材料。
9.根據權利要求8所述的抗菌尼龍塑料材料的制備方法，其特征在于將步驟(3)所得的混合料再次造粒使抗菌劑在塑料中分散更為均勻。
全文摘要
本發明公開了一種抗菌尼龍塑料材料，由抗菌尼龍母粒和增強尼龍塑料混合制備而成，兩種原料的重量配比為抗菌尼龍母粒∶增強尼龍塑料＝1∶9～30，所述抗菌尼龍母粒主要由無機抗菌劑和尼龍塑料兩種原料制成，其中無機抗菌劑占抗菌尼龍母粒的重量含量為0.5～50％，尼龍塑料占抗菌尼龍母粒的重量含量為45％～95％。本發明抗菌尼龍塑料材料的制備采用兩步法，第一步制備抗菌尼龍母粒，第二步將抗菌尼龍母粒均勻分散在增強尼龍塑料中制得抗菌尼龍塑料材料。選用兩步法的目的是為了無機抗菌劑在塑料中分散更為均勻，更有利于抗菌作用的發揮，由此制得的抗菌尼龍塑料材料抗菌作用強，持效性好，具抗菌廣譜性。
文檔編號C08K3/34GK1970631SQ200610123560
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月15日 優先權日2006年11月15日
發明者王從國 申請人:廣州擎天新材料研究開發有限公司