一种抑菌驱虫防辐射的高分子材料及其应用
【技术领域】
本发明涉及一种抑菌驱虫防辐射的高分子材料及其应用，属于高分子材料技术领域。
【背景技术】
目前用于化妆品、药品、食品的高分子包装材料，一般都要求在货架期内无有害物质释放，同时具有良好的阻隔性。但大多数此类包装材料不具备抑菌、驱虫和防辐射的性能，
目前的建筑涂料主要要求具有耐污染性、耐久性、耐洗刷性、耐老化性、耐碱性等常规特性，大多不具备抑菌、驱虫和防辐射的性能。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种含有中药植物纤维，具有抑菌、驱虫和防辐射性能的高分子材料。
本发明的另一目的是提供所述高分子材料的应用。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种抑菌驱虫防辐射的高分子材料，其特征在于含有20～60wt％的中药植物纤维。
本发明中，中药植物纤维复配的基材为聚烯烃材料类等，根据要求可制成浓缩浆料和浓缩母粒两种形态，浆料可应用于涂料中，母粒可应用于PP、PE、AS、PET、PCTA和PETG等中的一种。
本发明中，中药植物纤维为80～800目的颗粒，优选80～400目的颗粒。
本发明中的中药植物纤维优选为中药植物的表皮和/或中药植物残渣，更优选为芦荟植物纤维、金银花植物纤维、牡丹植物纤维、穿心莲植物纤维中的一种或几种。
本发明抑菌虫防辐射的高分子材料制备浓缩母粒时，先将高分子材料混合均匀后，加入中药植物纤维及辅助添加剂混合均匀后，于双螺杆挤出机挤出造粒即可。具体的制备方法包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组份原料；
(2)将高熔指聚烯烃、ACR、聚乙烯蜡等加工助剂先加入到高速捏合机中，高速捏合12-15min,然后将中药植物纤维、纳米氧化银、硬脂酸、抗氧剂等余下组份加入到混料中，继续高速捏合搅拌20-35min,出料；
(3)将捏合好的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒即可。
其中双螺杆挤出机的挤出各区温度：一区温度(130～145)℃，二区温度(145～155)℃，三区温度(155～165)℃，四区温度(165～175)℃，五区温度(175～185)℃，六七区温度(185～195)℃，主机转速为200～300r/min，出料、挤出后冷却、干燥，切粒，包装即可。
本发明抑菌虫防辐射的高分子材料制备浓缩浆料时，将原料各组分混合均匀，搅拌充分后研磨至中药植物纤维粒径和流平性达到要求后，过滤包装即可。具体的制备方法包括以下步骤：
(1)按配方比例称取各组份原料；
(2)预混：将丙烯酸乳液，分散剂、消泡剂、等其它助剂按比例加入预混锅中，缓慢加入中药植物纤维，保持中速搅拌20-60分钟，使物料混合均匀；
(3)研磨：在三辊研磨机上进行研磨，利用高速剪切，使中药植物纤维降凝聚，颗粒细化，当中药植物纤维粒径和流平性达到要求后，过滤，包装即可。
分散剂和其它助剂润湿中药植物纤维表面，阻止新细化的颗粒重新凝聚。
制好的浆料可与同基质的涂料按一定比例混和后使用，除满足正常涂刷需求外，更赋于涂料特别的抑菌驱虫的功效。
本发明一种抑菌驱虫防辐射的高分子材料的应用，可以应用于生产化妆品包装材料，食品包装材料、餐具，医用防护材料、涂料等。根据不同的产品使用不同的添加比例和成型条件。优选添加量为总重量的10％～80％。
本发明相对于现有技术而言，有益效果如下：
本发明将含有中药植物纤维的母粒，按一定比例添加进包装材料的基料中，通过特定的成型方法制成制品后，在保证原本基材制品性能的同时，为应用制品增加了抑菌、驱虫和防辐射的功能，使得包材更好的满足了使用要求。
正是由于现有包装材料在抑菌、驱虫和防辐射的功能上的缺失，内容物的防腐体系设计就会要求比较全面而复杂，须大量使用各种化学防腐剂，配方不能实现真正的天然无添加的理念，因此使用具有这些功能的包装材料使内容物的防腐体系有了向天然防腐改善的可能性。
本发明对中药植物的表皮和中药植物残渣进行了再生和再利用，减少了废弃物对环境的污染，减少了因堆肥对土地的占有，降低了应用制品的材料成本。
本发明在建筑涂料上的应用，是一种天然的可抑菌、驱虫和防辐射环保材料，可改善居民的居住环境。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍：
实施例1：
将含20wt％芦荟植物纤维的浓缩母粒按10wt％的比例添加至HDPE塑料中，采用注塑成型的方法，注塑成直径为10mm的圆形样片，观察样品成型性，芦荟植物纤维分散性，结果见表1。
实施例2：
将含20wt％金银花植物纤维浓缩母粒按10wt％的比例添加至HDPE塑料中，采用注塑成型的方法，注塑成直径为10mm的圆形样片，观察样品成型性，金银花植物纤维分散性，结果见表1。
实施例3：
将含20wt％牡丹植物纤维浓缩母粒按10wt％的比例添加至HDPE塑料中，采用注塑成型的方法，注塑成直径为10mm的样片，观察样品成型性，牡丹植物纤维的分散性，结果见表1。
实施例4：
将含20wt％穿心莲植物纤维浓缩母粒按10wt％的比例添加至HDPE塑料中，采用注塑成型的方法，注塑成直径为10mm的圆型样片，观察样品成型性，穿心莲植物纤维的分散性，结果见表1。
实施例5：
将含20wt％仙人掌植物纤维浓缩母粒按10wt％的比例添加至HDPE塑料中，采用注塑成型的方法，注塑成直径为10mm的圆型样片，观察样品成型性，穿心莲植物纤维的分散性，结果见表1。
将实施例1-5中各植物纤维的含量分别提高到40％作为实施例1-1至实施例5-1，将实施例1-5中各植物纤维的含量分别提高到60％作为实施例1-2至实施例5-2，同样方法注塑成圆型样片，观察样品成型性，植物纤维的分散性，同时平行做一个未添加任何植物纤维的空白样作参考，结果见表1。
表1：测试结果及数据
由上表可见本发明能用制品的正常工艺进行成型，添加比例在10％以下时，不影响制品性能和加工性。
本发明高分子材料母粒应用到化妆品包材、食品包装材料或餐具、医药防护制品、建筑材料(例如地板)、涂料中时，添加量可以根据应用材料的要求不同，在10-80wt％范围内变化。当然，在不影响材料本身性能的前提下，添加本发明高分子材料越多，抑菌驱虫防辐射性能越好。
根据表一中物理性能良好的材料比例展开以下实验。
一、蚜虫驱散效果对比实验
将实施例1和2的样片与同样大小的空白HDPE样片，分别取3个放置于倒扣的表面皿中，每个表面皿中放置10个蚜虫，并开始记录15分钟内蚜虫接触样片的情况。
记录结果：空白HDPE样片的实验组中，蚜虫自由活动，随意接触样片；实施例1和2样片的实验组中，蚜虫自由活动，但会躲避样片。
结论：以HDPE为基料添加10％芦荟皮渣或10％金银花渣的高分子材料具有蚜虫驱散效果。
二、黑蚂蚁驱散效果对比实验
将实施例1和2的样片与同样大小的空白HDPE样片，分别取3个放置于倒扣的表面皿中，每个表面皿中放置10个黑蚂蚁，并开始记录15分钟内黑蚂蚁接触样片的情况。
记录结果：空白HDPE样片的实验组中，黑蚂蚁自由活动，随意接触样片；实施例1和2样片的实验组中，黑蚂蚁自由活动，但会躲避样片。
结论：以HDPE为基料添加10％芦荟皮渣或10％金银花渣的高分子材料具有黑蚂蚁祛散效果。
三、霉菌对比实验
a.按照市售虎红培养基说明书经配制，灭菌后制成直径90mm的平板，并在生活环境中摆放，接收制成沉降菌平板。同时保留一组制成平板后不接收沉降菌的实验组，作为培养基空白试验；另外留一组接收沉降菌的实验组，但不做b-c的实验的空白平板作为沉降菌接收空白试验。
b.取100％HDPE样片与实施例1，2，4，5的样片，每组各3个。
c.用无菌夹子将b中的圆片置于a中的平板中央，盖好上皿后，置于25摄氏度培养箱中培养3-5天，观察数据如表2所示。
表2：样片对霉菌的抑菌圈直径(mm)
结论：以HDPE为基料添加芦荟皮渣，或金银花渣,或穿心莲，或仙人掌渣的高分子材料具有对生活中常见的霉菌有抑菌效果。
四、金黄色葡萄球菌对比实验
a.按照市售LB液体培养基和LB半固体培养基、琼脂培养基说明书经配制培养基，经灭菌后备用。
b.将金黄色葡萄球菌接种在LB液体培养基中，在37摄氏度摇床培养一天备用。
c.取100％HDPE样片与实施例1，2，4，5的样片，每组各3个。
d.将琼脂培养基熔化制成直径90mm的平板。
e.吸取0.1ml金黄色葡萄球菌液于LB半固体培养基中混匀，立即倾注于琼脂培养基上摇匀，使上层培养基均匀铺平于平板。同时留一不加菌液的对照组。
f.用无菌夹子将c中的样片分别置于不同的e制备的平皿中央，同时留一对照平板。盖好上皿后，置于37摄氏度培养箱中培养1天，观察数据如表3所示。
表3：样片对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径(mm)
结论：以HDPE为基料添加芦荟皮渣，或金银花渣,或穿心莲，或仙人掌渣的高分子材料对金黄色葡萄球菌具轻微的抑菌效果。
五、耐辐射对比实验
a.取100％HDPE样片，实施例1，3，5样片，每组各3个。
b.选肤色基本一致的自愿者4人。
c.将实验材料a分别用生理盐水浸湿后固定在自愿者左手臂上。同时留右手臂不放置实验材料。
d.4个自愿者的手臂同时在阳光下照射4小时。
量取手臂上斑点的直径及颜色等变化，记录如表4所示。
表4：
24小时后，量取手臂上斑点的直径及颜色等变化，记录如表5所示。
表5：
48小时后，量取手臂上斑点的直径及颜色等变化，记录如表6所示。
表6：
结论：以HDPE为基料添加芦荟皮渣，或牡丹皮渣，或仙人掌渣的高分子材料具有防日照防辐射的效果，可用于防晒材料中。
