一種抗菌聚乙烯泡沫塑料及其製備方法
2023-12-04 23:33:26 3
專利名稱：一種抗菌聚乙烯泡沫塑料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及有機高分子材料領域，特別是涉及一種抗菌聚乙烯泡沫塑料及其製備 方法。
背景技術：
隨著國家綜合國力的提高，人民的生活水平也了很大的提升，人們的健康意識也 日益增強。泡沫塑料製品在人們的日常生活和工農業生產中使用極為廣泛，佔有十分重要 的地位。目前市場上的普通泡沫塑料沒有抗菌的效果，而抗菌塑料一般是採用無機銀離子 作為抗菌劑，通過吸附到如活性炭、蒙脫土、藻類等無機納米粒子中，然後再加入到高聚物 中擠塑成型，形成抗菌塑料；或採用二氧化鈦納米粉體與塑料混合，擠塑成型，通過紫外線 照射形成抗菌塑料。目前市場上的現有的抗菌泡沫塑料，存在著抗菌效果不理想或者抗菌效果較好但 抗壓強度低所製成的成品壓力承受力比較低等缺點，同時，有些生產抗菌塑料的生產技術 存在著工藝複雜，工藝參數不易於控制，不利於進行量產的缺點。中國專利ZL02131315.6中公開了一種抗菌防黴化學交聯聚乙烯泡沫塑料，其包 括低密度聚乙烯、過氧化二異丙苯、偶氮二甲醯胺和抗菌防黴添加劑。該泡沫塑料雖然同時 有抗菌防黴的效果，但抗菌和防黴的效果不是很好，同時，抗菌防黴化學交聯聚乙烯泡沫塑 料的生產方法比較複雜，投入工業化生產成本較高，且需要控制的工藝參數較多，特別是在 分段爐裡需分三段加熱，各段都有嚴格溫度要求，操作起來會比較複雜，同時控制的難度也 有所增加。
發明內容
本發明針對目前市場上抗菌塑料抗菌效果不理想、製造工藝複雜的問題，提供了 一種抑菌率高且力學性能優良的抗菌聚乙烯泡沫塑料。本發明還提供了一種抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，該方法操作簡單、易於控 制，適於工業化生產。—種抗菌聚乙烯泡沫塑料，由如下質量百分比的原料製成基體材料80. 5% 96. 5%鍍銀纖維0.5% 5%交聯劑0.5% 2%發泡劑2% 10%助發泡劑0.5% 2. 5%;所述的基體材料為聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)兩種聚合物。為了達到更好地發明效果，優選所述的抗菌聚乙烯基泡沫塑料由如下質量百分比的原料製成基體材料89% 93%
鍍銀纖維 5%交聯劑發泡劑4%
助發泡劑1%;所述的聚乙烯與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的質量比為95 5 50 50。所述的鍍銀纖維作為抗菌劑，可選用鍍銀尼龍纖維、鍍銀滌綸纖維中一種或兩種。 所述的鍍銀纖維的長度優選為2mm 5mm ；電阻率優選小於0. 1 Ω · cm。所述的交聯劑選用過氧化物，如過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基等中的一種或 多種。所述的發泡劑選用偶氮二甲醯胺或改性偶氮二甲醯胺(如AC1000、AC3000、 AC4000 或 AC6000 等)。所述的助發泡劑選用硬脂酸鋅。所述的發泡劑和助發泡劑的質量比為4 1。所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，包括步驟a.熔融共混將聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混煉5min 8min，再加入-鍍 銀纖維混煉3min 5min，然後依次加入助發泡劑、發泡劑和交聯劑，邊加邊混煉2min 3min後下片，剪成片狀試樣；b.模壓發泡將上述片狀試樣在20°C 30°C下放置12h以上(使熔融共混物能 夠更好的發泡)，再進行模壓發泡，製得抗菌聚乙烯泡沫塑料。步驟a中，所述的混煉的溫度均優選為110°C 120°C。步驟b中，所述的模壓發泡的溫度優選為160°C 180°C，模壓發泡的壓力優選為 IOMPa 15MPa，模壓發泡的時間優選為8min 9min。所述的混煉和模壓均可採用本領域通用的設備，如混煉可採用雙輥開煉機，模壓 可採用平板硫化機。所述的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、鍍銀纖維、交聯劑、發泡劑和助發泡劑 均採用市售產品。與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明抗菌聚乙烯泡沫塑料具有優異的抗菌性能，常溫下對大腸桿菌、黃金葡萄 球菌均有效，具有良好的殺菌和抑菌效果，鍍銀纖維添加量為1 %時，抑菌率超過99 %。本發明使用了具有增強作用的鍍銀纖維，可以明顯提高塑料的力學性能，得到的 抗菌聚乙烯泡沫塑料具有高的抗壓強度。因而本發明抗菌聚乙烯泡沫塑料能適用於各種普 通的加工工藝，包括真空成型和壓縮空氣成型，很容易熱塑成型成簡單的或者複雜的形狀。 該泡沫塑料可熱焊並能與其本身或與合成樹脂、紙張、金屬等的其他材料進行膠合或層壓。本發明發現以鍍銀纖維的形式將具有抗菌效果的銀和具有增強作用的纖維同時 引入基體材料，不僅能夠使銀和纖維均勻的分散於基體材料中，而且抗菌效果和增強性能 均有明顯改善。本發明製備方法的工藝條件易於控制，設備操作簡單方便、對機械設備要求不高， 適於工業化生產。
具體實施例方式對比例1 a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到940g混合物， 加入雙輥開煉機中混煉5min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市化學用料廠)、40g的偶氮二 甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、IOg的過氧化二異丙苯(上海凌峰化學試劑有 限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉3min後下片，並剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得聚乙 烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1，抗壓強度見表2。實施例1a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到935g混合物， 加入雙輥開煉機中混煉5min，再將5g剪成3mm的鍍銀尼龍纖維(電阻率< 10 Ω -cm,上海 普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉5min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市化 學用料廠)、40g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、IOg的過氧化二異丙 苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中混煉3min後下片，並剪成片狀試 樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1，抗壓強度見表2。實施例2a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到930g混合物， 加入雙輥開煉機中混煉8min，再將IOg剪成3mm的鍍銀尼龍纖維(電阻率< 0. 1 Ω ^cm,上 海普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉5min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市 化學用料廠)、40g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、IOg的交聯劑過氧 化二異丙苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉2min後下 片，並剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為9min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1，抗壓強度見表2。實施例3a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到910g混合物， 加入雙輥開煉機中混煉5min，再將30g剪成3mm的鍍銀尼龍纖維(電阻率< 0. 1 Ω ^m,上 海普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉5min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市 化學用料廠)、40g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、IOg的過氧化二異 丙苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉3min後下片，並剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1，抗壓強度見表2。實施例4
a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到890g混合物， 加入雙輥開煉機中混煉4min，再將50g剪成3mm的鍍銀尼龍纖維(電阻率< 0. 1 Ω .cm，上 海普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉4min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市 化學用料廠)、40g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、10g的過氧化二異 丙苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉3min後下片，並 剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1，抗壓強度見表2。實施例5a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到930g混合物，力口 入雙輥開煉機中混煉6min，再將IOg剪成5mm的鍍銀滌綸纖維(電阻率< 0. 1Ω -cm,上海 普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉4min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市化 學用料廠)、40g的改性偶氮二甲醯胺(AC1000，杭州海虹精細化工有限公司提供)、10g的過 氧化二叔丁基(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉3min後 下片，並剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1。實施例6a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D) 和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以70 30的質量比混合後得到855g混合物，力口 入雙輥開煉機中混煉7min，再將IOg剪成2mm的鍍銀滌綸纖維(電阻率< 0. 1 Ω ^m,上海 普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉2min，然後把25g的硬脂酸鋅(溫州市化 學用料廠)、100g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、10g的過氧化二異 丙苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉3min後下片，並 剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為8min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1。實施例7a.熔融共混首先將雙輥開煉機溫度升到115°C，再將乾燥的聚乙烯(PE_M_18D)和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA18-3)兩者以60 40的質量比混合後得到930g混合物，力口 入雙輥開煉機中混煉8min，再將IOg剪成3mm的鍍銀滌綸纖維(電阻率< 0. 1Ω -cm,上海 普盛金銀絲紡織品有限公司)加入開煉機中，混煉5min，然後把IOg的硬脂酸鋅(溫州市 化學用料廠)、40g的偶氮二甲醯胺(杭州海虹精細化工有限公司提供)、IOg的交聯劑過氧 化二異丙苯(上海凌峰化學試劑有限公司提供)依次加入開煉機中，邊加邊混煉2min後下 片，並剪成片狀試樣。b.模壓發泡將上述片狀試樣在常溫下放置24h，再在平板硫化機上進行模壓發 泡，模壓發泡的溫度為175°C，模壓發泡的壓力為15MPa，模壓發泡的時間為9min，製得抗菌 聚乙烯泡沫塑料，其抗菌測試見表1。將比較例1和實施例1-7製得的聚乙烯泡沫塑料進行抗菌性能測試，測試標準按 照日本工業標準化學協會抗菌試驗標準(JISL1982 2002)判斷抗菌效果。表 1
實施例 權利要求
一種抗菌聚乙烯泡沫塑料，由如下質量百分比的原料製成基體材料80.5％～96.5％鍍銀纖維0.5％～5％交聯劑 0.5％～2％發泡劑 2％～10％助發泡劑0.5％～2.5％所述的基體材料為聚乙烯和乙烯 醋酸乙烯酯共聚物兩種聚合物。
2.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的聚乙烯與乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物的質量比為95 5 50 50。
3.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的鍍銀纖維為鍍銀尼 龍纖維、鍍銀滌綸纖維中一種或兩種。
4.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的鍍銀纖維的長度為 2mm 5mm0
5.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的鍍銀纖維的電阻率 小於 0. 1 Ω · cm。
6.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的交聯劑為過氧化物； 所述的發泡劑為偶氮二甲醯胺或改性偶氮二甲醯胺；所述的助發泡劑為硬脂酸鋅。
7.如權利要求1所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料，其特徵在於，所述的發泡劑和助發泡劑 的質量比為4 1。
8.如權利要求1 7任一項所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，其特徵在於，包括 如下步驟a.熔融共混將聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混煉5min 8min，再加入鍍銀纖維 混煉3min 5min，然後依次加入助發泡劑、發泡劑和交聯劑，邊加邊混煉2min 3min後下 片，剪成片狀試樣；b.模壓發泡將上述片狀試樣在20°C 30°C放置12h以上，再進行模壓發泡，製得抗 菌聚乙烯泡沫塑料。
9.如權利8所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，其特徵在於，步驟a中，所述的混 煉的溫度均為110°C 120°C。
10.如權利8所述的抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，其特徵在於，步驟b中，所述的 模壓發泡的溫度為160°C 180°C，模壓發泡的壓力為IOMPa 15MPa，模壓發泡的時間為 8min 9min。
全文摘要
本發明公開了一種抗菌聚乙烯泡沫塑料，由如下質量百分比的原料製成80.5％～96.5％基體材料、0.5％～5％鍍銀纖維、0.5％～2％交聯劑、2％～10％發泡劑和0.5％～2.5％助發泡劑，所述的基體材料為聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物兩種聚合物。該抗菌聚乙烯泡沫塑料具有優異的抗菌性能和力學性能，應用範圍廣泛。本發明還公開了該抗菌聚乙烯泡沫塑料的製備方法，其工藝條件易於控制，設備操作簡單方便、對機械設備要求不高，適於工業化生產。
文檔編號C08L77/00GK101967244SQ20101052068
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者汪磊, 王炳輝, 茅文良, 陳海相 申請人:浙江理工大學