[发明专利]一种性能优异的接触抗菌材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种性能优异的接触抗菌聚酯复合材料及其制备方法，特别是一种回收PET材料的制备方法，所述复合材料包括聚酯65～95份，醋酸乙烯酯基共聚物5～35份，环氧化纳米氧化锌0.1～4份。本发明的材料韧性好，强度高，并且具有优异的非迁移抗菌性能，可用于制备各种纤维及织物、塑料包装制品、汽车内饰件和医疗耗材等。

技术领域

本发明涉及一种性能优异的接触抗菌聚酯复合材料及其制备方法，属于聚合物加工与改性技术领域。

背景技术

聚酯类化合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)等具有耐热性好、强度高等优良性能，广泛用于合成涤纶纤维、膜、汽车结构件与内饰件、吹塑制品等领域，结果大量废旧PET等聚酯给环境带来污染，已引起广泛关注。面对大量废弃的PET，如何实现其回收和循环利用成为一个亟待解决的社会问题。废旧PET的回收利用成为当务之急。

回收PET因降解等原因导致分子链发生断裂，分子量大幅降低，力学性能不能满足应用要求，带来其特性粘数低、流动稳定性差、脱模困难、成型制品冲击性差等问题，一般不能直接注射和挤出成型，尤其难以制备高端产品。为此人们通过各种方法提高回收PET的特性粘度，提高其韧性。CN201310253205中扩链剂为苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，CN201410779308中增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，《低模温玻纤增强PET复合材料的制备与表征》中用PTW改性，《中空玻璃微珠含量对回收聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸酯基复合泡沫材料性能的影响》中用乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)改性，然而上述文献的冲击强度远低于PET材料的韧性要求。

此外，研究发现聚酯不具有抗菌性能，从而限制了聚酯材料，特别是PET材料在许多领域的应用。随着经济的快速发展，人们对抗菌型产品提出了越来越高的要求。无机抗菌材料因具有广谱抗菌、耐腐蚀、使用范围广、使用安全等优点，成为抗菌剂研究的热点。以ZnO为代表的活性氧化物是最早被应用的无机抗菌材料之一。从一些杀菌软膏到贴片式膏药，从化妆品到药物，都在大量的使用。研究表明，ZnO对多种皮肤病尤其是由金黄色葡萄球菌引起的各种特异性皮疹、湿疹具有奇特的杀灭和抑制效果。氧化锌是一种具有良好生物相容性、环境协调性和安全抗菌性的无机抗菌剂材料。人们通过在PET材料中加入ZnO来改善其抗菌性，如专利CN200910053298将抗菌粉体与聚酯原料混合制成多功能聚酯母料，所述抗菌粉体包括氧化锌，然后制备涤纶纺丝。然而纳米氧化锌的加入会催化PET的热降解，导致材料韧性很差。此外，未经改性的纳米氧化锌极易团聚，减小了比表面积，从而减弱纳米氧化锌的抑菌效果，并且纳米氧化锌会逐渐从基体迁移到环境中，使得复合材料抗菌寿命短，且存在环境污染的问题。因此，极有必要发明一种高韧性的非迁移型抑菌PET复合材料。本发明的PET抗菌复合材料不仅具有优异的力学性能，还具有优异的接触抗菌能力，即非迁移型抗菌，可广泛应用于纤维及织物、塑料包装材料、汽车内饰件、医用耗材等领域。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种综合性能优异的接触抗菌聚酯复合材料及其制备方法，特别是一种回收PET材料的制备方法。纳米氧化锌经过环氧化改性，环氧基团会与聚酯的端羧基或端羟基反应，从而使纳米氧化锌与聚酯通过化学键相连接，牢牢的锁定在聚酯基体中，不会迁移出来，使得聚酯复合材料具有优异的接触抗菌能力。虽然纳米氧化锌会诱导聚酯材料的热降解，使材料性能下降；但是纳米氧化锌经过环氧化改性后，表面带有的环氧基团能与聚酯发生原位反应形成星形或者微交联结构而赋予材料优异的物理机械性能；醋酸乙烯酯基共聚物的加入也能对聚酯起扩链作用，同时赋予聚酯优异的韧性。此外，在70～95份回收PET中加入5～30份醋酸乙烯酯基共聚物，在螺杆挤出机/密炼机中熔融共混，利用醋酸乙烯酯基共聚物上的环氧基团与回收PET上的端羧基或端羟基反应，实现反应增容，达到很好的增韧效果；同时，该醋酸乙烯酯基共聚物还能与回收PET原位反应形成特殊的梳状共聚物结构，使得回收PET的熔体强度明显提高。利用废弃资源，以较低的成本制备高强度、高性能的复合材料，既能满足实际使用需求，又能很好的保护环境。