一種無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于抗菌高分子材料領域，具體地，本發(fā)明涉及一種抗菌耐熱聚乳酸母料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著石油資源的日趨緊張和環(huán)境污染的日趨嚴重，可降解非石油基高分子材料越來越得到人們的重視。聚乳酸(PLA)是一種生物可降解材料，由淀粉或玉米等發(fā)酵后得到乳酸再經(jīng)過縮聚制得，具有良好的加工成型性能及優(yōu)良的力學性能，其作為可再生的環(huán)境友好材料，有望替代源來自石油資源的一系列高分子材料而廣泛應用于工程塑料與日常生活用品、包裝材料、醫(yī)用材料等相關領域。
[0003]聚乳酸是一種熱塑性聚合物，可以在傳統(tǒng)的塑料機械中進行擠出、注塑、吹塑、熱成型以及熔融紡絲等成型加工方式生產(chǎn)薄膜、片材、瓶子等熱成型品和注塑產(chǎn)品。但是，由于其具有相對較高的玻璃化轉化溫度，較高的結晶度及較長的結晶時間，其在低溫或常溫下脆性大，高溫下熱穩(wěn)定性不強，存在熱變形溫度低、容易水解、熱加工窗口窄等缺陷，而且，聚乳酸產(chǎn)品由于容易吸濕受潮，儲存運輸過程極易霉變。當前，在國內(nèi)外的食品加工行業(yè)中絕大部分食品都是通過包裝的形式流通市場的。隨著人們對食品安全性、感官性質(zhì)和食品品質(zhì)的不斷提高，一些與人體密切接觸的聚乳酸產(chǎn)品被提出了抗菌的要求，例如:醫(yī)療器件、餐具、藥盒、公交卡套、牙簽盒等。
[0004]因而，對聚乳酸進行改性，制備出綜合性能優(yōu)異的聚乳酸材料將將為突破該材料大規(guī)模推廣應用瓶頸發(fā)揮巨大作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料，所述無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料抗菌效果顯著、耐熱性好、綜合性能優(yōu)異。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供所述無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料的制備方法。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供所述無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料的應用。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現(xiàn):
本發(fā)明公開了一種無機納米復合抗菌分散液，通過如下實驗步驟制備:
51.將20?40份增韌增塑劑與3?5份分散劑加熱到70?100°C，混合均勻；
52.加入30?50份無機復合抗菌材料混合均勾，用研磨機研磨I?4h，制備粒徑為20?10nm的納米材料；
53.加入3?5份表面處理劑，研磨20?60min，得到無機納米復合抗菌分散液。
[0009]本發(fā)明用增韌增塑劑、分散劑、表明處理劑對無機復合抗菌材料進行加工處理，制備出了納米級的無機復合抗菌分散液。經(jīng)研磨和助劑處理得到的抗菌分散液中的納米無機顆粒不易團聚，具有顯著的抗菌效果。
[0010]優(yōu)選地，所述無機復合抗菌材料為氧化鋅、氧化銅、二氧化娃、二氧化鈦、碳酸I丐、三氧化二鋁、碳酸鈣晶須、四針狀氧化鋅晶須的兩種或兩種以上混合物。
[00?1 ]優(yōu)選地，所述步驟S2.為:加入30?50份原始粒徑為5μηι?20μηι的無機復合抗菌材料混合均勾，用恒溫型納米研磨機研磨I?4小時，制備粒徑為20?10nm的納米材料。
[0012]優(yōu)選地，所述增韌增塑劑為鄰苯二甲酸酯類增塑劑、脂肪酸酯類增塑劑、磷酸酯類增塑劑、環(huán)氧酯類增塑劑、聚酯類增塑劑、偏苯三酸酯類增塑劑、含氦增塑劑、烷基磺酸酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑的一種或多種。
[0013]優(yōu)選地，所述分散劑為脂肪酸類分散劑、脂肪族酰胺類分散劑、酯類分散劑、石蠟類分散劑、金屬皂類分散劑、低分子蠟類分散劑、聚磷酸鹽分散劑、硅酸鹽分散劑、聚馬來酸類分散劑、聚丙烯酸酯類分散劑的一種或多種。
[0014]優(yōu)選地，表面處理劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種。
[0015]—種抗菌耐熱聚乳酸母料，包括以下按重量份計算的組分:
聚乳酸50?80份；
擴鏈劑1?15份；
耐熱成核劑10?20份；
上述無機納米復合抗菌分散液56?100份；
抗氧劑5?10份；
熱穩(wěn)定劑10?15份；
潤滑增塑劑15?35份。
[0016]優(yōu)選地，所述聚乳酸為PLA 4032D、PLA 2003D、PLA 2500HP中的一種或多種。
[0017]優(yōu)選地，所述擴鏈劑為ADR-4370s、ADR_4368C/CS、ADR-4380-3、聚合型環(huán)氧官能化擴鏈劑TMP-6000、B1Adimide 500XT中的一種或多種。
[0018]優(yōu)選地，所述耐熱成核劑為滑石粉、LAK-301、TMC-328、TMC-300、TMC-306、Thermal300^Sanulater HK3045或CHC-300中的一種或多種。
[0019]優(yōu)選地，所述抗氧劑為季戊四醇酯和/或亞磷酸酯。
[0020]優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑為硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣中的一種多種。
[0021]優(yōu)選地，所述潤滑增塑劑為白油、環(huán)烷油、甘油、山梨醇、乙二醇或丙二醇中的一種或多種。
[0022]所述抗菌耐熱聚乳酸母料的制備方法，包括如下步驟:
54.將聚乳酸、擴鏈劑、耐熱成核劑、無機納米復合抗菌分散液、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑增塑劑混合，加入混料機混合攪拌均勻；
55.送入雙螺桿造粒機中造粒，得到抗菌耐熱聚乳酸母料。
[0023]本發(fā)明還公開了所述抗菌耐熱聚乳酸母料在制備抗菌耐熱食品包裝制品中的應用。在制造抗菌制品中，添加制品總重量的3%?5%的無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料，然后經(jīng)過常規(guī)生產(chǎn)工藝即可制得耐熱抗菌聚乳酸材料制品。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明通過對聚乳酸進行改性，加入耐熱成核劑，使聚乳酸的熱變形溫度由50?70°C提高到90?120°C，拓寬了聚乳酸產(chǎn)品的使用領域;加入了納米抗菌劑具有防霉抗菌作用，保證了聚乳酸制品的使用衛(wèi)生和食品安全性，并克服了聚乳酸產(chǎn)品在儲存及運輸過程容易霉變的缺點，提高了產(chǎn)品使用周期；加入擴鏈劑對聚乳酸進行改性，使所得無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸材料加工性能大為改善;本發(fā)明在無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸材料所添加的納米復合抗菌分散液的抗菌成分為納米無機抗菌劑，不含銀離子，不會在人體沉積，安全無毒害，且抗菌效果好;所述的無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸材料經(jīng)處理后變?yōu)榧{米級，在具有較大比表面積的同時不團聚，易分散，從而能夠發(fā)揮高效的抗菌效果;所制備的無機復合納米抗菌耐熱聚乳酸母料，可直接加入到制品的原料中加工制備產(chǎn)品，工藝簡便。
【具體實施方式】
[0025]以下實施例所使用的原料如下:
PLA 4032D、PLA 2003D及PLA 2500HP為美國NatureWorks公司的聚乳酸系列產(chǎn)品。
[0026]ADR-4370s、ADR-4368C/CS為德國巴斯夫公司的擴鏈劑產(chǎn)品；所述B1Adimide500XT為德國萊茵化學公司的擴鏈劑產(chǎn)品。
[0027]LAK-301為日本Takemoto Oil & Fat公司的新型芳香族/磺酸鹽成核劑;所述TMC-328、TMC-306為山西省化工研究院開發(fā)的聚乳酸專用成核劑。
[0028]其他均為普通市售產(chǎn)品。
[0029]實施例1
51.將40份鄰苯二甲酸酯類增塑劑與5份聚丙烯酸酯類分散劑加熱到90°C，混合均勻；
52.加入50份原始粒徑為5μηι?2