[发明专利]一种抗菌耐老化聚碳酸酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是涉及一种抗菌耐老化聚碳酸酯材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物，英文名称Polycarbonate，简称PC。聚碳酸酯因其优异的耐冲击性和透明性，以及耐热性、耐燃性及绝缘性较好，且其制品尺寸稳定，在航空航天、电子电器、汽车、纺织、包装、建筑及医疗器械等领域受到广泛的应用。尤其是近年来聚碳酸酷的应用已向多功能、系列化、以及与人们的生活息息相关的用品方向发展。然而普通的聚碳酸酯仍有不足之处。具体表现为加工流动性差、强度低，在光、氧和热作用下易发生老化，表面龟裂、泛黄，力学性能下降，影响其使用性能。且由于聚碳酸酯的抗菌性能很差，其制品用一段时间过后，表面会变得肮脏，滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物。特别在温度、湿度等客观条件适宜时更易繁殖蔓延，不同的人接触就会导致交叉感染，成为细菌污染源和疾病传播源，对人体造成病害，这大大的限制了其在要求抗菌领域的应用。

有鉴于上述因素，近些年，国内外很多学者都在致力于研究开发具有抗菌功能的聚碳酸酯，取得了一定的成果。经检索，目前用于聚碳酸酯的抗菌剂按结构主要分为无机、有机和天然三大类。无机抗菌剂采用银、锌、铜等金属离子为抗菌剂，以磷酸盐、膨润土、沸石等多孔无机非金属材料为载体制得，具有抗菌效率高，耐热性强，但容易氧化变色而使抗菌能力降低乃至失效，力学性能大幅度下降，用量也相对较大，成本高。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，虽然杀菌效率较高，添加量较少，但缓释性能差，易析出，影响抗菌持久性，且毒性较大，对人体健康会造成很大的潜在危害。与之相比，天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的，其来源广泛，成本低，具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点，故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成，抗菌成分较单一，抗茵谱窄，其与聚碳酸酯之间的相容性差，易产生团聚、分散不均匀等问题，且在使用过程中抗菌成分易析出，抗菌效果不能持久。此外，现有抗菌剂不能同时兼具抗菌耐老化和保健功能，为了达到聚碳酸酯制品所需的耐老化指标，添加抗氧剂是防止聚碳酸酯制品氧化的一种有效手段。但公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物，在阳光、氧和热作用下都有逐渐向聚碳酸酯制品表面析出的趋势，存在易失效和卫生安全隐患。

因此，研究出一种兼具天然抗菌耐老化、保健功能的同时提升力学性能，且功效持久，使用寿命长的聚碳酸酯材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂均匀分布在聚碳酸酯基体中而使多种生物活性物质协同增效的抗菌耐老化聚碳酸酯材料及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗菌耐老化聚碳酸酯材料，按重量百分比计，其原料配方组成为：聚碳酸酯75～90％，植物源提取物2～5％，纳米黄土6～16％，山苍籽油0.7～1.8％，十六烷基三甲基溴化胺1.3～2.2％，所述的植物源提取物是由重量百分含量15～25％的紫金砂、40～55％的铁苋菜和30～45％的酢浆草提取制得，其制备方法包括以下步骤：

①制备植物源提取物：按配方称取紫金砂、铁苋菜、酢浆草分别去杂，洗净，干燥后混合，磨碎成50～80目粗粉，加入相当粗粉3～10倍重量的浓度为85～95wt％的乙醇回流提取3次，每次2h，合并3次的提取液，蒸干，上D-101大孔吸附树脂进行梯度沈脱，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为10wt％的乙醇、30wt％的乙醇、50wt％的乙醇、70wt％的乙醇、95wt％的乙醇洗脱，收集浓度为30～95wt％的乙醇洗脱液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥箱干燥，得到植物源提取物；

②制备纳米黄土：采集一定量的黄土送入马弗炉中，200～500℃下煅烧0.5～3h，冷却后粉碎成100～150目细粉，加入相当细粉重量6～15倍的浓度为0.5～25wt％的盐酸溶液，在65～75℃下搅拌反应1～5h，加入适量浓度为30wt％的氢氧化钠溶液调pH值为中性，室温搅拌反应1.5h，过滤，滤饼用去离子水洗涤2～3次，在150℃下焙烘至含水量≤1.5％，研磨至粒径1000～1800目，得到白色的纳米黄土；