[发明专利]一种抗静电、抗菌聚缩醛树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗静电、抗菌聚缩醛树脂及其制备方法，所述聚缩醛树脂包括聚缩醛、噻吩类化合物、反应型相容剂。所述噻吩类化合物为含环氧基团的噻吩类化合物。所述反应型相容剂为二异氰酸酯类。所述聚缩醛树脂的制备方法，包括将聚缩醛与助剂混合均匀以及将上述混合料与噻吩类化合物、反应型相容剂混合反应的步骤。本发明中通过将噻吩聚合物、二异氰酸酯反应型相容剂、其他助剂与聚缩醛树脂进行反应挤出，有效地提高了聚缩醛树脂的抗静电性、抗菌性及热稳定性，可广泛应用于聚缩醛树脂的改性。

技术领域

本发明涉及一种聚缩醛树脂，尤其涉及一种抗静电、抗菌聚缩醛树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚缩醛是一种综合性能优异的工程塑料，常用作制造齿轮、滑轨等传动部件。传动部件容易产生电荷积累，并且由于聚缩醛电阻率较高、电绝缘性好，且极限氧指数仅为15％，易发生火灾等意外伤害。并且聚缩醛在合成及加工过程中不可避免地会存在不稳定羟基末端，易产生甲醛气体。聚缩醛也常用作医用材料，这就对其抗菌性提出了较高的要求。因此，使聚缩醛树脂具备良好抗静电能力、抗菌性，提高其热稳定性，具有重要意义。

目前尚未发现同时具备抗静电性、抗菌性聚缩醛树脂的开发。针对聚缩醛树脂抗静电能力差、抗菌性、热稳定性差的缺点，技术人员对其单一性能缺陷开发了很多改进办法，其中对聚缩醛进行共混改性是重要手段。传统的小分子表面活性剂型抗静电剂与聚缩醛树脂共混改性后，由于不完全相容，导致其容易从树脂内部迁移到表面，不能达到良好的抗静电效果。工业上常用的聚缩醛抗静电改性方法是添加炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等抗静电剂，专利CN108070198A公开了一种阻燃抗静电聚缩醛复合材料及其制备方法，其采用导电碳黑与碳纤维的复合物作为抗静电剂，以热塑性聚氨酯弹性体为相容剂，将阻燃剂包覆物、抗静电剂包覆物、聚缩醛充分混合后进行挤出造粒得到阻燃抗静电聚缩醛树脂，但由于其产品为黑色，抗菌性缺失，限制了使用场景。专利CN108384180A公开了一种抗静电聚缩醛树脂，其采用乙氧基化烷基胺、乙氧基月桂酷胺、甘油硬脂酸酯为抗静电剂，聚烯烃接枝马来酸酐共聚物等为相容剂，同时添加导电纤维、聚四氟乙烯，在增强聚缩醛树脂抗静电性的同时，赋予其良好的耐磨强度，提高了树脂的整体强度，但其并没有解决聚缩醛热稳定性差、抗菌性差的问题，限制了该方法的应用。专利CN103059502A公开了抗菌聚缩醛塑料，其通过将聚缩醛与复合抗菌剂进行简单的共混改性，有效地提高了聚缩醛的抗菌性，但对热稳定性、抗静电性鲜有改善。

目前聚缩醛常用的制备工艺是采用三聚甲醛为单体，二氧戊环为共聚单体，在催化剂的引发下进行聚合反应，接着进行失活、挤出造粒工序后得到聚缩醛树脂。然而聚缩醛由于其特殊的C-O主链结构，电阻率极高，几乎没有抗菌性，同时在合成及加工过程中不可避免地会存在不稳定羟基末端，在热与氧的作用下，分子链一旦断裂，易发生连续的“拉链式”脱甲醛反应，而甲醛及甲醛氧化产生的甲酸又进一步促进聚缩醛的热分解过程，严重影响聚缩醛树脂的品质。因此，在改性中持续捕捉不稳定羟基末端对于提升聚缩醛树脂品质具有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗静电、抗菌聚缩醛树脂及其制备方法。本发明首次发现，噻吩结构在聚缩醛树脂主链中的引入，能够在提高材料抗静电性的同时，赋予其抗菌性；聚缩醛树脂中支链结构的引入降低了高分子链的规整性，使得高分子链的堆砌更加不规则，分子间空隙增大而降低介电常数；聚缩醛树脂中的含环氧结构末端的支链可以在二异氰酸酯反应型相容剂的作用下与噻吩化合物发生接枝、交联反应，从而能增加聚合物材料的自由体积，降低介电常数；二异氰酸酯反应型相容剂亦可以有效地捕捉聚缩醛树脂本身或在加工过程中产生的不稳定羟基末端，增强树脂的热稳定性。

一种抗静电、抗菌聚缩醛树脂，包括聚缩醛、噻吩类化合物、反应型相容剂；所述聚缩醛、噻吩类化合物的质量比为2：1～100：1，优选2：1～50：1，更优选5：1～20：1；所述噻吩类化合物与反应型相容剂的质量比为2：1～100：1，优选5：1～50：1，更优选5：1～20：1。