專利名稱：聚乙烯塑料桌椅用抗菌防老化色母粒及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料著色技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒及制備方法。
背景技術(shù)：
聚乙烯具有原料來源豐富，價格便宜，無毒、易于成型加工，具有較高的剛性和韌性，機械強度好。不吸濕并具有好的防水蒸汽性能，還具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被廣泛用于包裝材料、日常用品、辦公用品、醫(yī)療用品、燃氣輸送、給水、排污、農(nóng)業(yè)灌溉以及油田、化工、礦山和郵電通訊等領(lǐng)域。聚乙烯是通用塑料使用量最大的品種，在日常用品行業(yè)，聚乙烯制成塑料桌椅在海灘這類高濕度、高鹽雰的環(huán)境下使用，比其它材料的桌椅在化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性和使用壽命等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
聚乙烯也和其它聚合物一樣，在光、熱和氧的作用下發(fā)生熱氧老化和光氧老化，聚乙烯老化的外觀特征是變色、變脆和表面龜裂。高密度聚乙烯HDPE韌性好，起始的相對伸長率高達500-600%，分子量為6. 1萬的純HDPE樹脂在亞熱帶地區(qū)暴曬8天就失去了相對伸長率，經(jīng)陽光型老化箱試驗120小時后分子量降低到初始值的一半。由此可見，對聚乙烯塑料桌椅，尤其是對在海灘上使用的聚乙烯塑料桌椅要求具有很高的抗老化要求。
隨著人民生活水平的提高，人們?nèi)找孀非笊瞽h(huán)境的舒適化，并日益重視衛(wèi)生管理，對衛(wèi)生用品、日用陶瓷品、水處理裝置、食品包裝、服裝等耐用消費品的抗菌性有了較高的要求。塑料制品的抗菌性對創(chuàng)造潔凈、健康環(huán)境具有重要作用，抗菌塑料的開發(fā)和應(yīng)用為保護人類健康樹起了一道綠色屏障，對于改善人類生存環(huán)境，減少疾病發(fā)生率，保護全民健康，具有十分重要的意義。對用于聚乙烯塑料桌椅這類直接接觸人體的產(chǎn)品則有更高的抗菌性要求
目前，聚乙烯塑料的生產(chǎn)方法是在需要著色時使用單一色母粒著色，需要抗老化性能時添加單一的熱穩(wěn)定劑母粒、單一的光穩(wěn)定劑母粒、單一的抗氧劑母粒來使體系穩(wěn)定化，需要抗菌性能時添加單一抗菌母粒賦予抗菌性能。添加單一母粒的方法使得在對聚乙烯綜合性能具有較高要求時需要使用大量的載體樹脂，并且由此帶來加工過程中抗氧劑消耗量高，下游成型加工的組分多，工藝復(fù)雜等缺點。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，由載銀抗菌劑、防老化劑、著色劑、分散潤滑劑和載體樹脂組成，各組分的重量百分比為載銀抗菌劑16 32% ；防老化劑6 10% ；著色劑20 30% ；分散潤滑劑6 12% ；載體樹脂 25 35%。
載銀抗菌劑有最強的抑菌性能，且對人體的危害小，賦予聚乙烯體系抗菌性能。
所述著色劑由納米CaC03和色粉組成，其重量百分比為納米CaC03 :80 90%， 色粉10 20%，其功能是給聚乙烯著色。色粉為酞菁藍體系或者是酞菁綠體系，更換色粉體系可得到一系列不同顏色的色母粒。納米CaC03作為體質(zhì)顏料和填料使用，可降低體系的收縮率，增強增韌。
所述分散潤滑劑為聚乙烯蠟，或者是聚乙烯蠟與雙乙撐硬脂酸酰胺混合物，其比例為聚乙烯蠟60 70%;雙乙撐硬脂酸酰胺30 40%。分散潤滑劑起分散作用，且具備內(nèi)外潤滑和脫膜作用。
所述載體樹脂為線性低密聚乙烯或低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂或者是上述幾種樹脂的組合。熔融指數(shù)3 40g/10min，即溫度230°C，壓力0. 304MPa,加入這種同類或類似載體樹脂的色母粒不會影響聚乙烯塑料制品的綜合性能。
所述防老劑由抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP和光穩(wěn)定劑UV-327，受阻胺光穩(wěn)定劑770組成，各組分的重量百分比為抗氧劑1010 15 35% ；抗氧劑1076 10 30% ；輔助抗氧劑DSTP 10 30% ；光穩(wěn)定劑UV-327 10 30% ；受阻胺光穩(wěn)定劑 770 10 30%。
老化過程主要是光氧老化和熱氧老化，是自由基反應(yīng)歷程。其老化機理如下所示
引發(fā) RH —Ι · + ·Η
ROOH ^ RO · + · OH
±曾長 R ·+O2 — ROO ·
轉(zhuǎn)移ROO · +RH — R · +ROOH
HO ·+RH — R ‘ +H2O
RO ·+RH — R ·+ROH
終止R · RO · ROO ·雙基終止成穩(wěn)定產(chǎn)物
光穩(wěn)定劑UV-327吸收紫外線，減少自由基的產(chǎn)生，抗氧劑1076、抗氧劑1010終止自由基鏈反應(yīng)，輔助抗氧劑DSTP分解氧化反應(yīng)產(chǎn)生的過氧化物。受阻胺光穩(wěn)定劑770化學(xué)名稱為雙0，2，6，6_四甲基哌啶基)葵二酸酯，其分子式如圖1所示。
受阻胺光穩(wěn)定劑770是一種多功能高效光穩(wěn)定劑，在光氧化條件下反應(yīng)生成羥胺 (I)及不飽和中間體，羥胺按鏈斷裂給予體作用機理與過氧化自由基反應(yīng)，再生成氮氧自由基(II)，其防老化反應(yīng)如圖2所示。
眾所周知，N, N雙取代的羥胺是很有效的抗氧劑。交變再生機理中可將羥胺中間體視作氮氧自由基的貯存庫，再生機理之所以格外有效還在于鏈斷裂給予體(CB-D)和鏈斷裂接受體(CB-A)抗氧機理共同參與、互相補充的結(jié)果，如同抗氧機理的氧化-還原反應(yīng)的可變性。光穩(wěn)定劑受阻胺770和抗氧劑輔助及抗氧劑之間具有良好的協(xié)同效益，能提高耐熱性，受阻胺770和紫外線吸收劑UV-327之間具有良好的協(xié)同效益，能進一步提高光穩(wěn)定性，有效地防止聚乙烯塑料的老化，其交變再生機理如圖3所示。
本發(fā)明提供了一種用于著聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒的制備方法，其制備方法如下
將抗菌劑、防老化劑、著色劑、分散潤滑劑和載體樹脂加入高速混合器混合20-30 分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經(jīng)冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點
本發(fā)明提供的一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒集抗菌、防老化、著色于一體，使著色聚乙烯塑料保持不變色、不脆裂、永久抗菌的特征，能充分滿足聚乙烯塑料作為桌椅家具產(chǎn)品的抗菌要求和作為戶外使用產(chǎn)品的抗氣候要求。同時還具備載體樹脂用量少、母粒成型抗氧劑消耗低、下游材料成型加工工藝加料簡單的特征，可廣泛適用聚乙烯塑料的著色。
以下結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。


附圖1為受阻胺光穩(wěn)定劑770的分子式；
附圖2為受阻胺光穩(wěn)定劑770的防老化反應(yīng)式；
附圖3為受阻胺光穩(wěn)定劑770的防老化交變再生機理。
具體實施方式
實施例一、制備IOOKg用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各組分的重量為載銀抗菌劑:30kg ；抗氧劑1010 :2kg ；抗氧劑1076 :1. 5kg ；輔助抗氧劑DSTP :1. 5kg ；光穩(wěn)定劑UV-327 1. 5kg ；光穩(wěn)定劑受阻胺770 :1. 5kg ；酞菁藍色粉體系3. Okg ；納米CaC03 20kg ；雙乙撐硬脂酸酰胺3kg ；聚乙烯蠟6kg ；線性低密聚乙烯30kg。
其制備方法如下
將載銀抗菌劑、抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP、光穩(wěn)定劑UV-327、光穩(wěn)定劑受阻胺770、酞菁藍色粉體系、納米CaC03、雙乙撐硬脂酸酰胺、聚乙烯蠟和線性低密度聚乙烯樹脂加入高速混合器混合20-30分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經(jīng)冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。
高密度聚乙烯塑料樣板的成型及測試
將聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒和基體高密度聚乙烯樹脂母粒按1 9混合擠出成板，按QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性試驗方法》，測得抗菌率為99. 8%,24h培養(yǎng)的試樣上菌落數(shù)1. 5 X IO3 (參比樣為8. 7 X IO5)。按GB/T1642. 2-1999進行加速老化試驗，氙燈老化500h，變色評級按IS0105-A02《評定變色用灰色樣卡》進行，變色灰標(biāo)評級為色牢度3-4級。延伸率按GB/T1040-92進行測試，延伸率保持率為75. 8%。
實施例二、制備IOOKg用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各組分的重量為載銀抗菌劑:25kg ；抗氧劑1010 :2kg ；抗氧劑1076 :1. 5kg ；輔助抗氧劑DSTP :1. 5kg ；光穩(wěn)定劑UV-327 1. 5kg ；光穩(wěn)定劑受阻胺770 :1. 5kg ；酞菁綠色粉體系3. Okg ；納米CaC03 25kg ；雙乙撐硬脂酸酰胺3kg ；聚乙烯蠟6kg ；線性低密聚乙烯30kg。
其制備方法如下
將納米載銀抗菌劑、抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP、光穩(wěn)定劑 UV-327、光穩(wěn)定劑受阻胺770、酞菁綠色粉體系、納米CaC03、雙乙撐硬脂酸酰胺、聚乙烯蠟和線性低密度聚乙烯樹脂加入高速混合器混合20-30分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經(jīng)冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。
線性低密聚乙烯塑料樣板的成型及測試
將聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒和基體線性低密聚乙烯樹脂母粒按1 9 混合擠出成板，按QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性試驗方法》，測得抗菌率為99.2%，24h 培養(yǎng)的試樣上菌落數(shù)6. 8 X IO3 (參比樣為8. 7 X IO5)。按GB/T1642. 2-1999進行加速老化試驗，氙燈老化500h，變色評級按IS0105-A02《評定變色用灰色樣卡》進行，變色灰標(biāo)評級為色牢度3-4級。延伸率按GB/T1040-92進行測試，延伸率保持率為78. 2%。
權(quán)利要求
1.一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，其特征是由載銀抗菌劑、防老化劑、著色劑、分散潤滑劑和載體樹脂組成，各組分的重量百分比為載銀抗菌劑16 32% ； 防老化劑6 10% ；著色劑20 30% ；分散潤滑劑6 12% ；載體樹脂25 35% ；所述著色劑由納米CaC03和色粉組成，重量百分比為納米CaC03 :80 90%，色粉 10 20%.，色粉為酞菁藍體系，或者是酞菁綠體系，更換色粉體系可得到一系列不同顏色的色母粒；所述分散潤滑劑為聚乙烯蠟，或者是聚乙烯蠟與雙乙撐硬脂酸酰胺混合物，其比例為 聚乙烯蠟60 70% ；雙乙撐硬脂酸酰胺30 40% ；所述載體樹脂為線性低密聚乙烯或低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂或者是上述幾種樹脂的組合，熔融指數(shù)3 40g/10min，即溫度230°C，壓力0. 304 MPa0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，其特征是 所述防老劑由抗氧劑1010、抗氧劑1076、輔助抗氧劑DSTP和光穩(wěn)定劑UV-327，受阻胺光穩(wěn)定劑770組成，各組分的重量百分比為抗氧劑1010 15 35% ；抗氧劑1076 10 30% ； 輔助抗氧劑DSTP 10 30% ；光穩(wěn)定劑UV-327 10 30% ；受阻胺光穩(wěn)定劑770 10 30%。
3.一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒的制備方法，其特征是將抗菌劑、 防老化劑、著色劑、分散潤滑劑和載體樹脂加入高速混合器混合20-30分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經(jīng)冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。
全文摘要
一種用于聚乙烯塑料桌椅的抗菌防老化色母粒，各組分的重量百分比為抗菌劑16～32%；防老化劑6～10%；著色劑20～30%；分散潤滑劑6～12%；載體樹脂25～35%。防老劑各組分具有良好協(xié)同效應(yīng)，有效地防止聚乙烯塑料的老化，使高聚乙烯塑料保持不變色、不脆裂、永久抗菌的特征。滿足了聚乙烯塑料作為桌椅家具產(chǎn)品的抗菌要求和作為戶外使用產(chǎn)品的抗老化要求。其制備方法是將抗菌劑、防老化劑、著色劑、分散潤滑劑和載體樹脂加入高速混合器混合20-30分鐘，然后將混合料加入雙螺桿擠出機擠出，經(jīng)冷卻烘干切粒包裝成所需母粒。本發(fā)明具備載體樹脂用量少，母粒成型抗氧劑消耗低，下游材料成型加工工藝簡單的特征，可廣泛適用聚乙烯塑料的著色。
文檔編號C08K3/08GK102516636SQ201110430228
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者劉芝芳, 単徳才, 吳紅枚, 范衛(wèi)國, 陳仲清, 陳國慶 申請人:中山市鐵鷹塑膠有限公司, 南華大學(xué)