本發明屬于抗菌塑料制備領域，尤其涉及一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法、應用。
背景技術：
：近年來，隨著人們生活水平的提高，健康和衛生意識不斷增強，對塑料制品提出了抗菌的要求，特別是關系兒童衛生安全的日常用品，如兒童餐椅、玩具等。聚丙烯作為通用塑料中應用最廣的品種之一，對其進行抗菌改性一直是抗菌領域的研究熱點。抗菌聚丙烯組合物的制備，主要是通過在聚丙烯造粒過程中加入一定量的抗菌劑來實現。抗菌劑的種類很多，主要包括無機類抗菌劑、有機類抗菌劑兩大類。有機抗菌劑具有抗菌速度快、范圍廣等優點，但也存在耐熱性差、易滲出、不耐洗滌、使用壽命短、毒性較大，長時間使用對人體有害等不足。無機抗菌劑具有抗菌廣譜、安全性好、耐熱性好、耐久性好等優點，并且其易于產業化，成為近期抗菌塑料領域的研究熱點。無機抗菌劑是利用銀、銅、鋅等金屬及其離子的殺菌或抑菌能力值得制得的一類抗菌劑。在眾多的無機抗菌劑中，銀具有抗菌廣譜性、殺菌效率高、安全性能高等優點，使得銀系抗菌劑成為無機抗菌劑中的研究熱點。銀系抗菌劑一方面可以與蛋白質、酶等分子螯合或吸附，阻礙細菌的正常新陳代謝；另一方面微量銀可激活空氣或者水中的氧，產生活性氧離子，與細菌及多種有機物發生氧化反應，導致dna鏈中的堿基之間的磷酸二酯鍵斷裂，破壞微生物細胞的dna復制，起到多重抑制或消滅細菌的作用，成功地克服了有機抗菌劑使用壽命短、耐熱性差、應用范圍較窄等缺點。我國的凹凸棒土儲量豐富，其儲存量占全世界總儲存量的一半以上，其來源廣泛、成本低廉。凹凸棒土具有獨特的鏈層狀晶體結構和特殊的孔道結構、界面性質以及較大的比表面積，使其成為一種理想的載體。但是凹凸棒土原礦石中含有大量的雜質，如蒙脫石、伊利石和碳酸鹽等，雜質的存在影響凹凸棒土的吸附性能，需要經過提純和改性處理才能使凹凸棒土作為高檔的吸附材料使用。因此，為克服以上技術方案所存在的缺陷，本發明提出一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法、應用。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法、應用。本發明采用以下技術方案：一種抗菌聚丙烯組合物，由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質量比1:1混合得到的混合物。作為本發明的進一步改進，由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15份、抗菌劑0.5份、增韌劑3份、偶聯劑0.2份、抗氧化劑0.1份。作為本發明的進一步改進，由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑20份、抗菌劑0.8份、增韌劑5份、偶聯劑0.3份、抗氧化劑0.2份。作為本發明的進一步改進，由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑30份、抗菌劑1.2份、增韌劑8份、偶聯劑0.5份、抗氧化劑0.3份。還提出一種抗菌聚丙烯組合物以及其制備方法，包括如下步驟：步驟d1：凹凸棒土的改性：包括以下步驟：步驟s1：稱取10～30g的凹凸棒土放置在燒杯中，向燒杯中加入80～120ml的濃度為20～30％的鹽酸溶液形成第一混合液，攪拌均勻后將第一混合液轉移到水熱反應釜中，將水熱反應釜置于50～80℃水熱環境下放置4～6h，之后將水熱反應釜放置于25℃室溫下冷卻，后采用離心的方式分離出凹凸棒土，并用去離子水反復洗滌凹凸棒土直至濾液的ph為中性，之后將凹凸棒土置于105～130℃的環境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步驟s2：將一定量的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯緩慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液內的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯的濃度分別為0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室溫下攪拌第一混合溶液30min后并靜止老化3～5h；步驟s3：將步驟s1中制備的酸改性的凹凸棒土分散到去離子水中配置成質量濃度為1～3％的懸浮液，然后向其中加入步驟s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中鈦與酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g來確定，將第二混合液在25℃室溫下劇烈攪拌2～4h后轉移至90～120℃的水熱反應釜中繼續處理4～6h，之后將第二混合液離心，得到的沉淀物用去離子水反復洗滌直至所得濾液的ph值為中性，在105～120℃環境下干燥6～12h后，將其轉移至450～650℃的環境下繼續焙燒3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步驟d2：活性組分的負載：采用超重力輔助浸漬的方法，其具體步驟如下：在25℃室溫條件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸銀溶液中形成第三混合液，攪拌30min～2h后，將第三混合液轉移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力條件下處理2～4h后，將第三混合液在105～120℃環境下蒸干后于500℃環境下放置3～4h，得到以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；步驟d3：抗菌聚丙烯組合物的制備：以下原料按照質量份：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份混合；投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為235-275℃，螺桿轉速320-350r/min條件下造粒，得到母粒狀抗菌聚丙烯組合物，其中，所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為步驟d2所得到的以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照重量比為1:1混合得到的混合物。作為本發明的進一步改進，步驟s2中的氨基酸離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸鹽中的一種或幾種。一種抗菌聚丙烯組合物的應用，采用一種抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅：將按照權利要求5所述的一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法制得的母粒狀抗菌聚丙烯組合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已設定好溫度的注塑機中，注塑、成型、脫模得到兒童餐椅。作為本發明的進一步改進，注塑機加熱段的溫度分布為：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法使用改性后的凹凸棒土來負載載銀抗菌劑，載銀抗菌劑分散性好、粒徑分布均勻、穩定性高且制備成本低，采用抗菌聚丙烯組合物用于制備兒童餐椅，該兒童餐椅對大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌三種細菌的抗菌率能達到98％以上。具體實施方式為了使本
技術領域：
人員更好地理解本發明的技術方案，并使本發明的上述特征、目的以及優點更加清晰易懂，可以理解的是實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。產品實施例1本實施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑15份、抗菌劑0.5份、增韌劑3份、偶聯劑0.2份、抗氧化劑0.1份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質量比1:1混合得到的混合物。產品實施例2本實施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑20份、抗菌劑0.8份、增韌劑5份、偶聯劑0.3份、抗氧化劑0.2份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質量比1:1混合得到的混合物。產品實施例3本實施例一種抗菌聚丙烯組合物由以下原料按照質量份制備而成：聚丙烯樹脂100份、填充劑30份、抗菌劑1.2份、增韌劑8份、偶聯劑0.5份、抗氧化劑0.3份；所述填充劑為納米滑石粉；所述抗菌劑為以改性凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；所述增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；所述偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照質量比1:1混合得到的混合物。方法實施例上述產品實施例1、2、3可以按照以下制備方法制得，一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟：步驟d1：凹凸棒土的改性：包括以下步驟：步驟s1：稱取10～30g的凹凸棒土放置在燒杯中，向燒杯中加入80～120ml的濃度為20～30％的鹽酸溶液形成第一混合液，攪拌均勻后將第一混合液轉移到水熱反應釜中，將水熱反應釜置于50～80℃水熱環境下放置4～6h，之后將水熱反應釜放置于25℃室溫下冷卻，后采用離心的方式分離出凹凸棒土，并用去離子水反復洗滌凹凸棒土直至濾液的ph為中性，之后將凹凸棒土置于105～130℃的環境下烘干、研磨得到酸改性的凹凸棒土；步驟s2：將一定量的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯緩慢滴加到1mol/l的磷酸溶液中形成第一混合溶液，使得第一混合溶液內的氨基酸離子液體和鈦酸正丁酯的濃度分別為0.10～0.30mol/l和0.50～1.0mol/l，在25℃室溫下攪拌第一混合溶液30min后并靜止老化3～5h；步驟s3：將步驟s1中制備的酸改性的凹凸棒土分散到去離子水中配置成質量濃度為1～3％的懸浮液，然后向其中加入步驟s2中得到的第一混合溶液形成第二混合液，其中鈦與酸改性的凹凸棒土的量按照30mmol/g來確定，將第二混合液在25℃室溫下劇烈攪拌2～4h后轉移至90～120℃的水熱反應釜中繼續處理4～6h，之后將第二混合液離心，得到的沉淀物用去離子水反復洗滌直至所得濾液的ph值為中性，在105～120℃環境下干燥6～12h后，將其轉移至450～650℃的環境下繼續焙燒3～6h，即可得到改性后的凹凸棒土；步驟d2：活性組分的負載：采用超重力輔助浸漬的方法，其具體步驟如下：在25℃室溫條件下，取一定量改性后的凹凸棒土置于0.05～0.3mol/l的硝酸銀溶液中形成第三混合液，攪拌30min～2h后，將第三混合液轉移至超重力填充床中，在50～200倍重力加速度的超重力條件下處理2～4h后，將第三混合液在105～120℃環境下蒸干后于500℃環境下放置3～4h，得到以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；步驟d3：抗菌聚丙烯組合物的制備：以下原料按照質量份：聚丙烯樹脂100份、填充劑15～30份、抗菌劑0.5～1.2份、增韌劑3～8份、偶聯劑0.2～0.5份、抗氧化劑0.1～0.3份混合；投入雙螺桿擠出機中，在機筒溫度為235-275℃，螺桿轉速320-350r/min條件下造粒，得到母粒狀抗菌聚丙烯組合物，其中，填充劑為納米滑石粉；抗菌劑為步驟d2所得到的以凹凸棒土為基體的載銀抗菌劑；增韌劑為苯乙烯-衣康酸-丙烯酸共聚物；偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；抗氧化劑為抗氧劑1010和抗氧劑618按照重量比為1:1混合得到的混合物。其中，步驟s2中的氨基酸離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑谷氨酸鹽中的一種或幾種。應用實施例采用一種抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅：按照上述的一種抗菌聚丙烯組合物的制備方法制得的母粒狀抗菌聚丙烯組合物在95-105℃下真空干燥4-6h后，投入已設定好溫度的注塑機中，注塑、成型、脫模得到兒童餐椅，其中，注塑機加熱段的溫度分布為：第一段280-290℃，第二段270-280℃，第三段260-270℃，第四段250-260℃。產品實施例1、2、3按照國標gb21551.2-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能抗菌材料的特殊要求》進行抗菌檢測，其相應的指標見下表1。表1抗菌聚丙烯組合物實施例1、2、3的抗菌率指標實施例1實施例2實施例3大腸桿菌抗菌率98.56％98.34％99.18％霉菌抗菌率98.23％98.98％99.01％金黃色葡萄球菌抗菌率99.47％99.54％99.07％一種抗菌聚丙烯組合物及其制備方法使用改性后的凹凸棒土來制備載銀抗菌劑，具有分散性好、粒徑分布均勻、穩定性高且成本低等諸多優點，將銀負載到改性后的凹凸棒土上后的抗菌效果得到明顯的提升，原因在于，這一方面有利于細菌在凹凸棒土上的吸附，提高了抗菌劑與細菌的接觸面積，另一方面可以使銀在載體上得到高度分散進一步強化抗菌效果。一種抗菌聚丙烯組合物的應用采用抗菌聚丙烯組合物制備兒童餐椅，所制備得到的兒童餐椅具有廣譜抗菌性和效率高的優點，該兒童餐椅能使得日常生活中常接觸到的大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌等各種細菌在10秒內失去活性，對大腸桿菌、霉菌、金黃色葡萄球菌三種細菌的抗菌率能達到98％以上。上述實施方式僅供說明本發明之用，而并非是對本發明的限制，有關
技術領域：
的普通技術人員，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也應屬于本發明的范疇。當前第1頁12