一种抗菌母粒及抗菌塑料的制作方法

1.本发明属于塑料材料技术领域，具体涉及一种抗菌母粒及抗菌塑料。


背景技术：

2.塑料制品在人们的日常生活和工农业生产中占有十分重要的地位。为使塑料制品得到更广泛的应用，人们常在制备塑料制品的塑料母粒中添加抗菌剂，从而获得抗菌塑料制品。目前所添加的抗菌剂一般以有机抗菌剂和无机抗菌剂为主。
3.有机抗菌剂存在毒理安全差，化学稳定性差，会使微生物产生的耐药性；易迁移耐久性差，特别是耐热差，许多抗菌塑料在加工高温下抗菌成份易分解。无机抗菌剂通常指银、铜、锌等无机物，主要利用其氧化活性和游离离子来杀伤菌类，无机纳米材料的制备是当前材料研究的一个热点，利用无机纳米材料开发一种塑料母粒，以期达到更具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的第一目的在于提供一种抗菌母粒。
5.为实现第一目的所采用的技术方案为：
6.一种抗菌母粒，包括以下重量份数的组分：载银抗菌剂1
‑
5份，分散剂1
‑
5份，纳米紫外线吸收剂1
‑
3份，纳米二氧化钛1
‑
5份，载体树脂25
‑
45份。
7.优选地，抗菌母粒包括以下重量份数的组分：载银抗菌剂3份，分散剂2份，纳米紫外线吸收剂1份，纳米二氧化钛3份，载体树脂35份。
8.优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为20
‑
100nm。
9.优选地，所述纳米二氧化钛为多孔二氧化钛。
10.优选地，先将多孔二氧化钛和纳米紫外线吸收剂经高速混合机混合均匀后，再加入载银抗菌剂、分散剂和载体树脂搅拌均匀，最后经色母机制得抗菌母粒。先将多孔二氧化钛和纳米紫外线吸收剂混合均匀，可保证纳米紫外线吸收剂可以充分的填充在多孔二氧化钛内。
11.优选地，纳米紫外线吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂或苯并三唑类紫外线吸收剂。
12.本发明的第二目的是提供一种抗菌塑料。
13.为实现第二目的所采用的技术方案为：
14.一种抗菌塑料，包括树脂原料和上述的抗菌母粒。
15.优选地，所述树脂原料为聚乙烯树脂(pe)、聚丙烯树脂(pp)、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯树脂(abs)、聚苯乙烯树脂(ps)、丙烯腈
‑
苯乙烯树脂(as)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(pmma)、聚甲醛树脂(pom)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(pbt)、聚酰胺树脂(pa)、聚碳酸酯树脂(pc)、聚氯乙烯树脂(pvc)、不饱和聚酯树和聚丙烯酸酯树脂。
16.优选地，所述抗菌母粒占抗菌塑料总质量的0.3
‑
1％。
17.本发明的有益效果为：
18.本发明所提供的抗菌母粒在潮湿的条件下，可以缓慢释放少量银离子，由于细菌表面带有负电荷，因此带有正电荷的银离子被吸附在细菌表面，进而破坏其电解质平衡，导致细菌由于细胞壁受损而死亡。同时银离子还可以进入细菌内部，与细菌的细胞酶反应并化合，抑制了细胞酶的活性和细菌的繁殖再生，达到杀灭细菌的作用。
19.抗菌母粒在阳光照射下，在紫外线的作用下，纳米二氧化钛表面发生光催化反应可以有效杀菌。同时纳米二氧化钛由于粒径小、活性大，既能吸收紫外线，又能散射紫外线，散射的紫外线可以被纳米紫外线吸收剂进一步吸收，因此该抗菌母粒具有良好的抗紫外线作用。
20.纳米二氧化钛采用多孔二氧化钛，多孔二氧化钛填充了纳米紫外线吸收剂，形成混合结构，混合结构暴露的二氧化钛部分主要发生光催化反应起杀菌作用，混合结构暴露的纳米紫外线吸收剂主要起吸收紫外线的作用。
21.上述的抗菌母粒不管是在阴暗潮湿的环境下，还是在阳光照射的环境下，均有良好的抗菌作用。
22.在树脂原料添加了极低比例的抗菌母粒即可保证制得的抗菌塑料制品具有优异的抗菌效果，在洗涤与温水浸泡后仍有出色抗菌表现。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.实施例1：
25.本实施例提供一种抗菌母粒，包括以下重量份数的组分：载银抗菌剂3份，分散剂2份，纳米紫外线吸收剂1份，纳米二氧化钛3份，载体树脂35份。
26.其中纳米二氧化钛为多孔二氧化钛，纳米紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，载银抗菌剂为日本东亚合成化学公司的ag300抗菌剂。
27.上述抗菌母粒的制备过程为：按重量份称取各组分，先将多孔二氧化钛和纳米紫外线吸收剂加入高速混合机混合均匀，再向高速混合机内加入载银抗菌剂、分散剂和载体树脂搅拌均匀，最后把搅拌均匀的半成品用色母机经过挤出、拉条、切粒最后制得抗菌母粒。
28.本实施例还提供一种抗菌塑料，包括树脂原料和抗菌母粒。抗菌母粒占抗菌塑料总质量的0.3
‑
1％。
29.以下对将抗菌母粒添加到树脂原料制得的抗菌塑料的抗菌效果进行研究。
30.抗菌母粒添加到树脂原料中可以使用混合、涂布或浸入法。
31.表1 pp树脂加入0.5％抗菌母粒的抗菌效果
[0032][0033]
表2 abs树脂加入0.5％抗菌母粒的抗菌效果
[0034][0035]
表3 pp纤维加入0.3％抗菌母粒的抗菌效果
[0036][0037]
表4 pet纤维加入0.5％抗菌母粒的抗菌效果
[0038][0039][0040]
表1
‑
表4的检测用菌均为大肠杆菌(escherichia coli ifo 3972)；检测方法参照日本国家工业标准jis z 2801。可以看出上述四种抗菌塑料均具有良好的抗菌效果。
[0041]
以下对将抗菌母粒添加到树脂原料制得的抗菌塑料的耐久性进行研究。
[0042]
表5 含有抗菌母粒的pp纤维在洗涤损耗后的检测结果
[0043][0044]
表6 含有抗菌母粒的pet纤维在洗涤损耗后的检测结果
[0045][0046]
表5和表6的检测用菌为金黄色葡萄球菌(strphylococcus aureus ifo12732)；检测方法参照日本国家工业标准jis l 1902。可以看出上述两种抗菌塑料在水洗涤后仍保持抗菌效果。
[0047]
以下对将抗菌母粒添加到树脂原料制得的抗菌塑料的树脂性能进行研究。
[0048]
表7 含有抗菌母粒的pc强度测试结果
[0049][0050]
从表7可以看出抗菌塑料具有良好的物理性能。
[0051]
由于抗菌母粒是优质的无机材料，因此可耐热500℃以上。它可以适用于各种树脂的成型加工方法,同时也可添加于塑料耐热容器中。
[0052]
以下对将抗菌母粒添加到树脂原料制得的抗菌塑料的寿命进行研究。
[0053]
表8 含有抗菌母粒的不饱和聚酯的测试结果(加速试验后)
[0054][0055]
表8的检测用菌为大肠杆菌(escherichia coli ifo 3972)；检测方法参照日本国家工业标准jis z 2801。
[0056]
以下对将抗菌母粒的安全性进行研究。
[0057]
(1)急性口服毒性：小鼠口服5000mg/kg(2000mg/kg)无死亡和不良反应。
[0058]
(2)皮肤一次性刺激试验：对白兔进行相关的皮肤刺激试验中以及试验后，没有明显不良反应。试验方法参照经济合作与发展组织1981年颁布的化工物质毒性测试指导(oecd)。
[0059]
(3)变异原性：结果证实不产生逆向变性和变异原性。测试方法根据日本劳动省1989年9月1日颁布的no.77号标准。
[0060]
(4)皮肤过敏性：皮肤过敏试验采用最大值法，在天竺鼠皮肤上使用10
‑
1％递减浓度的抗菌母粒，经过48
‑
72小时观察无皮肤过敏表现。
[0061]
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。