抗菌塑料瓶及其制备方法和用途
阅读：1发布：2021-10-24
专利汇可以提供抗菌塑料瓶及其制备方法和用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供抗菌塑料瓶及其制备方法和用途，属于 包装 材料技术领域，包括，其制备方法为：将权抗菌塑料粒料提供至 注塑机 ，制成料胚；将高压气体充进所述料胚，发生吹胀 变形 ；将吹胀变形后的料胚冷却 固化 ，即得抗菌塑料瓶。其中抗菌塑料粒料，包含有共混的以下组分：HDPE、ε-聚赖 氨 酸、 抗菌剂 、 润滑剂 ；所述抗菌剂包含黄芩素包被的 银 纳米颗粒。本发明还提供了了用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机。本发明抗菌塑料瓶的制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，能保持储存物口感，可用于医药、 化妆品 、食品或保健品的包装。，下面是抗菌塑料瓶及其制备方法和用途专利的具体信息内容。
1.抗菌塑料粒料，其特征在于：包含有共混的以下组分：
HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
所述抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的抗菌塑料粒料，其特征在于：所述黄芩素包被的银纳米颗粒的粒径为10-50nm。
3.根据权利要求1所述的抗菌塑料粒料，其特征在于：所述黄芩素包被的银纳米颗粒的制备方法包括：
将黄芩素溶液加入纯水中，调节溶液的pH为碱性，在90-110℃下加入硝酸银溶液，持续搅拌后冷却到室温，合成的银纳米颗粒超滤，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。
4.根据权利要求1或2或3所述的抗菌塑料粒料，其特征在于：所述抗菌塑料粒料包含有共混的以下组分及其重量份：HDPE 80-95份、ε-聚赖氨酸2-5份、抗菌剂0.001-0.005份、润滑剂0.1-0.5份。
5.根据权利要求1或2或3所述的抗菌塑料粒料，其特征在于：所述抗菌塑料粒料的制备方法为：将HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂在高速混合机中混合，然后经双螺杆挤出机造粒，制备出抗菌塑料粒料。
6.抗菌塑料瓶的制备方法，其特征在于：包括：
将权利要求1-5任一项所述的抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
将高压气体充进所述料胚，发生吹胀变形；
将吹胀变形后的料胚冷却固化，即得抗菌塑料瓶。
7.用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，包括：
输料机构（3），用于输送并预处理HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
搅拌罐（1），罐顶设置用于接收HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂的进液管（106）和进料管（107），该搅拌罐（1）内轴心处设置可旋转的转管（7），转管（7）四周设搅拌体（105），搅拌体（105）为螺旋上升的金属丝/条，该搅拌体（105）的螺旋直径由下至上递减。
8.根据权利要求7所述的用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，其特征在于：所述输料机构（3）包括管状的传送管（304），该传送管（304）内设有同轴搅拌杆（303），传送管（304）上端设有进料斗（302），下端设有与进液管（106）或进料管（107）对应的出料口（305）。
9.根据权利要求7所述的用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，其特征在于：所述转管（7）上下内部中空且侧方设有条状通槽（701）。
10.抗菌塑料瓶的用途，其特征在于：在医药、化妆品、食品或保健品方面的用途。
抗菌塑料瓶及其制备方法和用途
技术领域
背景技术
[0002] 我国经济正经历着高速发展，与此同时人民的物质生活水平也呈现日益上升的趋势，在这一环境下，人民对于各类商品的需求也与日俱增，从而直接促进了市场对于商品包装的需求。包装行业的发展也是促进制造业发展的关键环节，产品包装为保护产品，方便储运，提高商品销量具有重要意义，同时，良好的包装也能促进提升消费者的满意程度。挤吹中空容器具用高密度聚乙烯(HDPE)分子量相对较高，以保证中空制品的强度要求；同时，为了易于成型、降低加工成本，要求材料具有良好的加工性能，以便在挤出吹塑过程中在满足强度的条件下，具有较好的流动性和韧性，使制品获得优异的性能，是一种用途广泛的高分子材料，它在工业、农业、国防、建筑、科学技术和医疗卫生等领域都有着广泛的应用。该树脂易于加工，制品冲击强度高，刚性好，挺括，表面光洁，符合卫生要求，耐环境应力开裂性优良。HDPE主要应用领域是薄膜、中空制品、注塑制品等。HDPE适用于生产牛奶瓶、果汁瓶、化妆品瓶、药瓶、洗涤剂及食品容器、工业瓶等各类大中小型中空容器。但是随着塑料瓶的广泛运用，方便了人们的生活，特别在食品领域，如塑料瓶、油瓶等均使用塑料瓶进行装载，但是，塑料瓶在开盖使用接触空气后，一部分的细菌就会趁虚而入，进入到塑料瓶内，使得塑料瓶内产生细菌，影响人们的生活。因此，需要寻找一种具有抗菌作用的塑料包装瓶。抗菌材料是一种具备抑制和杀死菌功能的新型材料，这些材料都是通过添加一种或几种相应的抗菌剂制得。抗菌材料的开发和应用为改善人类生活环境、减少疾病，具有十分重要的意义。
[0003] 专利CN 102757586 B提出了一种中空用抗菌改性高密度聚乙烯组合物及其制备方法。上述组合物，包含有共混的以下组分：高密度聚乙烯、丁苯粉末橡胶、复合抗菌剂、润滑剂；其中，以高密度聚乙烯为100重量份数计，丁苯粉末橡胶0.5～15重量份数，复合抗菌剂0.1～1.5重量份数，润滑剂0.1～1.0重量份数。本发明的抗菌改性高密度聚乙烯具有抗菌性，同时具有较高的韧性和低温抗冲击能力，流动性好，生产方法简单，易于加工，可挤出吹或注吹抗菌的高韧性的包装桶、罐等制品。
发明内容
[0004] 本发明的目的之一在于提供一种具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性的抗菌塑料粒料。
[0005] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：本发明公开一种抗菌塑料粒料，包含有共混的以下组分：
HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
其中，抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。该黄芩素包被的银纳米颗粒中的黄芩素和银纳米颗粒协同发挥抗菌作用，一方面可以和细菌发生直接作用，直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，很快地杀死细菌，对大肠杆菌耐药菌和金黄色葡萄球菌耐药菌均有比较强的抑制作用，最小抑菌浓度均为0.013nM，另一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面可以持续释放银离子，从而实现持久抗菌的作用。HDPE生产过程中共聚单体己烯加入量过多，在分离过程中不易清除，产品粒子中有己烯残留物，长时间储存或暴晒易使味道析出，从而影响储存物口感，本发明用黄芩素包被的银纳米颗粒能够在混料的过程中能吸附并牢固己烯，清除HDPE中己烯残留物，提高产品的密度，减少己烯析出产生异味。本发明采用分子量在3600-4300之间ε-聚赖氨酸，具有很好的安全性、耐高温性、抑菌谱广性，对革兰氏阳性菌、阴性菌及真菌都有抑菌作用。本发明用抗菌塑料粒料具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性。
HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
其中，抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。该黄芩素包被的银纳米颗粒中的黄芩素和银纳米颗粒协同发挥抗菌作用，一方面可以和细菌发生直接作用，直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，很快地杀死细菌，对大肠杆菌耐药菌和金黄色葡萄球菌耐药菌均有比较强的抑制作用，最小抑菌浓度均为0.013nM，另一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面可以持续释放银离子，从而实现持久抗菌的作用。HDPE生产过程中共聚单体己烯加入量过多，在分离过程中不易清除，产品粒子中有己烯残留物，长时间储存或暴晒易使味道析出，从而影响储存物口感，本发明用黄芩素包被的银纳米颗粒能够在混料的过程中能吸附并牢固己烯，清除HDPE中己烯残留物，提高产品的密度，减少己烯析出产生异味。本发明采用分子量在3600-4300之间ε-聚赖氨酸，具有很好的安全性、耐高温性、抑菌谱广性，对革兰氏阳性菌、阴性菌及真菌都有抑菌作用。本发明用抗菌塑料粒料具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性。
[0006] 优选的，黄芩素包被的银纳米颗粒的粒径为10-50nm。该粒径范围内的黄芩素包被的银纳米颗粒在制备共混料的时候不易团聚，均匀分散，保证后续的加工过程顺利进行，不影响所得抗菌塑料粒料在吹塑成型过程中的成型效果，使结晶度维持最小值，在得到最佳的透明度的同时维持其热稳定性和防渗性。
[0007] 优选的，黄芩素包被的银纳米颗粒的制备方法包括：将黄芩素溶液加入纯水中，调节溶液的pH为碱性，在90-110℃下加入硝酸银溶液，持续搅拌后冷却到室温，合成的银纳米颗粒超滤，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。该制备方法中银与黄芩素羰基结构中的氧发生了配位，促使黄芩素包裹在银纳米颗粒表面，起到包被剂的作用，而且黄芩素在合成银纳米颗粒过程中酚羟基和氧基并没有发生变化或者没有完全发生变化，而是被保留了下来，得到的纳米颗粒的粒径均一，单分散性好，并且表现出良好的热稳定性，制得的黄芩素包被的银纳米颗粒一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面是通过持续释放银离子的方式进行杀菌，具有优良的抗菌活性。
[0008] 优选的，抗菌塑料粒料包含有共混的以下组分及其重量份：HDPE 80-95份、ε-聚赖氨酸2-5份、抗菌剂0.001-0.005份、润滑剂0.1-0.5份。所述润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂选自油酸酰胺类化合物、芥酸酰胺类化合物、乙撑双硬脂酸酰胺类化合物、有机硅类化合物中的至少一种；所述的辅助润滑剂为分子量800的聚乙二醇；所述的主润滑剂和辅助润滑剂的复配比例为重量比1:0.3-0.4。
[0010] 本发明的目的之二在于提供一种制备方法简单，不需要特殊工序的抗菌塑料瓶的制备方法。
[0011] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：本发明还公开抗菌塑料瓶的制备方法，包括：
将上述抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
将高压气体充进所述料胚，发生吹胀变形；
将吹胀变形后的料胚冷却固化，即得抗菌塑料瓶。本发明制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
将上述抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
将高压气体充进所述料胚，发生吹胀变形；
将吹胀变形后的料胚冷却固化，即得抗菌塑料瓶。本发明制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
[0012] 本发明的目的之三在于提供一种用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，无搅拌盲区，使最终制备的抗菌塑料瓶中无气泡、杂质等，具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
[0013] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：本发明还公开了用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，包括：
输料机构，用于输送并预处理HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
搅拌罐，罐顶设置用于接收HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂的进液管和进料管，该搅拌罐内轴心处设置可旋转的转管，转管四周设搅拌体，
搅拌体为螺旋上升的金属丝/条，该搅拌体的螺旋直径由下至上递减。本发明通过输料机构对原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）进行预搅拌处理以此来提高后续原料在搅拌罐中的混合速率及效果，由搅拌罐对原料进行混合处理，根据加工情况直接加热搅拌罐将原料等成分在罐体热熔混合，为进一步提升原料混合效果将搅拌体设置成螺旋直径由下至上递减，在搅拌罐内形成罐底的搅拌体螺旋直径由下至上递减，在搅拌原料时原料沿搅拌体移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合同时螺旋上升的金属丝/条在搅拌过程中产生向上的回弹作用促使原料中所含有的气体在这一上下回落过程中逸出实现在气体逸出的同时原料对其空出的间隙填充降低搅拌罐内气压来降低搅拌噪音及提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
输料机构，用于输送并预处理HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
搅拌罐，罐顶设置用于接收HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂的进液管和进料管，该搅拌罐内轴心处设置可旋转的转管，转管四周设搅拌体，
搅拌体为螺旋上升的金属丝/条，该搅拌体的螺旋直径由下至上递减。本发明通过输料机构对原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）进行预搅拌处理以此来提高后续原料在搅拌罐中的混合速率及效果，由搅拌罐对原料进行混合处理，根据加工情况直接加热搅拌罐将原料等成分在罐体热熔混合，为进一步提升原料混合效果将搅拌体设置成螺旋直径由下至上递减，在搅拌罐内形成罐底的搅拌体螺旋直径由下至上递减，在搅拌原料时原料沿搅拌体移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合同时螺旋上升的金属丝/条在搅拌过程中产生向上的回弹作用促使原料中所含有的气体在这一上下回落过程中逸出实现在气体逸出的同时原料对其空出的间隙填充降低搅拌罐内气压来降低搅拌噪音及提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
[0014] 优选的，输料机构包括管状的传送管，该传送管内设有同轴搅拌杆，传送管上端设有进料斗，下端设有与进液管或进料管对应的出料口，搅拌杆由输送电机驱动旋转。将塑料瓶原料通过进料斗倒入传料管内利用输送电机驱动搅拌杆旋转第原料预混合并由出料管排至进液管或进料管内，通过对原料的预处理作用将原料预混合缩短搅拌罐的工作时间，提高其工作效率，并消除部分可能存在于原料中的空气同时也利于原料中的杂质或细小物质汇聚集中处理来提升最终制备的抗菌塑料瓶的品质。
[0015] 优选的，转管上下内部中空且侧方设有条状通槽，在搅拌原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）时原料沿搅拌体移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合，但原料在搅拌体附近由于受其旋转作用及其他原料的摩擦力作用原料可能会产生团聚现象，这明显不利于原料的混合，在转管成分开始条状通槽使原料在搅拌混合过程中在转管内产生旋转原料在转管内旋转速度满足一定条件时向通槽抛撒，促使搅拌体可能存在的团聚原料破裂，实现原料之间的剪切、扩散和对流混合以提升成品的抗菌塑料瓶的拉伸强度，并且原料在搅拌罐内还受由螺旋上升的金属丝/条回弹作用力作用进一步提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
[0016] 优选的，搅拌罐罐底设有用于排出原料的出料管，罐体内还设有加热器，该搅拌罐的内腔底部为半球状，搅拌罐外部设有保温层。加热器连接于工控机，根据加工情况还可直接加热搅拌罐将原料等成分在罐体热熔混合，提供多种混合选择方式，并且在热熔混合时由于保温层的设置可降低热量损失来节省能耗。
[0017] 优选的，转管由搅拌罐顶部的齿轮组驱动，该齿轮组动力由电机提供，电机由工控机控制。利用电机驱动齿轮组的方式来驱动转管进行旋转避免电机直接驱动转管所造成的瞬时输出功率过大，转管承受能力低导致的转管断裂的情况出现，通过齿轮组提供缓冲，保护转管的正常使用。
[0018] 优选的，搅拌罐设于底座上，该底座由基板和调节层组成，该基板设于调节层上下面，该调节层由若干条截面为X状的条形体组成。底座的设计一方面便于搅拌罐的空间放置，另一方面利用调节层来吸收搅拌罐工作时产生的部分振动力，保证搅拌罐的使用安全。
[0019] 本发明还公开了上述制备的抗菌塑料瓶的用途，在医药、化妆品、食品或保健品方面的用途。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）本发明抗菌塑料瓶用抗菌塑料粒料对革兰氏阳性菌、阴性菌及真菌都有抑菌作用，具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性；
2）本发明抗菌塑料瓶的制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感，可用于医药、化妆品、食品或保健品的包装；
3）本发明设计的高速混合机，无搅拌盲区，使最终制备的抗菌塑料瓶中无气泡、杂质等，具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
2）本发明抗菌塑料瓶的制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感，可用于医药、化妆品、食品或保健品的包装；
3）本发明设计的高速混合机，无搅拌盲区，使最终制备的抗菌塑料瓶中无气泡、杂质等，具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
[0022] 图1为本发明用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机的结构示意图；图2为本发明的输料机构示意图；
图3为本发明搅拌罐的结构示意图；
图4为本发明转管结构示意图；
图5为本发明底板的局部剖视图；
图6为本发明试验例1中黄芩素包被的银纳米颗粒对大肠杆菌存活率的影响；
图7为本发明试验例1中黄芩素包被的银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌存活率的影响。
图3为本发明搅拌罐的结构示意图；
图4为本发明转管结构示意图；
图5为本发明底板的局部剖视图；
图6为本发明试验例1中黄芩素包被的银纳米颗粒对大肠杆菌存活率的影响；
图7为本发明试验例1中黄芩素包被的银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌存活率的影响。
[0023] 附图标记说明：1.搅拌罐；101.罐体；102.保温层；103.出料管；104.加热器；105.搅拌体；106.进液管；107.进料管；2.底座；201.基板；202.调节层；3.输料机构；301.输送电机；302.进料斗；303.搅拌杆；304.传送管；305.出料口；4.齿轮组；5.电机；6.工控机；7.转管；701.通槽。
具体实施方式
[0024] 下面，结合具体实施例对本发明实施方式作进一步说明。
[0025] 本实施方式提供一种抗菌塑料粒料，包含有共混的以下组分：HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
其中抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。该黄芩素包被的银纳米颗粒中的黄芩素和银纳米颗粒协同发挥抗菌作用，一方面可以和细菌发生直接作用，直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，很快地杀死细菌，对大肠杆菌耐药菌和金黄色葡萄球菌耐药菌均有比较强的抑制作用，最小抑菌浓度均为0.013nM，另一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面可以持续释放银离子，从而实现持久抗菌的作用。HDPE生产过程中共聚单体己烯加入量过多，在分离过程中不易清除，产品粒子中有己烯残留物，长时间储存或暴晒易使味道析出，从而影响储存物口感，该黄芩素包被的银纳米颗粒能够在混料的过程中能吸附并牢固己烯，清除HDPE中己烯残留物，提高产品的密度，减少己烯析出产生异味。该抗菌塑料粒料采用分子量在3600-4300之间ε-聚赖氨酸，具有很好的安全性、耐高温性、抑菌谱广性，对革兰氏阳性菌、阴性菌及真菌都有抑菌作用。润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂选自油酸酰胺类化合物、芥酸酰胺类化合物、乙撑双硬脂酸酰胺类化合物、有机硅类化合物中的至少一种；辅助润滑剂为分子量800的聚乙二醇；主润滑剂和辅助润滑剂的复配比例为重量比1:0.35。该抗菌塑料粒料用抗菌塑料粒料具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性。
其中抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。该黄芩素包被的银纳米颗粒中的黄芩素和银纳米颗粒协同发挥抗菌作用，一方面可以和细菌发生直接作用，直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，很快地杀死细菌，对大肠杆菌耐药菌和金黄色葡萄球菌耐药菌均有比较强的抑制作用，最小抑菌浓度均为0.013nM，另一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面可以持续释放银离子，从而实现持久抗菌的作用。HDPE生产过程中共聚单体己烯加入量过多，在分离过程中不易清除，产品粒子中有己烯残留物，长时间储存或暴晒易使味道析出，从而影响储存物口感，该黄芩素包被的银纳米颗粒能够在混料的过程中能吸附并牢固己烯，清除HDPE中己烯残留物，提高产品的密度，减少己烯析出产生异味。该抗菌塑料粒料采用分子量在3600-4300之间ε-聚赖氨酸，具有很好的安全性、耐高温性、抑菌谱广性，对革兰氏阳性菌、阴性菌及真菌都有抑菌作用。润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂选自油酸酰胺类化合物、芥酸酰胺类化合物、乙撑双硬脂酸酰胺类化合物、有机硅类化合物中的至少一种；辅助润滑剂为分子量800的聚乙二醇；主润滑剂和辅助润滑剂的复配比例为重量比1:0.35。该抗菌塑料粒料用抗菌塑料粒料具有良好的抗菌谱广性及持久性、机械强度、加工性能和安全性。
[0026] 本实施方式的黄芩素包被的银纳米颗粒的粒径为10-50nm。该粒径范围内的黄芩素包被的银纳米颗粒在制备共混料的时候不易团聚，均匀分散，保证后续的加工过程顺利进行，不影响所得抗菌塑料粒料在吹塑成型过程中的成型效果，使结晶度维持最小值，在得到最佳的透明度的同时维持其热稳定性和防渗性。
[0027] 本实施方式的制备方法包括：按体积比为1:80-100将17-20mM黄芩素溶液加入纯水中，调节溶液的pH为碱性，在90-
110℃下加入8-10mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:8-10，持续搅拌60-
80min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经20-40KDa超滤管于5000-8000rpm下超滤10-
15min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。该制备方法中银与黄芩素羰基结构中的氧发生了配位，促使黄芩素包裹在银纳米颗粒表面，起到包被剂的作用，而且黄芩素在合成银纳米颗粒过程中酚羟基和氧基并没有发生变化或者没有完全发生变化，而是被保留了下来，得到的纳米颗粒的粒径均一，单分散性好，并且表现出良好的热稳定性，制得的黄芩素包被的银纳米颗粒一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面是通过持续释放银离子的方式进行杀菌，具有优良的抗菌活性。
110℃下加入8-10mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:8-10，持续搅拌60-
80min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经20-40KDa超滤管于5000-8000rpm下超滤10-
15min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。该制备方法中银与黄芩素羰基结构中的氧发生了配位，促使黄芩素包裹在银纳米颗粒表面，起到包被剂的作用，而且黄芩素在合成银纳米颗粒过程中酚羟基和氧基并没有发生变化或者没有完全发生变化，而是被保留了下来，得到的纳米颗粒的粒径均一，单分散性好，并且表现出良好的热稳定性，制得的黄芩素包被的银纳米颗粒一方面可直接破坏细菌的细胞壁结构达到杀菌的效果，另一方面是通过持续释放银离子的方式进行杀菌，具有优良的抗菌活性。
[0028] 本实施方式的抗菌塑料粒料包含有共混的以下组分及其重量份：HDPE 80-95份、ε-聚赖氨酸2-5份、抗菌剂0.001-0.005份、润滑剂0.1-0.5份。所述润滑剂包括主润滑剂和辅助润滑剂；主润滑剂选自油酸酰胺类化合物、芥酸酰胺类化合物、乙撑双硬脂酸酰胺类化合物、有机硅类化合物中的至少一种；所述的辅助润滑剂为分子量800的聚乙二醇；所述的主润滑剂和辅助润滑剂的复配比例为重量比1:0.3-0.4。
[0029] 本实施方式的抗菌塑料粒料的制备方法为：将HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂在高速混合机中混合，然后经双螺杆挤出机造粒，制备出抗菌塑料粒料。其中高速混合机中混合的条件为在500r/min混合1.5分钟，然后在1200r/min混合0.8分钟，挤出机从加料到机头的温度设置为：175℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、1950℃、190℃、190℃和178℃，该高速混合机为：用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机。
[0030] 本实施方式还提供一种抗菌塑料瓶的制备方法，包括：1）将上述抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。本发明制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。本发明制备方法简单，不需要特殊工序，制得的抗菌塑料瓶具有良好的抗菌谱广性及持久性和机械强度，可保持储存物口感。
[0031] 本实施方式还提供一种用于制备抗菌塑料瓶的高速混合机，如图1-5所示，该高速混合机包括：输料机构3，用于输送并预处理HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂；
搅拌罐1，罐顶设置用于接收HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂的进液管106和进料管
107，该搅拌罐1内轴心处设置可旋转的转管7，转管7四周设搅拌体105，
搅拌体105为螺旋上升的金属丝/条，该搅拌体105的螺旋直径由下至上递减。本发明通过输料机构3对原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）进行预搅拌处理以此来提高后续原料在搅拌罐1中的混合速率及效果，由搅拌罐1对原料进行混合处理，根据加工情况还可直接加热搅拌罐1将原料等成分在罐体1热熔混合，为进一步提升原料混合效果将搅拌体
105设置成螺旋直径由下至上递减，在搅拌罐1内形成罐底的搅拌体105螺旋直径由下至上递减，在搅拌原料时原料沿搅拌体105移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合同时螺旋上升的金属丝/条在搅拌过程中产生向上的回弹作用促使原料中所含有的气体在这一上下回落过程中逸出实现在气体逸出的同时原料对其空出的间隙填充降低搅拌罐1内气压来降低搅拌噪音及提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
搅拌罐1，罐顶设置用于接收HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂的进液管106和进料管
107，该搅拌罐1内轴心处设置可旋转的转管7，转管7四周设搅拌体105，
搅拌体105为螺旋上升的金属丝/条，该搅拌体105的螺旋直径由下至上递减。本发明通过输料机构3对原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）进行预搅拌处理以此来提高后续原料在搅拌罐1中的混合速率及效果，由搅拌罐1对原料进行混合处理，根据加工情况还可直接加热搅拌罐1将原料等成分在罐体1热熔混合，为进一步提升原料混合效果将搅拌体
105设置成螺旋直径由下至上递减，在搅拌罐1内形成罐底的搅拌体105螺旋直径由下至上递减，在搅拌原料时原料沿搅拌体105移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合同时螺旋上升的金属丝/条在搅拌过程中产生向上的回弹作用促使原料中所含有的气体在这一上下回落过程中逸出实现在气体逸出的同时原料对其空出的间隙填充降低搅拌罐1内气压来降低搅拌噪音及提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
[0032] 输料机构3包括管状的传送管304，该传送管304内设有同轴搅拌杆303，传送管304上端设有进料斗302，下端设有与进液管106或进料管107对应的出料口305，搅拌杆303由输送电机301驱动旋转。将塑料瓶原料通过进料斗302倒入传料管304内利用输送电机301驱动搅拌杆303旋转第原料预混合并由出料管305排至进液管106或进料管107内，通过对原料的预处理作用将原料预混合缩短搅拌罐1的工作时间，提高其工作效率，并消除部分可能存在于原料中的空气同时也利于原料中的杂质或细小物质汇聚集中处理来提升最终制备的抗菌塑料瓶的品质。
[0033] 转管7上下内部中空且侧方设有条状通槽701，在搅拌原料（HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等）时原料沿搅拌体105移动其下落速度相对减缓实现原料的充分混合，但原料在搅拌体105附近由于受其旋转作用及其他原料的摩擦力作用原料可能会产生团聚现象，这明显不利于原料的混合，在转管7成分开始条状通槽701使原料在搅拌混合过程中在转管7内产生旋转原料在转管7内旋转速度满足一定条件时向通槽701抛撒，促使搅拌体105可能存在的团聚原料破裂，实现原料之间的剪切、扩散和对流混合以提升成品的塑料瓶的拉伸强度，并且原料在搅拌罐1内还受由螺旋上升的金属丝/条回弹作用力作用进一步提升原料混合速率及抗菌塑料瓶成品品质。
[0034] 搅拌罐1罐底设有用于排出原料的出料管103，罐体内还设有加热器104，该搅拌罐1的内腔底部为半球状，搅拌罐1外部设有保温层102。加热器104连接于工控机6，根据加工情况还可直接加热搅拌罐1将原料等成分在罐体1热熔混合，提供多种混合选择方式，并且在热熔混合时由于保温层102的设置可降低热量损失来节省能耗。
[0035] 转管7由搅拌罐1顶部的齿轮组4驱动，该齿轮组4动力由电机5提供，电机5由工控机6控制。利用电机5驱动齿轮组4的方式来驱动转管7进行旋转避免电机5直接驱动转管7所造成的瞬时输出功率过大，转管7承受能力低导致的转管7断裂的情况出现，通过齿轮组4提供缓冲，保护转管7的正常使用。
[0036] 搅拌罐1设于底座2上，该底座2由基板201和调节层202组成，该基板201设于调节层202上下面，该调节层202由若干条截面为X状的条形体组成。底座2的设计一方面便于搅拌罐1的空间放置，另一方面利用调节层202来吸收搅拌罐1工作时产生的部分振动力，保证搅拌罐的使用安全。
[0037] 本实施方式还提供一种抗菌塑料瓶的用途，在医药、化妆品、食品或保健品方面的用途。
[0038] 实施例1：一种抗菌塑料粒料，包含有共混的以下组分及其重量份：HDPE 90份、ε-聚赖氨酸3份、抗菌剂0.002份、润滑剂0.3份。
[0039] 其中，抗菌剂包含黄芩素包被的银纳米颗粒。ε-聚赖氨酸分子量在3600-4300之间；润滑剂中油酸酰胺和分子量800的聚乙二醇的重量比1:0.35；抗菌剂为黄芩素包被的银纳米颗粒，其粒径为10-50nm，制备方法包括：按体积比为1:90将18mM黄芩素溶液加入纯水中，调节溶液的pH为碱性，在100℃下加入
9mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:9，持续搅拌65min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经30KDa超滤管于6000rpm下超滤12min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。
9mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:9，持续搅拌65min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经30KDa超滤管于6000rpm下超滤12min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。
[0040] 抗菌塑料粒料的制备方法为：将HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂在高速混合机中混合，然后经双螺杆挤出机造粒，制备出抗菌塑料粒料。其中高速混合机中混合的条件为在500r/min混合1.5分钟，然后在1200r/min混合0.8分钟，挤出机从加料到机头的温度设置为：175℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、1950℃、190℃、190℃和178℃。
[0041] 抗菌塑料瓶的制备方法，包括：1）将上述抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。
[0042] 实施例2：一种抗菌塑料粒料，包含有共混的以下组分及其重量份：HDPE 80份、ε-聚赖氨酸2份、抗菌剂0.001份、润滑剂0.1份。
[0043] 其中，ε-聚赖氨酸的分子量在3600-4300之间；润滑剂中乙撑双硬脂酸酰胺和分子量800的聚乙二醇的重量比1:0.3；抗菌剂黄芩素包被的银纳米颗粒的粒径为10-50nm，其制备方法包括：按体积比为1:80将17mM黄芩素溶液加入纯水中，调节溶液的pH为碱性，在90℃下加入
8mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:8，持续搅拌60min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经20KDa超滤管于5000rpm下超滤10min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。
8mM硝酸银溶液，其中硝酸银溶液和纯水的体积比为1:8，持续搅拌60min后冷却到室温，合成的银纳米颗粒经20KDa超滤管于5000rpm下超滤10min，收集超滤上层即得到黄芩素包被的银纳米颗粒。
[0044] 抗菌塑料粒料的制备方法为：将HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂在高速混合机中混合，然后经双螺杆挤出机造粒，制备出抗菌塑料粒料，其中高速混合机中混合的条件为在400r/min混合1分钟，然后在600r/min混合0.5分钟，挤出机从加料到机头的温度设置为：170℃、185℃、192℃、195℃、200℃-210℃、205℃、190℃、185℃、187℃和175℃。
[0045] 抗菌塑料瓶的制备方法，包括：1）将上述抗菌塑料粒料提供至注塑机，制成料胚；
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。
2）将半熔融料胚放到吹塑模具内，闭合模具并用夹紧装置锁紧模具，将高压气体充进料胚，预吹胀压力为0.001MPa，吹胀压力为0.8MP，发生吹胀变形；
3）将吹胀变形后的料胚冷却固化，开模取出制品，即得抗菌塑料瓶。
[0046] 实施例3：为了进一步提高抗菌塑料粒料的抗菌效果，采取的技术方案为：
黄芩素包被的银纳米颗粒的制备过程中采用的黄芩素溶液中含有3-6mM丁酸钠。其余和实施例1一致。丁酸钠易溶于水，溶水后水溶液呈碱性，能够起到分散作用，提高溶液中黄芩素的分散程度，且能够将生成纳米颗粒彻底分散开，促进银与黄芩素羰基结构中的氧配位作用的产生，提高包被率，使所得黄芩素包被的银纳米颗粒的尺寸分布范围较窄，颗粒的粒径为20-40nm，在制备共混料时的分散性更佳，同时也能接枝在黄芩素上，与黄芩素有较强协同作用，抑菌促生长效果明显增强。
黄芩素包被的银纳米颗粒的制备过程中采用的黄芩素溶液中含有3-6mM丁酸钠。其余和实施例1一致。丁酸钠易溶于水，溶水后水溶液呈碱性，能够起到分散作用，提高溶液中黄芩素的分散程度，且能够将生成纳米颗粒彻底分散开，促进银与黄芩素羰基结构中的氧配位作用的产生，提高包被率，使所得黄芩素包被的银纳米颗粒的尺寸分布范围较窄，颗粒的粒径为20-40nm，在制备共混料时的分散性更佳，同时也能接枝在黄芩素上，与黄芩素有较强协同作用，抑菌促生长效果明显增强。
[0047] 试验例1：黄芩素包被的银纳米颗粒的抑菌生长曲线的测定
分别测定实施例1、实施例2和实施例3制得黄芩素包被的银纳米颗粒的抑制细菌生长的曲线。具体操作为：取Beaver的96孔板一块进行实验，每孔为100L体系，体系中含有2×
105CFU的细菌，含姜黄素-银纳米颗粒的浓度依次为0、0.002、0.004、0.008、0.016、
0.032nM，每个浓度平行做3个孔，第4孔为调零孔，该孔只有相应浓度的姜黄素-银纳米颗粒o
的纯LB培养基，无菌液存在。将96孔板置于37C恒温培养箱中培养，分别于0、3、6、9、12 h时取出摇匀后，用酶标仪测定其OD600，将获得的数据去除底物吸光度，以培养时间为横坐标，
600nm处的吸光度值为纵坐标，绘制细菌的生长曲线。结果如图1和2所示，图1为黄芩素包被的银纳米颗粒对大肠杆菌存活率的影响；图2为黄芩素包被的银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌存活率的影响；由图1和2可知，无论实施例1和实施例2、还是实施例3制得的黄芩素包被的银纳米颗粒，随着黄芩素包被的银纳米颗粒用量的增大，细菌的存活率呈现逐渐下降的趋势；实施例1和实施例2制得的黄芩素包被的银纳米颗粒的用量提高为0.016nM时，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率几乎都为零，实施例3制得的黄芩素包被的银纳米颗粒的用量提高为0.012nM时，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率几乎都为零，这表明实施例1和实施例2制得的黄芩素包被的银纳米颗粒对细菌的抑制作用明显差于实施例3，进而也说明丁酸钠与黄芩素有较强协同作用，抑菌促生长效果明显增强，也表明粒径为20-40nm的黄芩素包被的银纳米颗粒的抑菌效果好于粒径为10-50nm的黄芩素包被的银纳米颗粒。
分别测定实施例1、实施例2和实施例3制得黄芩素包被的银纳米颗粒的抑制细菌生长的曲线。具体操作为：取Beaver的96孔板一块进行实验，每孔为100L体系，体系中含有2×
105CFU的细菌，含姜黄素-银纳米颗粒的浓度依次为0、0.002、0.004、0.008、0.016、
0.032nM，每个浓度平行做3个孔，第4孔为调零孔，该孔只有相应浓度的姜黄素-银纳米颗粒o
的纯LB培养基，无菌液存在。将96孔板置于37C恒温培养箱中培养，分别于0、3、6、9、12 h时取出摇匀后，用酶标仪测定其OD600，将获得的数据去除底物吸光度，以培养时间为横坐标，
600nm处的吸光度值为纵坐标，绘制细菌的生长曲线。结果如图1和2所示，图1为黄芩素包被的银纳米颗粒对大肠杆菌存活率的影响；图2为黄芩素包被的银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌存活率的影响；由图1和2可知，无论实施例1和实施例2、还是实施例3制得的黄芩素包被的银纳米颗粒，随着黄芩素包被的银纳米颗粒用量的增大，细菌的存活率呈现逐渐下降的趋势；实施例1和实施例2制得的黄芩素包被的银纳米颗粒的用量提高为0.016nM时，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率几乎都为零，实施例3制得的黄芩素包被的银纳米颗粒的用量提高为0.012nM时，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率几乎都为零，这表明实施例1和实施例2制得的黄芩素包被的银纳米颗粒对细菌的抑制作用明显差于实施例3，进而也说明丁酸钠与黄芩素有较强协同作用，抑菌促生长效果明显增强，也表明粒径为20-40nm的黄芩素包被的银纳米颗粒的抑菌效果好于粒径为10-50nm的黄芩素包被的银纳米颗粒。
[0048] 试验例2：塑料瓶的抗菌性测试
从实施例1、实施例2和实施例3制得的塑料瓶相同部位裁剪相同大小的圆片，分别粘贴在染菌的平板上，每个平板平均贴3-5片，分别是2-4片实施例1、实施例2和实施例3试样样片，1片空白对照组；然后用无菌镊子将样片轻轻压放，使样片与平板表面紧紧粘贴在一起。
最后将平皿盖好，并且放置在温度为32℃的恒温培养箱内进行培养，经过16-18h之后观察抑菌环情况。结果如表1所示，由表1可知，实施例1、实施例2和实施例3制得的塑料瓶均表现出良好的抑菌效果，实施例3的抑菌效果优于实施例1、实施例2。
从实施例1、实施例2和实施例3制得的塑料瓶相同部位裁剪相同大小的圆片，分别粘贴在染菌的平板上，每个平板平均贴3-5片，分别是2-4片实施例1、实施例2和实施例3试样样片，1片空白对照组；然后用无菌镊子将样片轻轻压放，使样片与平板表面紧紧粘贴在一起。
最后将平皿盖好，并且放置在温度为32℃的恒温培养箱内进行培养，经过16-18h之后观察抑菌环情况。结果如表1所示，由表1可知，实施例1、实施例2和实施例3制得的塑料瓶均表现出良好的抑菌效果，实施例3的抑菌效果优于实施例1、实施例2。
[0049] 表1塑料瓶的抗菌性测试结果项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照组
大肠杆菌/mm 15.9 14.2 20.5 0
金黄色葡萄球菌/mm 14.5 13.8 18.7 0
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。本发明的装置中的现有设备应为本领域技术人员知晓，并且其可由市场购买所得，例如本发明所采用的加热器为产地为泰州市，品牌为锐邦仪器仪表所生产的铸铝加热板；其余现有部件不在此一一详细例举，例如齿轮组、电机等。本发明加入输料机构3的原料是指：
HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等。
大肠杆菌/mm 15.9 14.2 20.5 0
金黄色葡萄球菌/mm 14.5 13.8 18.7 0
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。本发明的装置中的现有设备应为本领域技术人员知晓，并且其可由市场购买所得，例如本发明所采用的加热器为产地为泰州市，品牌为锐邦仪器仪表所生产的铸铝加热板；其余现有部件不在此一一详细例举，例如齿轮组、电机等。本发明加入输料机构3的原料是指：
HDPE、ε-聚赖氨酸、抗菌剂、润滑剂等。
[0050] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
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