一種聚乳酸抗菌母粒及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乳酸抗菌母粒及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸（PLA)是一種以乳酸為主要原料聚合而成的高分子化合物，屬于丙交酯聚 酯的一種，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成，淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過 程制成乳酸，再通過化學(xué)合成轉(zhuǎn)換成聚乳酸，生產(chǎn)過程無污染。聚乳酸產(chǎn)品使用后能被自然 界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，即使聚乳酸焚燒，其燃燒熱值 與焚化紙類相同，是焚化傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸絕對不會釋放出氮 化物、硫化物等有毒氣體污染環(huán)境，因此，聚乳酸具有良好的生物降解性能和環(huán)境友好型特 征，是一種新型的綠色環(huán)保材料。
[0003] 聚乳酸產(chǎn)品機(jī)械性能及物理性能良好，可加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生 用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等，市場前景十分看好，特別是添加無機(jī)抗菌粒 子的聚乳酸抗菌材料，更是受到追捧。目前，廣泛使用的是含銀離子的聚乳酸抗菌材料，雖 然抗菌效果好，但是溶出的納米銀顆粒進(jìn)入人體后代謝慢，在人體累積到一定量時對人體 產(chǎn)生危害。
[0004] 聚乳酸對溫度比較敏感，加工溫度在170~230°C，加工溫度范圍較窄，加工聚乳 酸產(chǎn)品的過程中避免高溫，采用螺桿加工時加工溫度過高以及加工時間過長都會導(dǎo)致原料 熱降解。
[0005] 聚乳酸抗菌制品中抗菌劑的添加方式不采用抗菌母粒的形式添加，抗菌母粒的制 作過程是先將抗菌劑和基體樹脂混合經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加工成線狀，經(jīng)烘干機(jī)高溫烘干，造 粒得抗菌母粒，采用該方法加工聚乳酸抗菌母粒，烘干機(jī)高溫烘干會導(dǎo)致聚乳酸再次發(fā)生 的熱降解，導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。
[0006] -般，聚乳酸抗菌塑料制品多采用紡絲技術(shù)加工，極少采用傳統(tǒng)的注塑成型方法， 采用傳統(tǒng)的注塑成型方法加工，聚乳酸樹脂粒子經(jīng)螺桿剪切熔融成熔體后射入模具成型的 過程中會發(fā)生嚴(yán)重的熱降解現(xiàn)象，造成制品性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種聚乳酸抗菌母粒，用以解決抗菌銀離子對人體有害的問題。
[0008] 本發(fā)明還提供了所述聚乳酸抗菌母粒的制備方法和應(yīng)用，用于解決聚乳酸加工時 加工溫度過高以及加工時間過長出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)峤到獾膯栴}。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0010] -種聚乳酸抗菌母粒，由載鋅硅酸鹽抗菌劑、分散劑和聚乳酸基材組成，各組分含 量如下：
[0011] 組分 重量百分比 載鋅鞋酸鹽抗菌劑 10-25% 分散劑 3-5% 聚乳酸基材 70-87%。
[0012] 作為優(yōu)選，所述聚乳酸抗菌母粒的各組分含量如下：
[0013] 組分 重量百分比 載鋅硅酸鹽抗菌劑 丨0% 分散劑 3% 聚乳酸基材 87%。
[0014] 本發(fā)明還提供了上述聚乳酸抗菌母粒的制備方法，其包括如下步驟：
[0015] (A)將載鋅硅酸鹽抗菌劑、分散劑和聚乳酸基材倒入拌料機(jī)混合拌勻；
[0016] (B)將步驟（A)中混合拌勻獲得的混合物倒入雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)雙螺桿 擠出機(jī)擠出成線狀，經(jīng)過〇_5°C的冷卻水槽冷卻后，吹風(fēng)機(jī)風(fēng)干，所述吹風(fēng)機(jī)出風(fēng)口溫度保 持在10-20 °C，最后造粒獲得所述聚乳酸抗菌母粒。
[0017] 作為優(yōu)選，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度依次調(diào)節(jié)為：
[0018] 1 區(qū)：180-200Γ，
[0019] 2 區(qū)：190-210Γ，
[0020] 3 區(qū)：195-205Γ，
[0021] 4 區(qū)：200-22(TC，
[0022] 5 區(qū)：210-225Γ，
[0023] 6 區(qū)：210-225Γ，
[0024] 7 區(qū)：205-220Γ，
[0025] 8 區(qū)：200-21(TC，
[0026] 9 區(qū)：190-210Γ，
[0027] 10 區(qū)：180-200Γ。
[0028] 本發(fā)明還提供了所述聚乳酸抗菌母粒的應(yīng)用，采用所述聚乳酸抗菌母粒和聚乳酸 基材為原料，用注塑成型加工方法成型不高于70°C溫度接觸的塑膠件，所述注塑成型加工 方法如下：
[0029] 將所述聚乳酸抗菌母粒和聚乳酸基材按比例混合，將混合好的材料加入裝有成型 模具的注塑機(jī)中注塑成型，注塑機(jī)溫度控制在180-212Γ，注塑成型模具采用冷流道設(shè)計， 設(shè)有排氣系統(tǒng)，且模具內(nèi)腔設(shè)置冷卻管道，混合料熔體進(jìn)入注塑模具后，所述注塑模具中無 加熱系統(tǒng)，避免對混合料熔體再次高溫加熱，減少高溫加熱時間，防止聚乳酸發(fā)生熱降解。
[0030] 作為優(yōu)選，所述聚乳酸抗菌母粒和聚乳酸基材按重量計的比例為：（3:7)~ (1:9)〇
[0031] 作為優(yōu)選，所述排氣系統(tǒng)由多個排氣口組成，所述排氣口設(shè)置在模具型腔邊緣，所 述排氣口之間相隔1~2_，分布密集，所述排氣口能夠及時排除模具內(nèi)的氣體，減小模具 壓力，不僅促進(jìn)了混合料熔體流動，還可以減少因模具排氣不暢造成的產(chǎn)品起泡、變形現(xiàn) 象。
[0032] 作為優(yōu)選，所述冷卻管道以S型或Z型排列在模具內(nèi)腔里，增大換熱面積。
[0033] 作為優(yōu)選，所述冷卻管道內(nèi)通有5-KTC的循環(huán)水，保持模具溫度在15°C，能夠及 時冷卻產(chǎn)品，防止產(chǎn)品發(fā)生熱降解等現(xiàn)象。
[0034] 作為優(yōu)選，所述塑膠件為塑料菜板。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明提供的聚乳酸抗菌母粒采用載鋅 抗菌劑代替載銀抗菌劑，克服了銀離子抗菌材料會對人體造成傷害的缺點，本發(fā)明提供的 聚乳酸抗菌母粒的制備方法，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出成型后，通過冷卻水冷卻和風(fēng)干干燥，避 免了烘干時再次升溫導(dǎo)致材料降解，在注塑成型塑料菜板的過程中，通過模具內(nèi)冷流道、排 氣孔及獨(dú)特的冷卻管道設(shè)計有效的控制了成型過程的溫度，最大限度的防止聚乳酸在成型 中發(fā)生熱降解，拓展了聚乳酸的成型方式和應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明， 而不用于限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0037] 實施例中所用的組分原料均為市購，各操作方法均為本領(lǐng)域技術(shù)人員從現(xiàn)有技術(shù) 中能夠得到的操作方法。
[0038] -種聚乳酸抗菌母粒，由載鋅硅酸鹽抗菌劑、分散劑和聚乳酸基材組成，各組分含 量如表1中實施例1-4所述。
[0039] 表 1
[0040]
[0041] 所述聚乳酸抗菌母粒采用載鋅硅鹽酸抗菌劑代替目前廣泛使用的銀離子抗菌劑， 鋅離子不但有優(yōu)異的抗菌效果，且是人體必需的微量元素，能夠在人體內(nèi)正常代謝，不對人 體