[发明专利]一种基于胍盐聚合物的抗菌母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抗菌组合物的母粒，进一步讲，涉及一种用于聚丙烯抗菌改性的抗菌母粒及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，健康和卫生意识不断增强，对许多塑料制品提出了抗菌的要求。聚丙烯作为通用塑料中最大的品种之一，广泛应用于人们日常生活用品的制备，因此，聚丙烯的抗菌改性一直是抗菌领域研究的热点。

在聚丙烯制品的加工过程中，例如，注塑，吹塑、挤出等过程中，加入一定量的抗菌母粒，可以赋予最终聚丙烯制品抗菌功能。由于抗菌母粒具有应用灵活、在抗菌制品中分散性好等优点，现在很多企业都通过添加抗菌母粒的方法制备抗菌塑料制品。

抗菌母粒中的有效组分抗菌剂的种类较多，主要分为无机类抗菌剂、有机类抗菌剂两大类：无机类包括Ag，Zn-沸石、Ag，Zn-磷酸锆盐，Ag，Zn-水溶性玻璃等；有机类包括季胺盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等等。无机类抗菌剂和有机类各有优缺点，无机类耐热性较高，但存在Ag系抗菌剂易变色的缺点，成本较高；有机类抗菌剂杀菌效率较高，添加量较少，但存在耐热性差，易析出，安全性低等缺点。

胍盐聚合物是一种阳离子杀菌聚合物，是一种广谱、高效、无毒、无刺激稳定性好、热分解温度较高的新型杀菌剂，其对革兰氏阳性和阴性菌以及部分霉菌具有很强的杀灭作用。胍盐聚合物的种类较多，常见的有：聚六亚甲基(双)胍盐酸盐、聚六亚甲基(双)胍丙酸盐、聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐、聚氧乙烯基胍盐酸盐等。由于胍基是亲水基团，因此大部分聚胍盐的水溶性较强，使用时主要以其水溶液的形式，用于农业、食品、医院、餐饮等领域的环境或制品的表面消毒处理；另外，聚胍还主要用于纺织品的后整理，使其具有杀菌防霉功能。例如：GB2182245，JP05209195，US4891423，CN1390876A，CN1227219C，CN 101156586A等专利主要介绍水溶性聚胍的合成和应用。

文献Synthesis and antimicrobial activity of polymeric guanidine andbiguanidine salts，Polymer 40(1999)6189-6198报道了聚六亚甲基胍盐酸盐和聚六亚甲基胍硬脂酸盐的制备方法，发现其在280℃的温度处理后，对多种细菌和真菌仍具有很好的杀菌效果，因此可以用于聚丙烯、尼龙等热塑性聚合物的抗菌处理。目前，工业上已经可以成功将胍盐聚合物做成粉末状产品，也有将其用于塑料的应用。例如，专利CN101037503A，发明了一种制备聚六亚甲基胍丙酸盐粉末的生产方法，该发明利用离子分离交换膜，成功地将聚六亚甲基胍丙酸盐从水溶液中分离出来，制成粉末状样品，使其可以用于塑料、橡胶的抗菌助剂。但是，由于其高吸湿性、以及胍盐聚合物一般熔点较低，通常低于120℃，在制备母粒时，容易出现以下的问题：(1)在混料阶段胍盐聚合物容易在搅拌机中出现贴壁现象，不容易与基体树脂和分散剂或者其他组分混合均匀，并且贴壁后难以清理的问题；(2)在造粒阶段，由于胍基聚合物熔点低，易吸潮，非常容易在螺杆的进料段发生堵塞，造成不下料，无法造粒的情况，而且胍盐聚合物还容易贴在下料漏斗壁上，比较难清理，并且造成计量不准确；(3)在最终塑料制品中，由于一般的胍盐聚合物仍然具有一定的吸潮性，如果经常在水中浸泡或者经常与水接触后，长时间后会逐渐从塑料中析出来，抗菌效率会降低，甚至消失。因此，难以满足对耐水性要求较高的抗菌聚丙烯塑料制品的要求。

专利CN1569923A、CN1445270A、CN1569923A和US 7282538B2介绍了一种先将分子链上带有活性基团的酰胺基、烷基、酰基、胺基等基团的胍基聚合物与基体树脂通过反应制成抗菌母粒，然后用其制备抗菌塑料的加工方法。这种方法，使聚胍与基体树脂之间结合牢固，不易流失，从而保持较为持久的抗菌性。但是，这种抗菌母粒使用的特殊结构的胍盐聚合物的制备步骤较为繁琐，涉及到使用较多的有机溶剂、苯乙烯单体、过氧化物等，并且抗菌母粒产品的颜色较黄，对最终制品的颜色有一定的影响。因此，开发一种易加工、杀菌效率高、具有耐水洗、对制品颜色没有影响，制备方法简单，条件温和的基于胍盐聚合物的抗菌母粒，具有较高的科研和实用价值。

发明内容

针对目前无机抗菌剂和有机抗菌剂的应用现状，本发明提供了一种基于胍盐聚合物的抗菌母粒及其制备方法，这种抗菌母粒用于聚丙烯的抗菌改性，添加量为基料聚丙烯的2～10wt％，由此制备而得的改性聚丙烯具有抗菌效率高、颜色白、耐水洗性能好等优点。