[发明专利]一种抗菌聚丙烯泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗菌塑料，更确切的说，涉及一种抗菌聚丙烯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)泡沫塑料制品因具有良好的热稳定性(最高使用温度达130℃)和高温下较好的制品尺寸稳定性，较高的韧性、拉伸强度和冲击强度，优异的微波适应性以及环保友好而倍受重视，从而成为聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、聚氨酯(PU)泡沫塑料的良好替代品。目前，聚丙烯泡沫制品广泛应用于食品及食品包装领域，例如：托盘、碗碟、盒、盆、饮料杯、密封盒及饮用水瓶等用密封垫、肉品包装、微波炉餐具等。而这些领域对卫生健康要求较高。因此，聚丙烯泡沫塑料制品的抗菌、防病菌的生成及繁殖性能日益受到人们的重视。

人们对有机抗菌剂的认知最早来自于一些植物和动物的提取物，天然抗菌剂由于其耐热性差(在150℃～180℃开始分解炭化)，药效持续时间短，同时受到安全性和加工条件的制约，目前还未实现大规模的商品化。另一类占主导地位的有机抗菌剂是合成有机抗菌剂，主要品种有：季胺盐类、双胍类、醇类、酚类、有机金属类、吡啶类、咪唑类、噻吩类等。其作用机理主要是与细菌和霉菌的细胞膜表面阴离子结合，或与硫基反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，抑制细菌和霉菌繁殖。合成有机抗菌剂具有速效、防霉效果优良等特性，但它同时具有耐热性较差、药效持续时间短等缺点，因此很少用在塑料制品上。

随着有机合成抗菌剂技术的发展，通过改变某些有机抗菌剂的组成结构、提高其聚合度可以达到提高其抗菌性能和稳定性的目的，聚胍(胍盐聚合物)就是近期研究的一个热点。由于胍基是亲水基团，以前胍类抗菌剂多是以水溶液的形式应用于环境或制品的表面消毒以及纺织品的后整理，例如，GB2182245，JP 05209195，US 4891423，CN 1390876A，CN 1227219C，CN101156586A等专利主要介绍水溶性聚胍的合成和应用。

目前，涉及抗菌聚丙烯泡沫材料的专利文献较少。专利CN 101089038A公布了一种抗菌聚丙烯材料及其制备方法。其中的抗菌剂为纳米银与有机硅抗菌剂按照5∶1的质量比例复配而成，该产品可用于厨房用具、卫生设施等。

美国专利USP4.877.816公布了一种除臭抗菌发泡聚合物及片材，将除臭剂及抗菌剂加入到聚氨酯体系中以获得除臭抗菌发泡聚合物。其中，除臭剂为锌类的碳酸盐或硫酸铁类的水合物，抗菌剂为2-[(二氯氟甲基)-硫]-1H-异吲哚-1，3-(2H)-二酮或者抑菌灵。这两种抗菌剂均属中低毒性的农药性抗菌剂。

综上，抗菌剂的种类很多，包括无机类抗菌剂、有机类抗菌剂两大类。无机类中抗菌效果较好的多为银系抗菌剂，具有耐热性较高的优点，但因银系抗菌剂成本高，用量相对较大，且易变色，用其制备的抗菌塑料制品存在易变色且成本较高的缺点；有机类抗菌剂杀菌效率较高，添加量较少，但用其制备的抗菌塑料制品存在耐热性差，易析出，安全性低等缺点。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种抗菌效率高、性能稳定的抗菌聚丙烯泡沫塑料，以满足日益迫切的食品包装及家用设备等方面的需求。

本发明所述的抗菌聚丙烯泡沫塑料，包含有共混的以下组分：基体树脂、复合抗菌剂和化学发泡剂。

由于结晶性的聚丙烯的发泡温度范围窄，故而发泡难度较大，在通用聚丙烯的熔点之下，体系粘度大，气泡难以生成；而在熔点以上，聚丙烯的体系粘度迅速下降，熔体强度不够高，难以维持住体系内的气体，从而导致气体在体系内逃逸，形成开孔或者泡孔坍塌。通常情况下，通过树脂掺混、交联和聚合过程中引发接枝等手段，可以提高聚丙烯的熔体强度，改善其发泡性能。

本发明的聚丙烯泡沫塑料中，所述用于发泡的基体树脂为聚丙烯与低密度聚乙烯的共混料，或为高熔体强度聚丙烯，或者为无规共聚聚丙烯。

熔体强度较高(230℃，200mm/s的拉伸速率下，熔体强度大于等于700mN)的聚丙烯适宜进行发泡工艺。故此本发明的聚丙烯泡沫塑料的基体树脂可选用现有技术中高熔体强度的聚丙烯，例如：中国石油化工股份公司北京化工研究院开发的高熔体强度聚丙烯，在230℃，200mm/s的拉伸速率下熔体强度为750mN～1600mN。