一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备：聚乙烯 70?90份，阻燃剂 10?20份，抗静电剂 1?3份，抗菌剂 3?6份，纳米氮化硅 10?15份，淀粉 10?18份，乙烯?醋酸乙烯酯弹性体 3?7份，硅烷偶联剂 2?5份，分散剂 1?1.5份，抗氧剂 1?1.5份，光稳定剂 1?1.5份；其中，所述阻燃剂由聚2,6?二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1：1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2：1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3：1组成；本发明聚乙烯塑料阻燃级别达到UL94?0标准；对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率均在99%以上；表面电阻达到1010?1011Ω·m，是一种十分优异的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料。
【专利说明】
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于包装用塑料领域，具体涉及一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚乙烯(PE)是目前产量及用量最大的通用型塑料，在国民经济各领域均得到了广泛的应用。但由于聚乙烯是易燃物质，许多应用场合需要其具有阻燃性。传统的阻燃聚乙烯是采用含溴阻燃剂和含锑化合物，然而，溴化物在燃烧期间会产生有毒气体，并且三氧化二锑粉末有毒性，给人体健康和环境造成了负面影响。因此欧盟RoHS指令及WEEE指令均要求在家电、电子信息等产品中不能含有溴化物及锑化物。所以为满足欧盟RoHS指令及WEEE指令的要求，开发绿色无卤阻燃是当务之急。因此随着环境污染影响人类健康的问题成为全球关注的焦点，聚乙烯的阻燃也面临着向“绿色”转变的挑战。
[0003]另外，塑料制品广泛应用于人们生活的方方面面，诸如包装、办公家居、设备部件等，但是现有的大部分塑料制品缺少抗菌性能，长期使用会使大量细菌积聚，危害人类健康。人们利用银来抗菌具有悠久的历史，尤其是随着现代技术的发展，纳米技术日渐成熟，纳米银颗粒具有更为优异的抗菌性能，将纳米银融合入日常材料中，来提高材料的抗菌性能成为新兴的研究领域。
[0004]再者，由于PE塑料电绝缘性好，在使用和运输过程中，一旦受到挤压和摩擦作用，容易产生和积累静电，而静电放电可引起火灾或爆炸，因此，制备能够抗静电的聚乙烯塑料材料，消除静电危害也是包装用聚乙烯塑料研究的重要方向之一。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种同时兼具阻燃、抗静电和抗菌性能的聚乙烯塑料及其制备方法。
[0006]为解决上述问题，本发明采用的技术方案为:
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯70-90份，阻燃剂10-20份，抗静电剂1-3份，抗菌剂3_6份，纳米氮化硅10-15份，淀粉10-18份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体3-7份，硅烷偶联剂2-5份，分散剂1-1.5份，抗氧剂1-1.5份，光稳定剂1-1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2，6-二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0007]作为优选，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯75-85份，阻燃剂12-18份，抗静电剂1.5-2.5份，抗菌剂4-5份，纳米氮化硅11_13份，淀粉12-16份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体4-6份，硅烷偶联剂3-4份，分散剂1.1-1.3份，抗氧剂1.1-1.3份，光稳定剂1.1-1.3份。
[0008]其中，所述硅烷偶联剂为选自γ_缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷、KH-570、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0009]所述分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺(EBS)中的一种或多种;所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚;所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
[0010]另外，本发明还提供了该阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)按重量配比称取纳米氮化硅和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100°c-120°c，混合时间为10-30分钟，得到表面处理好的纳米氮化硅，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、乙烯-醋酸乙烯酯弹性体、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在100 0C-120 °(:温度下继续混合15-20分钟；
(2)将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料。
[0011]其中，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300°C，螺杆转速为250-400r/mino
[0012]本发明的有益效果在于:
(I)本发明使用聚2，6-二溴亚苯基醚和三氧化二锑的有机-无机复合阻燃剂，一方面能使阻燃剂与聚乙烯很好的相容，另一方面，两者协同作用，达到了十分优异的阻燃效果，阻燃级别达到UL94-0标准。
[0013](2)本发明使用掺银二氧化钛与晶态ZnO的复合抗菌剂，其效果显著优于单一抗菌剂的性能，经过测试，本发明具有抗菌功能的聚乙烯塑料包装产品，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率均在99%以上。
[0014](3)本发明采用聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺的复合抗静电剂所制备的聚乙烯塑料的表面电阻达到11t3-1O11 Ω.m，抗静电能力十分优异。
[0015](4)本发明采用共混改性的方式、经双螺杆挤出造粒的方法制得的聚乙烯塑料，其拉伸强度为14.5-16.8MPa、伸长率为380%_4500%，悬臂梁缺口冲击强度为36-39 KJ/m2，氧指数大于36，同时纳米氮化硅的加入在保持良好的冲击韧性的同时，还能明显提拉伸强度；另外，本发明采用乙烯-醋酸乙烯酯弹性体包覆改性，熔融挤出造粒方法，增强了使无机纳米粒子在聚合物基体中的相容性，使无机纳米离子在聚合物基体中均匀分散性，避免了由于纳米效应引起的团聚现象。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述:
实施例1
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯80份，阻燃剂15份，抗静电剂2份，抗菌剂4份，纳米氮化硅13份，淀粉14份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体5份，γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷3份，聚乙烯蜡1.3份，丁基羟基茴香醚1.3份，受阻胺类光稳定剂1.3份;其中，所述阻燃剂由聚2，6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0017]实施例2 一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯70份，阻燃剂10份，抗静电剂I份，抗菌剂3份，纳米氮化硅10份，淀粉10份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体3份，KH-570 2份，EVA蜡I份，丁基羟基茴香醚I份，受阻胺类光稳定剂I份;其中，所述阻燃剂由聚2，6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0018]实施例3
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯90份，阻燃剂20份，抗静电剂3份，抗菌剂6份，纳米氮化硅15份，淀粉18份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体7份，乙烯基三乙氧基硅烷5份，OP蜡1.5份，丁基羟基茴香醚1.5份，受阻胺类光稳定剂1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2，6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0019]实施例4
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯75份，阻燃剂13份，抗静电剂2份，抗菌剂4份，纳米氮化硅11份，淀粉13份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体4份，乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷3份，乙撑双硬酯酰胺1.1份，丁基羟基茴香醚1.1份，受阻胺类光稳定剂1.1份;其中，所述阻燃剂由聚2，6_ 二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0020]实施例5
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯85份，阻燃剂18份，抗静电剂2份，抗菌剂5份，纳米氮化硅14份，淀粉16份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体6份，γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷4份，TAS-2A分散剂1.4份，丁基羟基茴香醚1.4份，受阻胺类光稳定剂1.4份;其中，所述阻燃剂由聚2，6-二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0021 ] 实施例6
一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯82份，阻燃剂15份，抗静电剂I份，抗菌剂6份，纳米氮化硅12份，淀粉17份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体4份，乙烯基三乙氧基硅烷4份，聚乙乙撑双硬酯酰胺1.4份，丁基羟基茴香醚1.4份，受阻胺类光稳定剂1.2份;其中，所述阻燃剂由聚2，6_二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。
[0022]实施例1-6所述包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料如下:
(I)按重量配比称取纳米氮化硅和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为110°C，混合时间为20分钟，得到表面处理好的纳米氮化硅，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、乙烯-醋酸乙烯酯弹性体、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在110°C温度下继续混合18分钟； (2)将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料;其中，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250°C，螺杆转速为320r/mino
[0023]以上对本发明创造实施所提供的一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料及其制备方法进行了详细的介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明创造实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明创造的限制。
【主权项】
1.一种包装用阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯70-90份，阻燃剂10-20份，抗静电剂1-3份，抗菌剂3_6份，纳米氮化硅10-15份，淀粉10-18份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体3-7份，硅烷偶联剂2_5份，分散剂1-1.5份，抗氧剂1-1.5份，光稳定剂1-1.5份;其中，所述阻燃剂由聚2，6-二溴亚苯基醚和三氧化二锑按重量比1:1组成，所述抗静电剂由聚氧乙烯脂肪酸脂和脂肪酸酞胺按重量比2:1组成，所述抗菌剂为掺银二氧化钛与晶态ZnO按重量比3:1组成。2.根据权利要求1所述的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，按重量分数计，由如下组分的原料所制备:聚乙烯75-85份，阻燃剂12-18份，抗静电剂1.5-2.5份，抗菌剂4-5份，纳米氮化硅11-13份，淀粉12-16份，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体4_6份，硅烷偶联剂3-4份，分散剂1.1-1.3份，抗氧剂1.1-1.3份，光稳定剂1.1-1.3份。3.根据权利要求1所述的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为选自γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅氧烷、KH-570、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基娃烧中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺(EBS)中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚。6.根据权利要求1所述的阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。7.—种权利要求1-6任一项所述阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)按重量配比称取纳米氮化硅和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100°C_120°C，混合时间为10-30分钟，得到表面处理好的纳米氮化硅，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂、淀粉、乙烯-醋酸乙烯酯弹性体、分散剂、抗氧剂和光稳定剂，在100 0C-120 °(:温度下继续混合15-20分钟； (2)将上述混合好的物料及时加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒、干燥，即得阻燃抗菌抗静电型聚乙烯塑料。8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300 °C，螺杆转速为250-400r/min。
【文档编号】C08L71/02GK105906913SQ201610404642
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】党令军, 白林涛, 任彦平
【申请人】湖北华源包装有限公司