一种具有抗菌作用的聚烯烃材料的制作方法

1.本发明涉及聚烯烃材料制备技术领域，具体涉及一种具有抗菌作用的聚烯烃材料。


背景技术：

2.聚烯烃通常指由乙烯、丙烯、1
‑
丁烯、1
‑
戊烯、1
‑
己烯、1
‑
辛烯、4
‑
甲基
‑1‑
戊烯等α
‑
烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称。聚乙烯包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物，属于聚烯烃的其中一类；其具有化学稳定性好、耐酸碱、耐低温以及绝缘性能等特点，被广泛引用于制造电线电缆、管道、日用品、薄膜等。
3.但是，当聚烯烃材料在潮湿阴暗环境下使用时，容易滋生细菌；尤其是聚烯烃制品在医院中使用时，更容易滋生细菌。现有技术一般通过在塑料中加入抗菌剂来抑制常见细菌或霉菌的生长；如通过加入抗菌剂可以抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的生长。
4.抗药性金黄色葡萄球菌(简称mrsa)是金黄色葡萄球菌的一个独特菌株，能抵抗所有青霉素，包括甲氧西林及其他抗β内酰胺酶的青霉素。抗药性金黄色葡萄球菌在医院中为较为常见的细菌；但目前尚未有具有对抗药性金黄色葡萄球菌具有抗菌作用的聚烯烃材料的研究报道。因此，提供一种具有抗菌作用的聚烯烃材料，尤其是提供一种具有抗抗药性金黄色葡萄球菌作用的聚烯烃材料具有重要的应用价值。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明提供了一种具有电磁屏蔽作用的尼龙6复合材料。
6.本发明的技术方案如下：一种具有抗菌作用的聚烯烃材料，其包含如下重量份的组分：
7.聚烯烃 100份；抗菌剂 0.5～3份；分散剂 1～5份；偶联剂 1～3份；
8.所述的聚烯烃选自高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合；
9.所述的抗菌剂包含纳米银和甲壳素。
10.发明人经过大量的研究表明，当抗菌剂选用纳米银和甲壳素时，不仅对常规的细菌具有抗菌作用；同时还对抗药性金黄色葡萄球菌具有抗菌作用。
11.优选地，所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料，其包含如下重量份的组分：
12.聚烯烃 100份；抗菌剂 1～2份；分散剂 3～5份；偶联剂 1～2份。
13.最优选地，所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料，其包含如下重量份的组分：
14.聚烯烃 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份。
15.优选地，所述的抗菌剂中的纳米银和甲壳素的重量比为1:2～4。
16.最优选地，所述的抗菌剂中的纳米银和甲壳素的重量比为1:3。
17.优选地，所述的分散剂是由分散剂a和分散剂b组成的混合分散剂；其中分散剂a和
分散剂b的重量比为1～3:1～3。
18.最优选地，分散剂a和分散剂b的重量比为1:1。
19.优选地，所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在惰性气体保护下，先在80～90℃下搅拌反应4～6h，再在150～160℃下反应6～10h；即得所述的分散剂。
20.最优选地，所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在氮气保护下，先在85℃下搅拌反应5h，再在150℃下反应8h；即得所述的分散剂。
21.优选地，十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为2～3:20～25。
22.最优选地，十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为2.5:22。
23.优选地，所述的分散剂b为硬脂酸钙。
24.发明人在研究中表明，分散剂对于由纳米银和甲壳素组成的抗菌剂能否在聚烯烃材料中发挥优异的抗菌作用起着重要的作用；将由纳米银和甲壳素组成的抗菌剂直接加入到聚烯烃中，并不能是得聚烯烃材料具有优异抗菌效果；加入常规的分散剂与不加入分散剂相比，其对于抗菌效果的提升效果不是十分显著；发明人经大量的实验研究表明，当分散剂选用由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙时，其能大幅提高聚烯烃的抗菌性能。
25.将由纳米银和甲壳素组成的抗菌剂加入到聚烯烃中，并不能是得聚烯烃材料具有优异抗菌效果；
26.优选地，所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯。
27.有益效果：本发明提供了一种全新的具有抗菌作用的聚烯烃材料；该聚烯烃材料通过加入由纳米银和甲壳素组成的抗菌剂时，其不仅对常规的细菌具有抗菌作用；同时还对抗药性金黄色葡萄球菌具有抗菌作用。进一步地，在聚烯烃材料中，当分散剂选用由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂，其与选用常规的分散剂或不加入分散剂相比，可以大幅提高聚烯烃材料的抗菌性能。
具体实施方式
28.以下结合实施例对本发明进行进一步解释，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
29.以下实施例中所述的高密度聚乙烯采用的是中石油大庆石化生产的牌号为dgdb 6097的高密度聚乙烯；所述的聚醚胺采用美国亨斯曼公司生产的牌号为d2000的聚醚胺。其余未注明来源的原料，均为本领域技术人员可以通过常规途径可以购买得到的常规原料。
30.实施例1具有抗菌作用的聚烯烃材料
31.原料重量份组成：高密度聚乙烯100份；抗菌剂1份；分散剂3份；偶联剂1份；
32.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
33.所述的分散剂由分散剂a和分散剂b的按重量比1:1组成；所述的分散剂b为硬脂酸钙；
34.所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在氮气保护下，先在85℃下搅拌反应5h，再在150℃下反应8h；即得所述的分散剂；其中，十二
烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为2.5:22。
35.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
36.实施例2具有抗菌作用的聚烯烃材料
37.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 0.5份；分散剂 2份；偶联剂 1份；
38.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:2组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
39.所述的分散剂由分散剂a和分散剂b的按重量比2:1组成；所述的分散剂b为硬脂酸钙；
40.所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在氮气保护下，先在80℃下搅拌反应6h，再在160℃下反应6h；即得所述的分散剂；其中，十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为3:22。
41.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
42.实施例3具有抗菌作用的聚烯烃材料
43.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 3份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
44.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:4组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
45.所述的分散剂由分散剂a和分散剂b的按重量比1:3组成；所述的分散剂b为硬脂酸钙；
46.所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在氮气保护下，先在90℃下搅拌反应4h，再在150℃下反应10h；即得所述的分散剂；其中，十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为3:20。
47.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
48.对比例1具有抗菌作用的聚烯烃材料
49.原料重量份组成：高密度聚乙烯100份；抗菌剂1份；偶联剂1份；
50.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
51.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
52.对比例1与实施例1的区别在于，对比例1不加入分散剂，而实施例1加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
53.对比例2具有抗菌作用的聚烯烃材料
54.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
55.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基
焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
56.所述的分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
57.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
58.对比例2与实施例1的区别在于，对比例2加入的是常规的分散剂乙撑双硬脂酸酰胺，而实施例1加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
59.对比例3具有抗菌作用的聚烯烃材料
60.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
61.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
62.所述的分散剂为十二烷基磺酸钠。
63.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
64.对比例3与实施例1的区别在于，对比例3加入的是常规的分散剂十二烷基磺酸钠，而实施例1加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
65.对比例4具有抗菌作用的聚烯烃材料
66.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
67.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
68.所述的分散剂为十二烷基磺酸钠。
69.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
70.对比例4与实施例1的区别在于，对比例4仅仅加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a；而实施例1加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
71.对比例5具有抗菌作用的聚烯烃材料
72.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
73.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
74.所述的分散剂为硬脂酸钙。
75.对比例5与实施例1的区别在于，对比例5仅仅加入硬脂酸钙作为分散剂；而实施例1加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
76.对比例6具有抗菌作用的聚烯烃材料
77.原料重量份组成：高密度聚乙烯 100份；抗菌剂 1份；分散剂 3份；偶联剂 1份；
78.所述的抗菌剂由纳米银和甲壳素按重量比1:3组成；所述的偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯；
79.所述的分散剂由分散剂a和分散剂b的按重量比1:1组成；所述的分散剂b为乙撑双硬脂酸酰胺；
80.所述的分散剂a通过如下方法制备得到：将十二烷基琥珀酸酐加入到聚醚胺中；在氮气保护下，先在85℃下搅拌反应5h，再在150℃下反应8h；即得所述的分散剂；其中，十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺的重量比为2.5:22。
81.制备方法：先将高密度聚乙烯、抗菌剂、分散剂以及偶联剂在混合机中混合均匀后，转入双螺杆挤出机；然后经双螺杆挤出机熔融挤出即得所述的具有抗菌作用的聚烯烃材料。
82.对比例6与实施例1的区别在于，对比例6加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和乙撑双硬脂酸酰胺组成的混合分散剂；而实施例1加入的是由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂。
83.参照qb/t2591
‑
2003中附录a的方法，测试实施例1～3以及对比例1～6制备得到的具有抗菌作用的聚烯烃材料分别对大肠埃希氏菌、对金黄色葡萄球菌以及对抗药性金黄色葡萄球菌的抗菌率，测试结果见表1。
84.表1具有抗菌作用的聚烯烃材料的抗菌能力实验结果
[0085][0086][0087]
从表1实验数据中可以看出，实施例1～3制备得到的具有抗菌作用的聚烯烃材料其对大肠埃希氏菌、对金黄色葡萄球菌以及对抗药性金黄色葡萄球菌的抗菌作用，远远大于对比例1；这说明：以纳米银和甲壳素作为抗菌剂，加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂，可以大幅提高制备得到的聚烯烃材料的抗菌能力。
[0088]
从表1实验数据中可以看出，对比例2、3制备得到的具有抗菌作用的聚烯烃材料其对大肠埃希氏菌、对金黄色葡萄球菌以及对抗药性金黄色葡萄球菌的抗菌作用，与对比例1相比，提高的不明显；并且也远远小于实施例1。这说明：以纳米银和甲壳素作为抗菌剂，加入常规的分散剂，与不加入分散剂相比，并不能大幅提高制备得到的聚烯烃材料的抗菌能力；只有加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂，才能大幅提高聚烯烃材料的抗菌能力。
[0089]
从表1实验数据中可以看出，实施例1制备得到的具有抗菌作用的聚烯烃材料其对大肠埃希氏菌、对金黄色葡萄球菌以及对抗药性金黄色葡萄球菌的抗菌作用要高于对比例4和5；由此可见，以纳米银和甲壳素作为抗菌剂，单独加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a或单独加入硬脂酸钙制备得到的聚烯烃材料的抗菌作用要远远小于加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂；这说明由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙混合后可以产生协同提高聚烯烃材料的抗菌作用。
[0090]
从表1实验数据中可以看出，实施例1制备得到的具有抗菌作用的聚烯烃材料其对大肠埃希氏菌、对金黄色葡萄球菌以及对抗药性金黄色葡萄球菌的抗菌作用要高于对比例6；这说明：以纳米银和甲壳素作为抗菌剂，只有加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和硬脂酸钙组成的混合分散剂才能大幅提高制备得到的聚烯烃材料的抗菌能力；而加入由十二烷基琥珀酸酐和聚醚胺按本发明方法制备得到的分散剂a和其它分散剂组成的混合分散剂并不能大幅提高制备得到的聚烯烃材料的抗菌能力。