一种抑菌塑料包装袋复合材料及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种抑菌塑料包装袋复合材料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
塑料包装袋是一种以塑料为原材料，用于生产生活中各种用品的包装袋，在人们的日常生活和工农业生产中占有十分重要的地位。常用的塑料包装袋多为聚乙烯薄膜制成，该薄膜无毒，故可用于盛装食品。随着人们生活水平的逐步提高，对食品的安全性、新鲜度和口感等方面均提出了更高的要求。包装袋是食品保存和运输过程中必备的物品，对食品在运输过程中的新鲜度、是否有细菌感染均有重要的影响，且包装袋自身的安全性能也是至关重要的方面。市场现有的食品包装袋，在安全性能上可以信赖，但在抑菌保鲜性能上仍不能满足使用要求。
[0003]
由于抗菌塑料可以从根本上减少或者避免人与人、人与物、物与物之间细菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人们的重视和欢迎。人们为有效防除及杀灭塑料表面附生的细菌，通常采用在塑料中添加抗菌剂制成抗菌塑料，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死或抑制，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。抗菌塑料的开发和应用为保护人类健康树起了一道绿色屏障，对于改善人类生存环境，减少疾病，保护全民健康，具有十分重要的意义。
[0004]
目前，已经有大量的抗菌剂用于塑料制品中，根据抗菌剂在塑料制品中的应用环境不同，以及抗菌剂特殊的频谱效果，一般会选择多种抗菌剂添加以使制品具有较宽范围的抗菌性。但是大多数的抗菌剂与塑料的相容性较差，或者只有添加较高浓度的抗菌剂才能达到明显的抑菌杀菌作用，这些因素都会导致塑料制品的整体性能下降，限制了应用范围。因此，在塑料制品中添加不同种类的抗菌剂时，尤其要注意不同抗菌剂配合使用时在塑料中的分散性以及与塑料的相容性。


技术实现要素：

[0005]
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抑菌塑料包装袋复合材料及其制备方法。为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种抑菌塑料包装袋复合材料，由下述重量份的原料制成：hdpe 100份，ldpe 30-50份，lldpe 10-20份，增塑剂5-10份，偶联剂3-5份，抗氧剂1-3份，抑菌剂1-3份。
[0006]
所述增塑剂为己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物，优选地，二者质量比为1：3-5；所述偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物，优选地，二者质量比为1：1-3；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂1024的混合物，优选地，二者质量比为1：1-3；所述抑菌剂为8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，优选地，二者质量比为3-5：1。
[0007]
本发明所述的一种抑菌塑料包装袋复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配比将hdpe、ldpe和lldpe放入混料器充分混合，再加入增塑剂、偶联剂、抗氧剂和抑菌剂充分混匀，得到混合料；（2）将上述混合料在170-200℃温度条件下采用平行双螺杆挤出机造粒，螺杆转速为400-800r/min，在温度为80-100℃条件下烘干，得到抗菌塑料包装袋复合材料。
[0008]
本发明通过研究发现，在以hdpe、ldpe和lldpe为主料的塑料包装袋体系中，复配特定配比的己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物作为增塑剂，特定配比的乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物作为偶联剂，特定配比的抗氧剂1076和抗氧剂1024的混合物作为抗氧剂，特定配比的8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物作为抗菌剂，使得聚合物体系具有优异的相容性和稳定性，制备得到的塑料包装袋材料具有高的拉伸强度和优异的抗菌效果。
[0009]
具体实施方式
[0010]
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0011]
在所有实施例和对比例中，hdpe采用中海壳牌5121b高密度聚乙烯，ldpe采用上海石化n210低密度聚乙烯，lldpe采用中天合创egf-35b线性低密度聚乙烯。
[0012]
实施例1：一种抑菌塑料包装袋复合材料，由下述重量份的原料制成：hdpe 100份，ldpe 45份，lldpe 10份，增塑剂8份，偶联剂5份，抗氧剂3份，抑菌剂3份；所述增塑剂为己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物，二者质量比为1：3；所述偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物，二者质量比为1：1；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂1024的混合物，二者质量比为1：2；所述抑菌剂为8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，二者质量比为3：1。
[0013]
所述的一种抑菌塑料包装袋复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配比将hdpe、ldpe和lldpe放入混料器充分混合，再加入增塑剂、偶联剂、抗氧剂和抑菌剂充分混匀，得到混合料；（2）将上述混合料在190℃温度条件下采用平行双螺杆挤出机造粒，螺杆转速为500r/min，在温度为90℃条件下烘干，得到抗菌塑料包装袋复合材料。
[0014]
实施例2：一种抑菌塑料包装袋复合材料，由下述重量份的原料制成：hdpe 100份，ldpe 30份，lldpe 20份，增塑剂5份，偶联剂3份，抗氧剂1份，抑菌剂3份。
[0015]
所述增塑剂为己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物，二者质量比为1：5；所述偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物，二者质量比为1：3；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂1024的混合物，优选地，二者质量比为1：1；
所述抑菌剂为8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，二者质量比为5：1。
[0016]
所述的一种抑菌塑料包装袋复合材料的制备方法同实施例1。
[0017]
实施例3：一种抑菌塑料包装袋复合材料，由下述重量份的原料制成：hdpe 100份，ldpe 50份，lldpe 15份，增塑剂10份，偶联剂5份，抗氧剂3份，抑菌剂2份。
[0018]
所述增塑剂为己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物，二者质量比为1：4；所述偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物，二者质量比为1：2；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂1024的混合物，二者质量比为1：2；所述抑菌剂为8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，二者质量比为4：1。
[0019]
所述的一种抑菌塑料包装袋复合材料的制备方法同实施例1。
[0020]
对比例1：对比例1与实施例1不同之处在于抑菌剂为8-羟基喹啉酮。
[0021]
对比例2：对比例2与实施例1不同之处在于抑菌剂为乙酸三丁基锡。
[0022]
对比例3：对比例3与实施例1不同之处在于抑菌剂为8-羟基喹啉酮和三丁基氯化锡的混合物，二者质量比为3：1。
[0023]
对比例4：对比例4与实施例1不同之处在于抑菌剂为异噻唑啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，二者质量比为3：1。
[0024]
对比例5：对比例5与实施例1不同之处在于抑菌剂为8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，二者质量比为1：1。
[0025]
对比例6：对比例6与实施例1不同之处在于增塑剂为己二酸二辛酯，偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷，抗氧剂为抗氧剂1076。
[0026]
对比例7：对比例7与实施例1不同之处在于增塑剂为邻苯二甲酸二环己酯，偶联剂为三异硬脂酸钛酸异丙酯，抗氧剂为抗氧剂1024。
[0027]
对比例8：对比例8与实施例1不同之处在于增塑剂为壬二酸二异丁酯和邻苯二甲酸二环己酯的混合物，二者质量比为1：3；对比例9：对比例9与实施例1不同之处在于增塑剂为己二酸二辛酯和邻苯二甲酸二异丁酯的混合物，二者质量比为1：3；对比例10：对比例10与实施例1不同之处在于偶联剂为甲基三乙酰氧基硅烷和三异硬脂酸钛酸异丙酯的混合物，二者质量比为1：1；
对比例11：对比例11与实施例1不同之处在于偶联剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷和三乙醇胺钛酸异丙酯的混合物，二者质量比为1：1；对比例12：对比例12与实施例1不同之处在于抗氧剂为抗氧剂1010。
[0028]
本发明实施例1-3与对比例1-12制得的抑菌塑料包装袋复合材料的性能对比试验：一、拉伸强度测试参照astm d 638-2014 《塑料拉伸属性的标准试验方法》，试样类型为i型，样条尺寸（mm）：（175
±
2）
×
（12.5
±
0.2）
×
(3.0
±
0.2)，拉伸速度为50mm/min。
[0029]
二、抗菌性能测试参照qb/t2591-2003《抗菌塑料—抗菌性能试验方法和抗菌效果》，采用贴膜法考察样品24h的抑菌率，菌落总数的测定参照gb/t4789.2-2003《食品卫生微生物学检验 菌落总数测定》计数。将已注塑好的抗菌样板制成50mm
×
50mm。抗菌率的计算式如下：r（%）=(b-c)/b
×
100式中：r-抗菌率，%；b-空白对照样品平均回收菌数，cfu/片；c-抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。
[0030]
测试结果见表1。
[0031]
表1
从表1中的测试结果可以得出结论，本发明实施例1-3的抑菌塑料包装袋复合材料均具有非常优异的拉伸强度和抗菌性能，其中实施例1是本发明最优的技术方案。同时，通过对比例1-5和实施例1的抗菌剂中组分差异所带来的性能影响，可以看出，本发明的抑菌塑料包装袋复合材料通过选择特定配比的8-羟基喹啉酮和乙酸三丁基锡的混合物，不仅可以协同提高抗菌性能，还能大大降低对拉伸强度的影响。通过对比例6-12和实施例1的增塑剂、偶联剂和抗氧剂所选用的具体种类的不同所带来的对拉伸强度和抗菌性能不同程度的影响，可见，本发明的抑菌塑料包装袋复合材料是一个各组分协同作用的整体，并不是常规的其他种类增塑剂、偶联剂和抗氧剂的替换均可以达到本发明的高拉伸强度和优异的抗菌性能。
[0032]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

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