[发明专利]一种高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒及其制备方法与它的用途

说明书

技术领域

本发明涉及塑料技术领域。更具体地，本发明涉及高透明聚烯烃塑料用纳米银无机抗菌母粒，还涉及所述纳米银无机抗菌母粒的制备方法，还涉及所述纳米银无机抗菌母粒的用途。

 

背景技术

透明塑料如EVA、PE、PP、PVC、PS、AS等因其优异的透明性、力学性能、易成型性等特点自面世以来应用到包装材料领域就受到市场的青睐。如PE应用于透明果蔬保鲜膜；PP应用于高透明婴儿奶瓶、保鲜盒等；BOPS薄膜和片材用被广泛用于甜面包、蜜饯、水果、蔬菜、肉类等食品包装；AS用于冰箱、豆浆机的透明容器零部件等。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们的健康意识不断增强， 对日常用品尤其是食品的健康化和环境的清洁化给予了更高的重视。然而在日常生活环境中，细菌、霉菌等致病性微生物无处不在，威胁着人类的健康。抗菌材料的研制与应用，可有效地降低或避免细菌的交叉传染和疾病的传播。抗菌塑料的研发主要是抗菌母粒的研发，而当前透明抗菌母粒的研发难度很大，可用的主要有无机系和有机系抗菌母粒两类：（1）适合于制备透明有机抗菌母粒的抗菌剂主要有三氯生（DP）、异噻唑啉酮（DCOIT和OIT）、10,10’—氧代双吩恶砒(OBPA)等，其耐热温度较高，基本满足透明聚烯烃塑料的加工要求，并且和树脂材料相容性非常好，而使塑料制品保持非常高的透明性，甚至这些小分子有机物加入可能会减小聚烯烃树脂材料的结晶晶粒尺寸，使材料的透明性进一步得到提高，但是这类抗菌剂毒性大，在熔融挤出加工过程中都会产生一些有毒的、刺激性的气体，而添加到塑料包装制品中也容易迁移析出，甚至会跑到包装的食品、果蔬、医用药物等中，造成使用不安全问题，这些有机抗菌剂在食品包装和医疗领域一般是不允许添加的。故当前这类透明抗菌母粒主要应用到对安全性要求比较低的非食品、非医疗领域。（2）适合于制备透明无机抗菌母粒的无机抗菌剂主要有负载型纳米银和非负载型纳米银抗菌剂。其中负载型纳米银抗菌剂主要有沸石载银、可溶性硅酸盐玻璃载等银抗菌剂，因其折光指数和聚烯烃树脂相近，而使其制得的塑料保持比较好的透明性，特别是可溶性硅酸盐玻璃载银抗菌剂的折光指数是1.56-1.58，而PE、PP、PS等的折光指数是1.50-1.60，其二者非常接近，故由其制得的抗菌塑料保持了较高的透明性，并且这类抗菌剂耐热性高、耐久性能优良、安全性高，完全满足塑料制品的加工工艺要求和食品、医疗领域的使用要求。但是负载型纳米银抗菌剂因其颗粒尺寸控制在微米级，一般是1-10μm，添加到塑料中抗菌剂粉体的颗粒尺寸还会发生团聚而变大，造成材料表面产生较大雾度，故不能满足高透明塑料制品的要求。另外一种非负载型纳米银抗菌剂因其颗粒尺寸可以达到纳米级，添加到树脂中对光的折射小，不影响光线的透过，可以使塑料保持非常高的透明性。目前，这类材料的研究和应用受到了广泛关注。

近年来，关于透明聚烯烃塑料用抗菌母粒及其制备方法与抗菌塑料制品研究的主要报道如下：

据报道，1983年日本品川燃料株式会社在全球首次推出载银无机抗菌剂，属负载型沸石载银抗菌剂，其被很好地应用到塑料薄膜制品中，但由于其产品颗粒尺寸大，一般为1μm，长期保存和使用过程中容易变黄变黑。

美国专利US5094847公开了一种抗菌母粒的制备方法，其采用载银无机粉体、有机银化合物制备抗菌塑料，但是所得到塑料制品必须经电晕放电处理，否则没有抗菌性能，即使其银含量达到260-1000ppm也是如此。

CN 101392065A公开了一种无机抗菌塑料薄膜的制备方法，其采用的是磷酸锆载银抗菌剂，本身磷酸锆和一些聚烯烃的折光指数相差较大，并且负载型纳米银颗粒尺寸较大，易团聚，不能满足高透明塑料的实际要求。

CN 102190825A公开了一种抗菌母粒的制备方法，其采用化学转移的方法将水性纳米银转变成有机纳米银溶胶，然后将其与塑料树脂直接混合干燥制成抗菌母粒。该方法看似操作简单，但是纳米银由水相到油相的转移控制操作比较麻烦，醇类溶剂中的残留水份不利于纳米银在塑料树脂中的分散；另外，通过物料简单混合、干燥制成的抗菌母粒在储存中可能会遇到残留溶剂缓慢析引起来污染、纳米银直接暴露空气中氧化变色等问题。