一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法

一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》是中國石油化工股份有限公司中國石油化工股份有限公司北京化工研究院於2011年10月26日申請的發明專利,該專利申請號為201110330602X,公布號為CN103073907A,公布日為2013年5月1日,發明人是喬金樑、李傑、張師軍、劉濤、張麗英、鄒浩、邵靜波、楊慶泉、王小蘭、呂明福。

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》包含共混的熱塑性塑膠和負載型抗菌劑,其中以熱塑性塑膠為100重量份計,負載型抗菌劑為0.1~30份;所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑,包含有機抗菌劑及粉末橡膠,其中抗菌劑負載在粉末橡膠上。由將常溫液態的有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻靜置,直至粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液吸收後即得到所述負載型抗菌劑。由此得到的抗菌熱塑性塑膠組合物具有抗菌效果好、顏色好、成本低、安全性高等優點,其製備工藝簡單、易於操作,適於工業化套用。

2021年6月24日,《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

基本介紹

  • 中文名:一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法
  • 申請人:中國石油化工股份有限公司、中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
  • 發明人:喬金樑、李傑、張師軍、劉濤、張麗英、鄒浩、邵靜波、楊慶泉、王小蘭、呂明福
  • 申請號:201110330602X
  • 申請日:2011年10月26日
  • 公布號:CN103073907A
  • 公布日:2013年5月1日
  • 地址:北京市朝陽區朝陽門北大街22號
  • 代理機構:北京思創畢升專利事務所
  • 代理人:趙宇
  • Int. Cl.:C08L101/00; C08K13/06; C08K9/12
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,專利榮譽,

專利背景

截至2011年10月,隨著人民生活水平的提高和衛生意識的增強,對各種抗菌材料製品的需求量不斷增加,其中抗菌塑膠製品占很大的比重,各種生活製品,包括冰櫃、空調、各種食品容器、包裝袋、洗衣機、玩具製品、吸塵器等等,都使用了各種不同的熱塑性抗菌塑膠,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PC/ABS合金、抗菌PP/ABS合金、抗菌PA/ABS合金等等。
抗菌塑膠的製備,主要是在其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,主要包括無機類抗菌劑、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-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。無機抗菌劑的特點是安全性、耐熱性、耐久性較好,不足之處在於價格較高和抗菌的遲效性,不能像有機抗菌劑那樣迅速殺滅細菌。有機抗菌劑具有殺菌速度快、抗菌範圍廣等優點,但也存在耐熱性差、易滲出、不耐洗滌、作用壽命短等問題,將無機和有機抗菌劑復配使用,綜合二者的優點,彌補它們單獨的不足之處,是抗菌塑膠研究的熱點之一。
無機抗菌劑主要是以Ag,Zn離子為主要殺菌元素,將其負載於沸石、磷酸鋯、玻璃、羥基磷灰石、蒙脫土、硅藻土等無機載體中,由於Ag,Zn離子被負載於載體多孔、層狀或者可溶性無定形基體中,因此在產品中可以被緩慢得釋放出來,因此有較好的安全性和耐久性,例如,專利US4775585,US4906464,US4911898等介紹了沸石負載Ag,Zn離子的抗菌劑,專利US4025608,US4059678,US5296238等介紹了磷酸鋯負載Ag,Zn抗菌劑,專利US6939820,CN1323588C,CN1318500C等介紹了玻璃負載Ag,Zn抗菌劑,專利US5009898和US5268174等介紹了羥基磷灰石負載Ag,Zn抗菌劑。
有機抗菌劑通常是具有一定分子結構的化合物,種類較多,例如,噻菌靈、百菌清、多菌靈、吡啶硫酮鋅、2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)、4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)、10,10′-氧聯吩噁吡(OBPA)、正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)等等,大部分有機抗菌劑,具有親水性差的特點,因此,與一般的無機載體(例如,沸石、磷酸鋯、玻璃、羥基磷灰石、蒙脫土、硅藻土等)相容性不是很好,因此,比較難被負載於無機載體的多孔或者層狀等結構中,在使用時一般直接將其添加到塑膠中,因此,不像無機抗菌劑中的Ag、Zn離子,被存儲在無機載體的孔洞中、片層間,或無定型基體中,可以被緩慢釋放出來,從而具有較長的實效性,在塑膠產品中會以較快的速度析出,因此,可能存在比較容易滲出、不耐洗滌、作用壽命短的缺點。

發明內容

專利目的

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的目的之一是提供一種抗菌熱塑性塑膠組合物,該抗菌塑膠組合物具有良好的抗菌效率,良好的耐水性,並且具有長的抗菌時效性。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的另一目的是提供所述抗菌熱塑性塑膠組合物的製備方法。該製備方法工藝簡單、易於操作,適於工業化套用。

技術方案

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》所述的一種抗菌熱塑性塑膠組合物,包含有共混的熱塑性塑膠和負載型抗菌劑,其中以熱塑性塑膠為100重量份計,負載型抗菌劑為0.1~30份,優選為0.3~10份。
以上所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑,包含有機抗菌劑及粉末橡膠,其中抗菌劑負載在粉末橡膠上。該抗菌劑與樹脂相容性好,可提高對樹脂的抗菌效率,延長抗菌時效性和耐水性。
以上所述粉末橡膠為具有交聯結構的粉末橡膠,其橡膠粒子為均相結構,凝膠含量大於或等於60重量百分比,優選為大於或等於75重量百分比,更優選大於或等於80重量百分比;其橡膠粒子平均粒徑為20~2000納米,優選為30~500納米,更優選為50~200納米。
所述粉末橡膠優選包括以下物質中的至少一種:粉末天然橡膠、粉末丁苯橡膠、粉末羧基丁苯橡膠、粉末丁腈橡膠、粉末羧基丁腈橡膠、粉末聚丁二烯橡膠、粉末氯丁橡膠、粉末矽橡膠、粉末丙烯酸酯類橡膠、粉末丁苯吡橡膠、粉末異戊橡膠、粉末丁基橡膠、粉末聚硫橡膠、粉末丙烯酸酯-丁二烯橡膠、粉末聚氨酯橡膠或粉末氟橡膠。
以上所述負載型抗菌劑由以下方法之一製備而得:
(1)將常溫液態有機抗菌劑與粉末橡膠混合至均勻後靜置,直至粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑吸收。
所述常溫液態有機抗菌劑含量過低,所得粉末橡膠負載的抗菌劑的殺菌效率較低,如果常溫液態有機抗菌劑含量過高會導致粉末橡膠無法完全吸收,並且造成負載抗菌劑的粉末橡膠抱團,不利於其在抗菌塑膠的加工套用。因此,該方法中粉末橡膠和有機抗菌劑的重量比為100:0.3~100:50,優選為100:5~100:30,更優選為100:10~100:20。
(2)將有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻後靜置,直至粉末橡膠將有機抗菌劑溶液吸收。
有機抗菌劑為常溫固態時,由於無法被吸附到粉末狀的粉末橡膠顆粒內,所以需要將其製備成溶液便於吸附;至於常溫液態的有機抗菌劑也可根據需要將其溶於增塑劑支持溶液來負載到粉末橡膠上。因此,該方法中所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和/或常溫固態的有機抗菌劑溶於增塑劑而得到的溶液。如果有機抗菌劑溶液用量過低,那樣製備的粉末橡膠負載的抗菌劑中抗菌劑含量過低,導致其殺菌效率較低,如果有機抗菌劑溶液用量過高,會導致粉末橡膠無法完全吸收,並且造成負載後的粉末橡膠抱團,不利於其在抗菌塑膠的加工中套用。因此,該方法中粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100:1~100:50,優選為100:10~100:40,更優選為100:20~100:30。
當所述有機抗菌劑溶液為常溫固態有機抗菌劑溶於增塑劑而得到的溶液時,有機抗菌劑含量過低,會導致其負載於粉末橡膠中後,含量更低,抗菌效率下降;如果有機抗菌劑的含量過高,會導致增塑劑中無法溶解過多的抗菌劑,不利於抗菌劑在粉末橡膠中的負載。因此,其中所述常溫固體有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1:100~15:100,優選為5:100~10:100。
當所述有機抗菌劑溶液為常溫液態有機抗菌劑溶於增塑劑而得到的溶液時,其中所述有機抗菌劑與增塑劑之間的重量比為1:100~100:1,優選20:100~100:50,更優選為30:100~100:100。
更具體的,在方法(2)中所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和常溫固態的有機抗菌劑溶於增塑劑而得到的溶液時,是先將常溫固態有機抗菌劑溶於增塑劑,再將常溫液態有機抗菌劑加入混合均勻而得。
以上所述負載型抗菌劑的製備方法中,將粉末橡膠與常溫液態有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液混合,由於粉末橡膠的高度交聯結構,可以在濃度梯度的作用下將有機抗菌劑吸收到粉末橡膠的內部和表面。從而得到這種特殊的粉末橡膠負載的抗菌劑。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》所述的粉末橡膠可以選用相關技術中符合上述參數要求的各種粉末橡膠,優選中國專利CN1402752A和CN1383439A所公開的全硫化粉末橡膠。該種全硫化粉末橡膠是指凝膠含量達到60重量百分比或更高,更優選75重量百分比或更高,乾燥後無需加隔離劑即可自由流動的橡膠微粉。該全硫化粉末橡膠的粒徑為20納米~2000納米。該全硫化粉末橡膠中的每一個微粒都是均相的,即單個微粒在組成上都是均質的。在顯微技術的觀察下微粒內沒有發現分層、分相等不均相的現象。該粉末橡膠是通過將相應的橡膠膠乳輻照交聯而將橡膠粒子粒徑固定的。
所述全硫化粉末橡膠因其本身是有機材質,具有較多的表面官能團,因此具備了作為某些有機抗菌劑載體的條件。該種粉末橡膠除了橡膠粒子的粒徑小、比表面積大,與樹脂相容性好的優點之外,其內部的交聯結構,是膠乳在輻照等一系列工藝的作用下產生的,這與普通的橡膠硫化製品需要在後加工過程中加入硫化劑才能產生的交聯結構截然不同。《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的發明人通過研究發現,由於這種粉末橡膠的橡膠粒子的交聯結構可以將有機抗菌劑很好的負載到其表面和內部,而且在負載完有機抗菌劑後仍然能保持其原有的納米級或接近納米級的粒徑,由於其納米尺寸效益,大的比表面積,可以提高有機抗菌劑的殺菌效率,並且由於部分有機抗菌劑被負載於其內部,因此當表面的有機抗菌劑析出後,其內部的有機抗菌劑可以在濃度梯度的作用下繼續往外析出,從而提高其抗菌的長效性。
以上所述有機抗菌劑可選用相關技術中的各種用於塑膠抗菌的有機抗菌劑,其中常溫固態的有機抗菌劑優選4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT);所述常溫液態的有機抗菌劑優選自2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)、正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)中的至少一種。
以上所述增塑劑可選用相關技術中塑膠加工領域中已有的各種液體增塑劑,優選包括以下物質中的至少一種:鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、環氧大豆油、環氧油酸丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯或磷酸三甲苯酯。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》中所述負載型抗菌劑的製備方法中,將常溫液態有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合可採用相關技術中的各種混合手段,比如攪拌等。為了使有機抗菌劑儘量充分地負載到粉末橡膠上,將常溫液態的有機抗菌劑或是有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻後,靜置至所述常溫液態抗菌劑或是有機抗菌劑溶液被粉末橡膠完全吸收即可。所述完全吸收,即取走吸收了抗菌劑的粉末橡膠後,混合容器內沒有肉眼可見液態物質。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》中所含有的負載型抗菌劑,有效解決了有機抗菌劑與普通的無機載體相容性差、難以負載的問題。並且粉末橡膠在負載了有機抗菌劑之後仍能保持粉末橡膠原有的特點,包括粒徑小,比表面積大,與熱塑性塑膠相容性好的優點。因此,將其添加到熱塑性塑膠中,可起到提高抗菌效率,延長抗菌時效性和耐水性的作用。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》中所述熱塑性塑膠選自相關技術中的各種熱塑性塑膠。優選選自以下物質中的至少一種:聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚醯胺(PA)、聚酯(如PET、PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。其中熱塑性塑膠的混合物(合金)優選包括聚碳酸酯與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金(PC/ABS合金)、聚丙烯與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金(PP/ABS合金)、聚醯胺與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金(PA/ABS合金)等。
在《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠組合物中加入一定量的分散劑有助於負載型抗菌劑在塑膠中的進一步分散,使其用量更少,並且可以降低加工過程中的能耗。該發明所述的分散劑包括以下物質中一種或幾種:乙撐雙硬脂醯胺(EBS)、聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、白油等。其中優選乙撐雙硬脂醯胺。分散劑以熱塑性塑膠為100重量份數計,用量為0.05~5份,優選為0.2~2份。
在《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠組合物中加入一定量的相容劑可以使負載型抗菌劑與熱塑性塑膠相容性更好,進一步降低抗菌劑用量,特別是在基礎樹脂為熱塑性塑膠合金的情況下,效果更為明顯。該發明所述的相容劑選自以下物質中的至少一種:聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PP-g-GMA)、聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)、甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物(MBS)和苯乙烯-馬來酸酐無規共聚物(SMA)。相容劑以熱塑性塑膠為100重量份計,0.1~30份,優選為1~5份。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠可以單獨使用上述的負載型抗菌劑,還可以將其與輔助抗菌劑一起復配使用。以進一步提高抗菌的廣譜性和長效性。所述輔助抗菌劑包括無機抗菌劑和/或有機抗菌劑。所述無機抗菌劑是相關技術中的以殺菌金屬元素為殺菌組分,以沸石、磷酸鋯或玻璃為載體的抗菌劑;其中殺菌金屬元素優選Ag離子、Zn離子、Cu離子等。無機抗菌劑優選包括以下物質中的至少一種:沸石載Ag抗菌劑、沸石載Zn抗菌劑、磷酸鋯載Ag抗菌劑、磷酸鋯載Zn抗菌劑、矽酸鹽玻璃載Ag抗菌劑、矽酸鹽玻璃載Zn抗菌劑、磷酸鹽玻璃載Ag抗菌劑、磷酸鹽玻璃載Zn抗菌劑、羥基磷灰石載Ag抗菌劑和羥基磷灰石載Zn抗菌劑。所述有機抗菌劑為相關技術中常用於塑膠抗菌的有機抗菌劑,優選包括噻菌靈、百菌清、多菌靈、吡啶硫酮鋅、聚六亞甲基胍鹽酸鹽、2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚、鄰苯基苯酚、10,10′-氧聯吩噁吡(OBPA)、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)中的一種或幾種。由於粉末橡膠內部和表面負載了所述有機抗菌劑,在加工過程中具有更好的流動性和潤滑性,與其他輔助抗菌劑在一起,可能會產生協效作用,使需要添加的抗菌劑總量減少,降低成本。所述輔助抗菌劑以熱塑性塑膠為100重量份計,0.01~2份,優選為0.05~1份。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠組合物也可以根據具體需要加入一定量的其他塑膠加工助劑,例如增塑劑、增強劑、阻燃劑、抗靜電劑、成核劑、增韌劑、填充劑、潤滑劑、顏料等。其用量均為常規用量,或根據實際情況的要求進行調整。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠組合物的製備方法,包括將所述熱塑性塑膠和負載型抗菌劑在內的組分按所述用量熔融共混而得所述的抗菌熱塑性塑膠組合物的步驟。
具體來說,先將以上所述各個組分按量混合均勻,然後再進行熔融共混、造粒等。混合設備,可採用相關加工技術中所用的各種混料設備,如攪拌機、捏和機等。熔融共混的設備可採用相關技術中的各種雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、密煉機、開煉機等,優選雙螺桿擠出機。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》的抗菌熱塑性塑膠的製備方法中物料熔融共混溫度即為通常塑膠加工中所用的共混溫度,可根據不同塑膠的熔融溫度而定,應該在既保證基體塑膠完全熔融又不會使其分解的範圍內選擇。

改善效果

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》提供的抗菌熱塑性塑膠組合物,採用負載型抗菌劑進行抗菌改性。負載型抗菌劑採用具有交聯結構的粉末橡膠作為載體,由於粉末橡膠內部高度交聯的特殊結構,並且粉末橡膠具有與有機抗菌劑相容性好的優點,使其成為一種優良的有機抗菌劑載體,可將抗菌劑負載於其內部和表面,有效解決了有機抗菌劑與普通的無機載體相容性差、難以負載的問題,並且粉末橡膠在負載了有機抗菌劑之後仍能保持粉末橡膠原有的特點,包括粒徑小,比表面積大,與樹脂相容性好的優點,將其添加到熱塑性塑膠中,可以有效提高有機抗菌劑的抗菌效率,延長其時效性、耐水性。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》提供了的抗菌熱塑性塑膠組合物的製備方法,可以實現將熱塑性塑膠和負載型抗菌劑等組分一次性共混擠出,可大大提高工作效率,同時實現良好的混合分散效果和抗菌效果。
《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》製備的抗菌熱塑性塑膠組合物具有顏色好、成本低、安全性高等優點,其製備工藝簡單、易於操作,適於工業化套用。

技術領域

《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》涉及塑膠加工領域,進一步地說,是涉及一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法。

權利要求

1.一種抗菌熱塑性塑膠組合物,包含有共混的熱塑性塑膠和負載型抗菌劑,其中以熱塑性塑膠為100重量份計,負載型抗菌劑為0.1~30份;所述負載型抗菌劑為粉末橡膠負載的抗菌劑,包含有機抗菌劑及粉末橡膠,其中抗菌劑負載在粉末橡膠上;其由以下方法之一製備而得:(1)將常溫液態有機抗菌劑與粉末橡膠混合至均勻後靜置,直至粉末橡膠將常溫液態有機抗菌劑吸收;其中粉末橡膠和有機抗菌劑的重量比為100:0.3~100:50;(2)將有機抗菌劑溶液與所述粉末橡膠混合至均勻後靜置,直至粉末橡膠將有機抗菌劑溶液吸收;所述有機抗菌劑溶液為常溫液態和/或常溫固態的有機抗菌劑溶於增塑劑而得到的溶液;粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100:1~100:50;其中常溫固態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1:100~15:100;常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為1:100~100:1;以上的方法中所述粉末橡膠為具有交聯結構的粉末橡膠,其橡膠粒子為均相結構,凝膠含量大於或等於60重量百分比,平均粒徑為20~2000納米;所述負載型抗菌劑中的常溫固態有機抗菌劑為4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮;所述負載型抗菌劑中的常溫液態有機抗菌劑選自2-正辛基-4-異噻唑啉-3酮、正丁基苯並異噻唑啉酮中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(1)中,粉末橡膠和常溫液態有機抗菌劑的重量比為100:5~100:30。
3.根據權利要求2所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(1)中,粉末橡膠和常溫液態有機抗菌劑的重量比為100:10~100:20。
4.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(2)中,粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100:10~100:40。
5.根據權利要求4所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(2)中,粉末橡膠與有機抗菌劑溶液的重量比為100:20~100:30。
6.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(2)中,常溫固態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為5:100~10:100。
7.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(2)中,常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為20:100~100:50。
8.根據權利要求7所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑的製備方法(2)中,常溫液態有機抗菌劑與增塑劑的重量比為30:100~100:100。
9.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑中粉末橡膠的橡膠粒子凝膠含量大於或等於75重量百分比。
10.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑中粉末橡膠的橡膠粒子平均粒徑為30~500納米。
11.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述粉末橡膠包括以下物質中的至少一種:粉末天然橡膠﹑粉末丁苯橡膠﹑粉末羧基丁苯橡膠﹑粉末丁腈橡膠﹑粉末羧基丁腈橡膠﹑粉末聚丁二烯橡膠、粉末氯丁橡膠、粉末矽橡膠、粉末丙烯酸酯類橡膠、粉末丁苯吡橡膠、粉末異戊橡膠、粉末丁基橡膠、粉末聚硫橡膠、粉末丙烯酸酯-丁二烯橡膠、粉末聚氨酯橡膠或粉末氟橡膠。
12.根據權利要求8所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述粉末橡膠為全硫化粉末橡膠。
13.根據權利要求10所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述負載型抗菌劑中的增塑劑包括以下物質中的至少一種:鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、環氧大豆油、環氧油酸丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯或磷酸三甲苯酯。
14.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述熱塑性塑膠選自以下物質中的至少一種:聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯。
15.根據權利要求12所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述熱塑性塑膠選自以下物質中的一種:聚丙烯與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金、聚碳酸酯與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金、聚醯胺與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的合金。
16.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:其中以熱塑性塑膠為100重量份計,負載型抗菌劑為0.3~10份。
17.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,0.05~5份的分散劑,所述分散劑選自以下物質中的至少一種:乙撐雙硬脂醯胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、白油。
18.根據權利要求17所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,0.2~2份的分散劑。
19.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,0.1~30份的相容劑,所述相容劑選自以下物質中的至少一種:聚丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚乙烯接枝馬來酸酐、甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物、苯乙烯-馬來酸酐無規共聚物。
20.根據權利要求19所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,1~5份的相容劑。
21.根據權利要求1所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,0.01~2份的輔助抗菌劑,所述輔助抗菌劑包括無機抗菌劑和/或有機抗菌劑;所述無機抗菌劑是以殺菌金屬元素為殺菌組分,以沸石、磷酸鋯或玻璃為載體的抗菌劑;所述有機抗菌劑包括噻菌靈、百菌清、多菌靈、吡啶硫酮鋅、聚六亞甲基胍鹽酸鹽、2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚、鄰苯基苯酚、10,10'-氧聯吩噁吡、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯中的一種或幾種。
22.根據權利要求21所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:包含以熱塑性塑膠為100重量份計,0.05~1份的輔助抗菌劑。
23.根據權利要求17所述的抗菌熱塑性塑膠組合物,其特徵在於:所述無機抗菌劑包括以下物質中的至少一種:沸石載Ag抗菌劑、沸石載Zn抗菌劑、磷酸鋯載Ag抗菌劑、磷酸鋯載Zn抗菌劑、矽酸鹽玻璃載Ag抗菌劑、矽酸鹽玻璃載Zn抗菌劑、磷酸鹽玻璃載Ag抗菌劑和磷酸鹽玻璃載Zn抗菌劑。
24.根據權利要求1~23之任一項所述的抗菌熱塑性塑膠組合物的製備方法,其特徵在於:將包括所述熱塑性塑膠和負載型抗菌劑在內的組分按所述用量熔融共混而得所述的抗菌熱塑性塑膠組合物。

實施方式

操作內容

  • 負載型抗菌劑製備中的原料
(1)粉末橡膠:中石化北京化工研究院生產,商品名Narpow,具體種類如下:
全硫化丁苯粉末橡膠:VP101,凝膠含量80重量百分比,平均粒徑100納米;
全硫化丙烯酸酯橡膠:VP301,凝膠含量90%,平均粒徑150納米;
全硫化羧基丁腈橡膠:VP401,凝膠含量90%,平均粒徑90納米;
全硫化丁苯吡橡膠:VP701,凝膠含量90%,平均粒徑150納米。
(2)有機抗菌劑:
2-正辛基-4-異噻唑-3酮:常溫液態,商品名OIT,大連百傲化學有限公司生產;
正丁基苯並異噻唑啉酮:常溫液態,商品名BBIT,奧琪公司生產;
4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮:常溫固態,商品名DCOIT,大連百傲化學有限公司生產。
(3)增塑劑:
鄰苯二甲酸二辛酯:商品名DOP,市售;
鄰苯二甲酸二癸酯:商品名DIDP,市售;
磷酸三甲苯酯:商品名TCP,市售。
  • 抗菌熱塑性塑膠組合物製備中的原料
聚丙烯(PP):中國石化燕山石化;牌號:7726;
聚乙烯(PE):中國石化齊魯石化:牌號:1F7B;
聚醯胺(PA):中國石化巴陵石化股份有限公司;牌號:YH600;
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET):中國石化儀征石化股份有限公司;牌號:BG80;
聚氯乙烯(PVC):中國石化齊魯石化股份有限公司;牌號:S-1000;
聚苯乙烯(PS):中國石化燕山石化,牌號:666D;
高抗沖聚苯乙烯(HIPS):中石化廣州石化,牌號:GH660;
丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS):中國石化高橋石化股份有限公司;牌號:3513,3504;
聚碳酸酯(PC):Bayer公司,牌號:3103;
分散劑:乙撐雙硬脂醯胺(EBS):上海長征第二化工廠;
硬脂酸鈣:北京長陽農場化工廠;
聚乙烯蠟:北京化工大學;
相容劑:聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH),接枝率2%,中國石化北京化工研究院生產;
苯乙烯-馬來酸酐無規共聚物(SMA),中國石化高橋石化;
抗氧劑1010、168:瑞士汽巴公司(ciba);
雙螺桿擠出機:ZSK-40,德國WP公司;
雙輥開煉機:上海塑機廠;
抗菌樣片:利用注塑機(海天)製成50毫米×50毫米樣片。
  • 抗菌檢測標準及操作步驟
1、抗菌測試標準:QB/T 2591-2003A《抗菌塑膠抗菌性能試驗方法和抗菌效果》,檢測用菌:大腸桿菌(Escherichia coli)ATCC 25922,金黃葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC 6538。
2、抗菌測試步驟,參照抗菌塑膠檢測標準QB/T 2591-2003進行測試,具體步驟如下:將待測樣品用75%乙醇消毒處理並晾乾,將菌種用無菌水稀釋成適當濃度的菌懸液備用。取0.2毫升的菌懸液滴在樣品表面,用0.1毫米厚的聚乙烯薄膜(4.0厘米×4.0厘米)覆於其上,使菌懸液在樣品和薄膜間形成均勻的液膜。在37攝氏度保持相對濕度90%培養18~24小時。用無菌水將菌液洗下,稀釋成適當的濃度梯度,取0.1毫升均勻塗布在已製備好的無菌瓊脂培養基上。於37攝氏度培養18~24小時,觀察結果。陰性對照用無菌平皿代替,其他操作相同。

實施案例

  • 一、負載型抗菌劑的製備
實施例1-1
稱取全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)100克,2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)30克,將其在攪拌機中攪拌至混合均勻,靜置2小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載OIT的抗菌劑(VP101KJ-1)。
實施例1-2
稱取全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)95克,正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)5克,將其在攪拌機中攪拌至混合均勻,靜置3小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP101KJ-2)。
實施例1-3
稱取4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)10克,將其溶於增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)90克中,充分攪拌使其成為澄清透明溶液,稱之為DCOIT/DOP-1#。
稱取DCOIT/DOP-1#40克,全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)100克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置3小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載DCOIT的抗菌劑(VP101KJ-3)。
實施例1-4
稱取全硫化丙烯酸酯粉末橡膠(VP301)100克,正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)50克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置4小時後取出,得到粉末丙烯酸酯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP301KJ-4)。
實施例1-5
稱取全硫化丁苯吡粉末橡膠(VP701)90克,正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)10克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置4小時後取出,得到粉末丁苯吡橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP701KJ-5)。
實施例1-6
稱取4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)10克,將其溶於增塑劑鄰苯二甲酸二癸酯(DIDP)70克中,充分攪拌使其成為澄清透明溶液,稱之為DCOIT/DIDP-1#。
稱取DCOIT/DIDP-1#30克,全硫化丁腈粉末橡膠(VP401)70克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置3小時後取出,得到粉末丁腈橡膠負載DCOIT的抗菌劑(VP401KJ-6)。
實施例1-7
稱取2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)0.5克,全硫化丁苯粉末橡膠(VP101,)100克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載OIT的抗菌劑(VP101KJ-7)。
實施例1-8
稱取正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)100克,增塑劑磷酸三甲苯酯(TCP,市售)100克,充分攪拌使其混合均勻,稱之為BBIT/TCP-1#。
稱取BBIT/TCP-1#10克,全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)90克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP101KJ-8)。
實施例1-9
稱取正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)400克,增塑劑磷酸三甲苯酯(TCP)100克,充分攪拌使其混合均勻,稱之為BBIT/TCP-2#。
稱取BBIT/TCP-2#30克,全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)70克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP101KJ-9)。
實施例1-10
稱取正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)90克,磷酸三甲苯酯(TCP)10克,充分攪拌使其混合均勻,稱之為BBIT/TCP-3#。
稱取BBIT/TCP-3#1克,全硫化丙烯酸酯粉末橡膠(VP301)99克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末丙烯酸酯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP301KJ-10)。
實施例1-11
稱取正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT,奧琪公司)50克,全硫化丙烯酸酯粉末橡膠(中國石化北京化工研究院,VP301,凝膠含量90%,平均粒徑200納米)100克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末橡膠負載BBIT抗菌劑(VP301KJ-11)。
實施例1-12
稱取正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)30克,磷酸三甲苯酯(TCP)100克,充分攪拌使其混合均勻,稱之為BBIT/TCP-4#。
稱取BBIT/TCP-4#20克,全硫化丙烯酸酯粉末橡膠(VP301)100克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置1小時後取出,得到粉末丙烯酸酯橡膠負載BBIT的抗菌劑(VP301KJ-12)。
實施例1-13
稱取4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)3克,將其溶於增塑劑鄰苯二甲酸二癸酯(DIDP)97克中,充分攪拌使其成為澄清透明溶液,稱之為DCOIT/DIDP-2#。
稱取DCOIT/DIDP-2#30克,全硫化丁苯粉末橡膠(VP101)70克,將其在攪拌機中攪拌均勻,靜置3小時後取出,得到粉末丁苯橡膠負載DCOIT的抗菌劑(VP101KJ-13)。
  • 二、抗菌熱塑性塑膠組合物的製備
實施例2-1:抗菌聚丙烯的製備
將聚丙烯(PP,7726)100份;VP101KJ-1:0.65份,放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出造粒,擠出機溫度為190攝氏度~220攝氏度,轉速為350轉/分。將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾3小時,然後在注塑溫度200~220攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-1
將實施例2-1中的VP101KJ-1 0.65份替換為與實施例2-1中含量相同的2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)0.15份,其他步驟同實施例2-1,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:97.3%;大腸桿菌:92.0%;
水煮後:金黃葡萄球菌:75.5%;大腸桿菌:63.2%。
從上述比較例中,可見對於聚丙烯塑膠而言,在相同有機抗菌劑OIT含量的情況下,水煮前後,利用VP101KJ-1改性聚丙烯的抗菌效果都要好於單獨使用OIT的效果,水煮後VP101KJ-1抗菌效果要明顯好於單獨使用抗菌劑OIT,這可能是由於OIT被負載於丁苯全硫化粉末橡膠的表面和內部,分散性得到了改善了,還起到緩釋OIT的作用,因此,抗菌性,耐水性和長效性得到了提高。
實施例2-2:抗菌玻纖增強聚丙烯
將聚丙稀(PP,7726)100份;VP101KJ-2:2.0份,乙撐雙硬脂醯胺(EBS):0.2份;抗氧劑1010:0.1份;抗氧劑168:0.1份;PP-g-MAH:3份,硬脂酸鈣0.05份;放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為190攝氏度~220攝氏度,轉速為350轉/分擠出造粒,擠出過程中長玻纖(國營251廠)通過雙螺桿上玻纖加料口與螺桿中物料共混,玻纖加入量約32重量百分比。將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾3小時,然後在注塑溫度200~220攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-2
將實施例2-2中的VP101KJ-2替換為與實施例2-2中含量相同的正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.1份,其他步驟同實施例2-2,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:98.9%;大腸桿菌:95.0%;
水煮後:金黃葡萄球菌:62.7%;大腸桿菌:60.8%。
從上述比較例中,可見對於玻纖增強聚丙烯而言,在相同BBIT含量的情況下,利用VP101KJ-2改性的玻纖增強PP的抗菌效果要明顯好於單獨使用BBIT的效果。
實施例2-3:抗菌聚乙烯的製備
將聚乙烯(PE,1F7B)100份;VP101KJ-3:3.5份,聚乙烯蠟0.1份,放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為190攝氏度~200攝氏度,轉速為350轉/分擠出造粒,將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾3小時,然後在注塑溫度200~210攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-3
將實施例2-3中的VP101KJ-33.5份替換為與實施例2-3中含量相同的4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)0.1份,其他步驟同實施例2-3,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:96.4%;大腸桿菌:91.2%;
水煮後:金黃葡萄球菌:84.7%;大腸桿菌:81.0%。
從上述比較例中,可見對於聚乙烯而言,在相同DCOIT含量的情況下,利用VP101KJ-3改性PE的抗菌效果要明顯好於單獨使用DCOIT的效果。
實施例2-4:抗菌玻纖增強尼龍的製備
取尼龍(PA)100份,抗菌劑:VP301KJ-40.6份;PP-g-MAH 3份,將物料放入低速混合機充分攪拌均勻。然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出溫度為230~240攝氏度,擠出過程中長玻纖(國營251廠)通過雙螺桿上玻纖加料口與螺桿中物料共混,玻纖加入量約34重量百分比。將擠出的粒料在120攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度230~240攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-4
將實施例2-4中的VP301KJ-4替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.2份,其他步驟同實施例2-4,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:96.3%;大腸桿菌:95.5%;
水煮後:金黃葡萄球菌:82.6%;大腸桿菌:80.4%。
從上述比較例中,可見對於玻纖增強尼龍而言,在相同BBIT含量的情況下,利用VP301KJ-4改性尼龍的抗菌效果要明顯好於單獨使用BBIT的效果。
實施例2-5:抗菌聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的製備
取聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET,BG80)100份;VP701KJ-50.5份,Ag-矽酸鹽玻璃抗菌劑(北京艾斯爾公司SR-104)0.4份;硬脂酸鈣0.5份,成核劑(苯甲酸鈉,北京化工廠)0.2份,將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為240攝氏度~260攝氏度,轉速為350轉/分熔融共混擠出造粒,將擠出的粒料在80攝氏度恆溫烘箱中烘乾9小時,然後在注塑溫度250~260攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-5
將實施例2-5中的VP701KJ-5替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.05份,其他步驟同實施例2-5,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:92.6%;大腸桿菌:90.3%;
水煮後:金黃葡萄球菌:76.7%;大腸桿菌:72.4%。
從上述比較例中,可見對於PET而言,在相同含量BBIT和無機抗菌劑SR104的情況下,利用VP701KJ-5和SR104改性的PET抗菌效果要明顯好於使用抗菌劑BBIT和SR104的效果。
實施例2-6:抗菌PVC的製備
取聚氯乙烯(PVC)100份,VP401KJ-64.0份,丁腈橡膠(P83伊立歐化學)30份,增塑劑(鄰苯二甲酸二癸酯,DIDP)100份;硬脂酸鈣0.2份,鈣鋅穩定劑5份;混合均勻後在雙輥塑煉機上於175~180攝氏度混煉8分鐘後,然後利用壓片機壓成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-6
將實施例2-6中的VP401KJ-6替換為4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)0.15份,其他步驟同實施例2-6,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:98.3%;大腸桿菌:96.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:92.7%;大腸桿菌:92.4%。
從上述比較例中,可見對於軟質PVC而言,在相同DCOIT含量的情況下,利用VP401KJ-6改性PVC的抗菌效果要明顯好於單獨使用DCOIT的效果。
實施例2-7:抗菌聚苯乙烯樹脂的製備
取聚苯乙烯(PS,666D)100份;VP101KJ-7:30份;混合均勻後在通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為200攝氏度~210攝氏度,轉速為350轉/分熔融共混擠出造粒,將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度200攝氏度~240攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-7
將實施例2-7中的VP101KJ-7替換為2-正辛基-4-異噻唑-3酮(OIT)0.15份,其他步驟同實施例2-7,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:91.2%;大腸桿菌:89.3%;
水煮後:金黃葡萄球菌:77.4%;大腸桿菌:72.1%。
從上述比較例中,可見對於PS而言,在相同OIT含量的情況下,利用VP101KJ-7改性PS的抗菌效果要明顯好於單獨使用OIT的效果。
實施例2-8:抗菌ABS樹脂的製備
取ABS樹脂(3513)100份;VP101KJ-8:1.0份;抗菌劑:吡啶硫酮鋅(杭州萬景公司ZPT)0.1份;硬脂酸鈣0.3份;混合均勻後在通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為230攝氏度~240攝氏度,轉速為350轉/分熔融共混擠出造粒,將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度230攝氏度~240攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-8
將實施例2-8中的VP101KJ-8替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.05份,其他步驟同實施例2-8,將其製成樣片,進行抗菌測試。
將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:82.3%;大腸桿菌:89.4%;
水煮後:金黃葡萄球菌:64.7%;大腸桿菌:62.3%。
從上述比較例中,可見對於ABS樹脂而言,在相同BBIT和吡啶硫酮鋅含量的情況下,利用VP101KJ-8和吡啶硫酮鋅復配改性ABS的抗菌效果要明顯好於使用抗菌劑BBIT和吡啶硫酮鋅的效果。
實施例2-9:抗菌PP/ABS合金的製備
取聚丙烯(PP)60份;ABS樹脂(3513)40份;VP101KJ-9:0.3份;抗菌劑:10,10′-氧聯吩噁吡(OBPA,北京崇高納米)0.15份;相容劑:PP接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)3份,乙撐雙硬脂醯胺(EBS):0.3份;抗氧劑1010:0.1份;抗氧劑168:0.1份;放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為200攝氏度~240攝氏度,轉速為350轉/分的轉速熔融共混擠出造粒,將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度210~230攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-9
將實施例2-9中的VP101KJ-9替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.072份,其他步驟同實施例2-9,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:95.8%;大腸桿菌:97.2%;
水煮後:金黃葡萄球菌:92.8%;大腸桿菌:90.3%。
從上述比較例中,可見對於PP/ABS合金而言,在相同BBIT和OBPA含量的情況下,利用VP101KJ-9和OBPA復配後改性的塑膠抗菌效果要明顯好於使用抗菌劑BBIT和OBPA的效果。
實施例2-10:抗菌聚碳酸酯的製備
將聚碳酸酯(PC,3103)100份;VP301KJ-10:1.0份,抗菌劑:Ag-磷酸鋯(西安康旺KWAg)1.0份;抗氧劑1010:0.2份;放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為190攝氏度~220攝氏度,轉速為350轉/分擠出造粒,將擠出的粒料在100攝氏度恆溫烘箱中烘乾3小時,然後在注塑溫度200~220攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-10
將實施例2-10中的VP301KJ-10:1.0份替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.009份,其他步驟同實施例2-10,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:89.3%;大腸桿菌:86.8%;
水煮後:金黃葡萄球菌:74.5%;大腸桿菌:70.1%。
從上述比較例中,可見對於聚碳酸酯而言,在相同BBIT和Ag-磷酸鋯(KWAg)含量的情況下,利用VP101KJ-9和KWAg復配後改性的PC抗菌效果要明顯好於使用抗菌劑BBIT和KWAg的效果。
實施例2-11:抗菌PC/ABS合金的製備
將聚碳酸酯(PC,3103)40份;ABS樹脂(3504)60份;VP301KJ-11,0.3份;抗菌劑,載鋅沸石(北京集研科技公司JYZN)0.3份;抗氧劑1010:0.2份;苯乙烯-馬來酸酐無規共聚物(SMA)5份;放入低速混合機充分攪拌均勻,然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為190攝氏度~220攝氏度,轉速為350轉/分擠出造粒,將擠出的粒料在100攝氏度恆溫烘箱中烘乾3小時,然後在注塑溫度200~220攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-11
將實施例2-11中的VP301KJ-11替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.1份,其他步驟同實施例2-11,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.3%;大腸桿菌:98.7%;
水煮後:金黃葡萄球菌:94.5%;大腸桿菌:95.2%。
從上述比較例中,可見對於PC/ABS合金而言,在相同BBIT和載鋅沸石JYZN的情況下,利用VP301KJ-11和載鋅沸石JYZN復配後改性的塑膠抗菌效果要明顯好於使用BBIT和JYZN的效果。
實施例2-12:抗菌尼龍的製備
取聚醯胺(YH600)100份,抗菌劑:VP301KJ-12為3.0份;將物料放入低速混合機充分攪拌均勻。然後將混合物料通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出溫度為230~240攝氏度,將擠出的粒料在120攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度230~240攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。部分樣片在抗菌測試前,放置於50攝氏度熱水中浸泡16小時。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-12
將實施例2-12中的VP301KJ-12替換為正丁基苯並異噻唑啉酮(BBIT)0.12份,其他步驟同實施例2-12,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:93.2%;大腸桿菌:91.7%;
水煮後:金黃葡萄球菌:84.5%;大腸桿菌:83.1%。
從上述比較例中,可見對於聚醯胺而言,在相同BBIT含量的情況下,利用VP301KJ-12改性聚醯胺的抗菌效果要明顯好於單獨使用BBIT的效果。
實施例2-13:抗菌聚苯乙烯樹脂的製備
取高抗沖聚苯乙烯(HIPS,GH660)100份;VP101KJ-13:10份;混合均勻後在通過雙螺桿擠出機熔融共混,擠出機溫度為200攝氏度~210攝氏度,轉速為350轉/分熔融共混擠出造粒,將擠出的粒料在90攝氏度恆溫烘箱中烘乾5小時,然後在注塑溫度200攝氏度~210攝氏度下注射成50毫米×50毫米的樣品,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%;
水煮後:金黃葡萄球菌:99.9%;大腸桿菌:99.9%。
比較例2-13
將實施例2-13中的VP101KJ-13替換為與實施例2-13中含量相同的4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮(DCOIT)0.09份,其他步驟同實施例2-13,將其製成樣片,進行抗菌測試。
抗菌結果:
水煮前:金黃葡萄球菌:85.8%;大腸桿菌:82.3%;
水煮後:金黃葡萄球菌:69.2%;大腸桿菌:60.7%。
從上述比較例中,可見對於HIPS而言,在相同DCOIT含量的情況下,利用VP101KJ-13改性HIPS的抗菌效果要明顯好於單獨使用DCOIT的效果。

專利榮譽

2021年6月24日,《一種抗菌熱塑性塑膠組合物及其製備方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

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