一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会的发展，人们生活水平的不断提高以及健康卫生意识的增强，具有抗菌效果的塑料制品受到消费市场的关注和青睐，抗菌母粒是一种具有抗菌效果的塑料颗粒，通常是由抗菌物质与塑料基材混合而成的，抗菌母粒抗菌作用强大，具有广谱抗菌效果，能够快速杀灭细菌、霉菌等微生物，减少其对于人体的危害，且经过长期使用仍然具有稳定的抗菌性能，抗菌效果持久，应用于包装材料、医疗器材、建筑材料、工业制品等多种领域，显著提高了产品的安全性和卫生水平，满足了人们对于健康的追求，同时在一定程度上能够延长产品的使用寿命。

2、聚氯乙烯是目前被广泛使用的高分子材料，是由氯乙烯单体在引发剂或光、热条件下根据自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，具有多种物理和化学特性，聚氯乙烯耐腐蚀，能够抵御酸、碱和盐等化学物质的侵蚀；耐热性良好，能够在高温下保持稳定性能；绝缘性好，可塑性好易于加工，价格低廉，阻燃性能优异，不易燃烧且燃烧过程中会自熄；因此，聚氯乙烯可作为抗菌母粒的塑料基材，但是聚氯乙烯本身不具备抗菌性能，因此聚氯乙烯制品在使用过程中很容易遭受各类细菌、霉菌等微生物的污染，且聚氯乙烯存在力学性能和冲击韧性差的情况，受到外力作用时容易损伤或破裂，在一些领域的应用中受到限制，由此，对于以聚氯乙烯为塑料基材，本发明通过加入复合抗菌组分和增韧添加料对其进行改性，制备得到抗菌性能优异、力学性能和冲击韧性优异的抗菌母粒，有效降低细菌、霉菌等微生物带来的健康风险，满足市场需求，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，包括以下重量份的原料：70-85份聚氯乙烯、2-6份稳定剂、3-5份润滑剂、0.5-2份增容剂、3-6份复合抗菌组分、4-8份增韧添加料。

4、进一步地，所述稳定剂为钙锌稳定剂或钡锌稳定剂；所述润滑剂为聚乙烯蜡或微晶石蜡。

5、进一步地，所述增容剂的制备方法，如下所示：

6、将聚氯乙烯、马来酸酐和双二五硫化剂混合均匀后，在500-600r/min搅拌速率下搅拌5-10min后，加入双螺杆挤出机中，在200-220℃下，挤出，造粒，干燥，得到增容剂。

7、进一步地，所述复合抗菌组分的制备方法，包括以下步骤：

8、步骤a：将支化聚乙烯亚胺和邻香兰素加入乙醇中，搅拌均匀后，加入氨水调节ph，将体系置于水浴环境中50-70℃下，搅拌2-4h后，分离出产物，得到抗菌中间产物；

9、步骤b：将抗菌中间产物和cuc l2·2h2o加入至无水乙醇中，混合均匀后，加热回流3-5h，分离出产物，洗涤，干燥，得到复合抗菌组分。

10、通过采用上述技术方案，支化聚乙烯亚胺结构中的伯氨基能够与邻香兰素结构中的醛基在碱性条件下发生席夫碱反应，得到抗菌中间产物，抗菌中间产物能与铜离子进行络合配位，形成铜配合物，得到复合抗菌组分。该复合抗菌组分中含有天然抗菌物质邻香兰素和铜离子，形成有机-无机复合抗菌物质，具有广谱抗菌作用，能够抑制细菌、霉菌等微生物体内必需酶的活性，与细菌、霉菌等微生物细胞膜上受体结合从而破坏微生物细胞膜，使细胞内物质外泄，达到杀菌效果，此外复合抗菌组分能够与聚氯乙烯基体产生交联，使得复合抗菌组分稳定存在于聚氯乙烯基体中，防止长时间使用过程中邻香兰素和铜离子的析出迁移问题导致抗菌性能下降，达到稳定长效抗菌的效果，从而有效降低细菌、霉菌等微生物带来的健康风险以及抑制微生物代谢活动对聚氯乙烯基体产生不良影响，进而延长抗菌母粒的使用寿命。

11、进一步地，步骤a中，支化聚乙烯亚胺的重均分子量为1800。

12、进一步地，步骤a中，ph为8-9。

13、进一步地，所述增韧添加料的制备方法，包括以下步骤：

14、s1：将竹纤维加入质量分数为8-10％的氢氧化钾溶液中，升温至40-50℃，搅拌1-2h后，抽滤，洗涤，干燥，得到碱处理竹纤维；

15、s2：将碱处理竹纤维分散于丙酮中，加入3-巯基丙酸和催化剂，搅拌均匀后，加热回流反应2-4h，抽滤，洗涤，干燥，得到巯基化竹纤维；

16、s3：将巯基化竹纤维分散于n,n-二甲基甲酰胺中，加入杜仲胶和光引发剂，搅拌均匀后，于室温紫外光下光照6-8h，过滤，洗涤，干燥，得到增韧添加料。

17、通过采用上述技术方案，竹纤维经过碱处理后能够暴露出更多的羟基，在催化剂的作用下，竹纤维表面的羟基能够与3-巯基丙酸结构中的羧基发生酯化反应，从而在碱化竹纤维表面引入巯基，得到巯基化竹纤维，在光引发剂和紫外光的照射下，巯基化竹纤维中的巯基能够与杜仲胶结构中的烯基发生点击反应，得到增韧添加料。该增韧添加料中含有具有抗菌作用的竹纤维，竹纤维与聚氯乙烯基体相容性良好，能够均匀分散于聚氯乙烯基体中，增强聚氯乙烯基体的力学性能和冲击韧性，此外杜仲胶具有良好的增韧效果，两者能够发挥协同增韧作用，同时增韧添加料能够在增容剂的作用下，与聚氯乙烯基体产生氢键作用，进而形成聚合物网络结构，分子链更加致密，增韧添加料能够成为应力集中点，受到外力作用时，吸收和分散能量，进一步增强冲击韧性。

18、进一步地，s2中，所述催化剂为质量比为6-7：2-3的二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶。

19、进一步地，s3中，所述光引发剂为安息香二甲醚或安息香异丙醚。

20、一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒的制备方法，包括以下步骤：

21、步骤一：将聚氯乙烯、稳定剂、润滑剂、增容剂、复合抗菌组分、增韧添加料加入高混机中，将转速设置为500-800r/min，搅拌混合20-60min后，得到混合料；

22、步骤二：向双螺杆挤出机中加入混合料，将双螺杆挤出机机筒温度设置为110-130℃，机头温度设置为120-140℃，挤出造粒，静置冷却后，得到抗菌母粒。

23、本发明的有益效果：

24、本发明通过在聚氯乙烯基材中加入复合抗菌组分和增韧添加料，制备出的抗菌母粒具有优异的抗菌性能、力学性能和冲击韧性，抗菌率可达99.9％，拉伸强度可达50.6mpa，冲击强度可达34.3kj/m2，能够有效降低健康风险，抑制细菌、霉菌等微生物的代谢活动对聚氯乙烯基材产生影响，满足市场需求，具有广阔的应用前景。

25、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，包括以下重量份的原料：70-85份聚氯乙烯、2-6份稳定剂、3-5份润滑剂、0.5-2份增容剂、3-6份复合抗菌组分、4-8份增韧添加料。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂或钡锌稳定剂；所述润滑剂为聚乙烯蜡或微晶石蜡。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，所述增容剂的制备方法，如下所示：

4.根据权利要求1所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，所述复合抗菌组分的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，步骤a中，支化聚乙烯亚胺的重均分子量为1800。

6.根据权利要求4所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，步骤a中，ph为8-9。

7.根据权利要求1所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，所述增韧添加料的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，s2中，所述催化剂为质量比为6-7：2-3的二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶。

9.根据权利要求7所述的一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒，其特征在于，s3中，所述光引发剂为安息香二甲醚或安息香异丙醚。

10.一种如权利要求1所述的基于聚氯乙烯的抗菌母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种基于聚氯乙烯的抗菌母粒及其制备方法，该抗菌母粒包括以下原料：聚氯乙烯、稳定剂、润滑剂、增容剂、复合抗菌组分、增韧添加料，以聚氯乙烯为塑料基材，加入复合抗菌组分，制备的抗菌母粒抗菌性能优异，具有广谱抗菌和稳定长效抗菌的效果，能够有效降低细菌、霉菌等微生物带来的健康风险，抑制微生物代谢活动对聚氯乙烯产生不良影响，进而延长抗菌母粒的使用寿命；加入增韧添加料，制备的抗菌母粒力学性能和冲击韧性优异，受到外力作用时，吸收和分散能量，能够满足市场需求，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：林明松,梁健,严松洲,钟建平,肖建文,林齐兴
受保护的技术使用者：高兰德（广东）新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10