含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法，具體涉及，將具有導(dǎo)電 性的硫化銅微粒分散于塑料樹(shù)脂內(nèi)部，適用抗菌性及導(dǎo)電性得到改善的銅化合物微粒，含 有上述銅化合物成分的塑料制品及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，家庭、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，辦公室等，對(duì)導(dǎo)電性塑料制品的使用量逐漸增加，以電子產(chǎn) 品為中心的需求也逐步擴(kuò)大。導(dǎo)電性塑料制品可作為觸控面板、電子反光板用、電磁波屏蔽 用、抗靜電用、太陽(yáng)能電池、散熱用、汽車(chē)窗罩用、織物等，其應(yīng)用范圍廣泛。隨著人們對(duì)電磁 波對(duì)人體的危害度的關(guān)注，電磁屏蔽制品在作為電子設(shè)備以及電子部件的原料備受矚目。 進(jìn)而，上述制品也可作為汽車(chē)室內(nèi)用內(nèi)部薄膜及建筑內(nèi)置材料的原料而使用。
[0003] 例如，在醫(yī)院，很多產(chǎn)生電磁波的高價(jià)診療設(shè)備的使用在逐漸增加。由此，需要開(kāi) 發(fā)具有如電磁波屏蔽及防靜電等優(yōu)秀導(dǎo)電特性的類(lèi)似纖維或容器之類(lèi)的塑料制品。另一方 面，眾所周知，醫(yī)院的室內(nèi)空氣污染是引起醫(yī)院感染的主要原因。對(duì)于在醫(yī)院內(nèi)住院的新生 兒，老年人患者，免疫力弱的患者或?qū)Σ≡w抵抗力弱的一般住院患者的影響非常大。醫(yī)院 內(nèi)感染的10%~20%為空氣感染，剩下醫(yī)院內(nèi)感染屬于依靠使用過(guò)的物品及容器等制品 的間接感染。
[0004] 有可能引起感染的制品有患者的寢具、患者服、醫(yī)院工作者的工作服、塑料容器 等。調(diào)查顯示，這種醫(yī)院內(nèi)感染的發(fā)生頻率為醫(yī)院住院患者的2. 8%~15%左右。隨著醫(yī) 院內(nèi)感染引起的社會(huì)問(wèn)題的提出，應(yīng)制止由紡織物和如試管、茶盤(pán)、碗、附屬品等一次性塑 料容器引起的感染事例。因此，需要開(kāi)發(fā)抗菌性?xún)?yōu)秀的塑料材料。換句話說(shuō)，在醫(yī)院使用的 塑料制品，應(yīng)該滿足，為屏蔽電磁波的導(dǎo)電性及為防止醫(yī)院感染的抗菌性等兩種性質(zhì)。
[0005] 為了改善塑料制品的導(dǎo)電性，韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2012-7022202號(hào)中，適用堿土金屬 (IUPUA新規(guī)定中第2族元素）的二價(jià)陽(yáng)離子和磷酸酯鹽改善防靜電性。并且，韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 第2011-7014670號(hào)、韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2010-0101700號(hào)、韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2009-0098692號(hào) 中，使用含有氟基及磺酰基的有機(jī)鹽，賦予塑料材料導(dǎo)電性。韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2009-7006733 號(hào)中，添加以聚氧化乙稀（PEO，polyethylene oxide)鏈為導(dǎo)電性基本結(jié)構(gòu)的高分子化合物 來(lái)提高塑料材料的導(dǎo)電性。但是，如同現(xiàn)有文獻(xiàn)所述，使用具有磷酸酯鹽、氟基及磺酰基的 有機(jī)鹽雖然易適用于塑料并且容易改善其導(dǎo)電性，但在使用熱水的情況下，存在會(huì)使塑料 容器的導(dǎo)電性急劇降低的缺點(diǎn)。并且，使用含有聚氧化乙烯鏈的導(dǎo)電性高分子，進(jìn)行混煉制 造塑料容器的情況下，不同位置的不均勻的結(jié)晶度及結(jié)晶大小，會(huì)發(fā)生容器變形。
[0006] 查找塑料制品的抗菌性的相關(guān)文獻(xiàn)可知，韓國(guó)專(zhuān)利登錄第10-0559405中，將重 量份數(shù)為10~20,粒子大小為1~3μπι的硫磺粉末和樹(shù)脂進(jìn)行混煉，韓國(guó)專(zhuān)利登錄第 10-0766418號(hào)中，將1~600nm的銀納米粉末、二氧化鈦及樹(shù)脂進(jìn)行混煉，制造具有優(yōu)秀抗 菌性的塑料制品。韓國(guó)專(zhuān)利登錄第10-0987728號(hào)中，利用濺射或離子電鍍法來(lái)將銀蒸鍍于 樹(shù)脂表面后，混合被蒸鍍的銀來(lái)制造了抗菌絲。韓國(guó)專(zhuān)利登錄第10-1180117號(hào)中，使用硫 化鋅納米微粒和有機(jī)抗菌劑進(jìn)行染色，以此制造抗菌絲。
[0007] 盡管在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，銀和硫磺成分的制品擁有優(yōu)秀的抗菌性，但是在實(shí)用化方面 存在很多限制。如銀的情況下，盡管擁有較高的抗菌性和便利性，但是供應(yīng)價(jià)格太高。如硫 磺的情況下，對(duì)于環(huán)境的危害性以及加工的困難性是尚未解決的問(wèn)題。對(duì)于賦予抗菌性的 方法中，蒸鍍或涂敷存在經(jīng)濟(jì)性和效率低的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問(wèn)題
[0009] 本發(fā)明解決的問(wèn)題是，提供一種含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法，上 述塑料制品及其制備方法，具有價(jià)格低廉、易于加工、具有經(jīng)濟(jì)性及較高的生產(chǎn)效率等特 點(diǎn)。
[0010] 解決問(wèn)題的手段
[0011] 用于本發(fā)明解決的問(wèn)題的一種含有銅化合物成分的塑料制品，由分散有銅化合物 微粒的熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成，上述銅化合物微粒的化學(xué)式為Cu xMy(M為元素周期表中氮族元素， 氧族元素，鹵素（IUPUA新規(guī)定中，第15族、第16族、第17族）中的任意一種元素，x/y = 0· 8~L 2)，平均粒徑為20~500nm。
[0012] 本發(fā)明的塑料制品中，上述M可以是選自S，F(xiàn)，Cl中的任意一種，優(yōu)選為上述M為 S，上述銅化合物微粒可以是硫化銅微粒。上述微粒對(duì)于整體重量，其重量百分比優(yōu)選為 5%~50%之間。
[0013] 本發(fā)明優(yōu)選的塑料制品中，上述熱塑性樹(shù)脂中包含：相對(duì)于上述塑料制品整體重 量百分比為0. 1 %~40%，硫的摩爾比為10%~60%，平均粒徑為20~IOOnm的上述硫化 銅微粒及相對(duì)于塑料制品整體重量百分比為0. 1 %~2 %，平均粒徑為10~30nm的金屬微 粒，上述金屬微粒，是選自鉻、錳、鐵、鈷、鎳或鋅中的一種或者幾種。
[0014] 在本發(fā)明實(shí)施例的塑料制品中，上述熱塑性樹(shù)脂可以為選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 醋（polyethylene terephthalate)、聚乳酸（polylactic acid)、聚乙?。╬olyethylene)、 聚丙?。╬olypropylene)、聚碳酸醋（polycarbo nate)、聚酰胺（polyamid)、聚甲基丙稀酸 甲醋（polymethyl methacrylat e)、聚氯乙稀（polyvinyl chloride)中的一種。并且，隨 著上述塑料制品的大小增加，上述熱塑性樹(shù)脂依次適用烯烴類(lèi)樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯、聚碳酸酯。進(jìn)而，上述金屬微粒的平均粒徑可小于上述硫化銅微粒的平均粒徑。
[0015] 用于本發(fā)明解決的問(wèn)題的一種含有銅化合物成分的塑料制品的制備方法是，首 先，在50~80°C的溫度范圍內(nèi)的水溶液中，以1:1的摩爾比（物質(zhì)的量的比），由硫酸銅與 硫化鹽，反應(yīng)生成平均粒徑為20~500nm的硫化銅微粒。再將上述微粒分散于熱塑性樹(shù)脂 中。
[0016] 在本發(fā)明的制備方法中，上述硫化鹽可以是選自硫化鈉、硫化鐵、硫化鉀、硫化鋅 中的一種。此時(shí)，上述硫化鹽可以為硫化鈉。
[0017] 在本發(fā)明的制備方法中，上述硫化鹽可以為選自硫化鈉、硫化鐵、硫化鉀、硫化鋅 中的一種。此時(shí)，上述硫化鹽可以為硫化鈉，上述氟化鹽可為選自氟化鈉、氟化鐵、氟化鉀、 氟化鋅中的一種，上述氯化鹽可以為選自氯化鈉、氯化鐵、氯化鉀、氯化鋅中的一種。
[0018] 在本發(fā)明優(yōu)選的制備方法中，上述硫化銅微粒能夠以混合的方式分散在上述熱塑 性樹(shù)脂中。并且包括，合成硫的摩爾比為10%~60%，平均粒徑為20~IOOnm的上述硫 化銅微粒的步驟和相對(duì)于上述塑料制品整體重量，重量百分比為0. 1 %~2 %，平均粒徑為 10~30nm的金屬微粒，該金屬微粒為選自鉻、錳、鐵、鈷、鎳或鋅中的一種或幾種，將上述金 屬微粒分散于熱塑性樹(shù)脂中，且使用上述熱塑性樹(shù)脂制作薄片，使用上述薄片制造塑料制 品的步驟。
[0019] 本發(fā)明的制造方法中，上述薄片以擠壓的方式成型，上述成型的薄片經(jīng)過(guò)第一 次冷卻、熱處理及第二次冷卻，制造成容器制品。此時(shí)，上述薄片成型所用的擠壓壓力為 〇· 05 ~ΚΔΡ/h) 〇
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 根據(jù)用于本發(fā)明解決的問(wèn)題的一種含有銅化合物成分的塑料制品及其制備方法， 將包括硫化銅的銅化合物微粒分散于熱塑性樹(shù)脂中，以制造塑料制品，從而可是價(jià)格相對(duì) 低廉，易于加工，具有經(jīng)濟(jì)性及提高生產(chǎn)效率。并且，添加元素周期表中第四周期過(guò)渡金屬 的鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅中的一種或幾種，從而可不抑制基于硫化銅的抗菌性及導(dǎo)電性，并降 低擠壓壓力，更易于制造成薄片形狀。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來(lái)制備的硫化銅微粒的照片。
[0023] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來(lái)制備的硫化銅的晶體結(jié)構(gòu)的X射線衍射（XRD)曲線 圖。
[0024] 圖3為以30000倍的倍率觀察根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來(lái)制備的硫化銅的顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 根據(jù)以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例。在下面說(shuō)明的實(shí)施例能夠以 多種不同形式變化，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于下述實(shí)施例中。本發(fā)明的實(shí)施例是為了使 擁有本發(fā)明所屬領(lǐng)域通用知識(shí)的人員更好的理解本發(fā)明而提供。
[0026] 本發(fā)明的實(shí)施例是將包括硫化銅的銅化合物分散于熱塑性樹(shù)脂中，并制造塑料制 品，提出價(jià)格相對(duì)低廉，易于加工，具有經(jīng)濟(jì)性及提高生產(chǎn)效率的一種含有銅化合物成分的 塑料制品及其制備方法。為此，詳細(xì)的了解將包括硫化銅的銅化合物分散于熱塑性樹(shù)脂中， 并制造塑料制品的方法，并觀察上述塑料制品的抗菌性及導(dǎo)電性。
[0027] 其中，塑料制品是指通過(guò)擠壓、注塑等方法對(duì)包含含有本發(fā)明的硫化銅的銅化合 物微粒的高分子樹(shù)脂進(jìn)行加工而得的制品。通過(guò)上述加工，可制備纖維或碗之類(lèi)的容器的 制品。由此，在以下實(shí)施例中，將塑料制品分為纖維制品和容器制品來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另一方 面，在制備抗菌性及導(dǎo)電性得到提高的塑料制品時(shí)，考慮到經(jīng)濟(jì)性及生產(chǎn)效率，將抗菌性和 導(dǎo)電性高的上述銅化合物微粒分散在內(nèi)部來(lái)與樹(shù)脂進(jìn)行混煉（compoundin g)的方法，而不 使用如蒸鍍或染色等的表面涂敷。
[0028] 纖維制品的制備
[0029] 可用于制備本發(fā)明的纖維制品的樹(shù)脂有聚丙烯、聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、 聚乳酸、聚酰胺等，但不局限于此。即，可適用選自能夠使用為纖維制品的原材料的熱塑性 樹(shù)脂組中的樹(shù)脂。尤其，聚乳酸（P LA)作為使從馬鈴薯、玉米等中得到的淀粉發(fā)酵來(lái)制備 的高分子樹(shù)脂，不僅機(jī)械特性?xún)?yōu)秀，而且生物降解性?xún)?yōu)秀，從而用于纖維、薄膜、注塑、醫(yī)療 的使用量逐步增加。聚乳酸存在比如作為石油類(lèi)樹(shù)脂的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（