本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的制備方法。

背景技術(shù)：

聚碳酸酯工程塑料的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。聚碳酸酯可用作門窗玻璃，聚碳酸酯層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護(hù)窗，用于飛機(jī)艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。聚碳酸酯板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點(diǎn)式滑動(dòng)指示器，聚碳酸酯樹脂用于汽車照明系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強(qiáng)筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、聚碳酸酯被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機(jī)、配電盤元件，繼電器外殼，聚碳酸酯可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機(jī)、烤面包機(jī)、動(dòng)力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。聚碳酸酯是光盤儲存介質(zhì)理想的材料。聚碳酸酯瓶(容器)透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶(容器)。聚碳酸酯及聚碳酸酯合金可做計(jì)算機(jī)架，外殼及輔機(jī)，打印機(jī)零件。改性聚碳酸酯耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，聚碳酸酯可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運(yùn)動(dòng)護(hù)眼罩。聚碳酸酯薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展，已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號；

但是傳統(tǒng)聚碳酸酯的抑菌性差，添加的無機(jī)填料還容易形成團(tuán)聚，降低成品材料的穩(wěn)定性強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中聚碳酸酯的抑菌性差，添加的無機(jī)填料還容易形成團(tuán)聚，降低成品材料的穩(wěn)定性強(qiáng)度的問題，提供一種鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取17-20重量份的鈦酸四丁酯，加入到其重量20-30倍的去離子水中，攪拌3-5分鐘，加入0.7-1重量份的司盤80，升高溫度為46-50℃，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得溶膠分散液；

（2）取10-20重量份的抑菌酯化溶液，在70-76℃下保溫10-20分鐘，加入1-2重量份的辛基異噻唑啉酮，繼續(xù)保溫3-5分鐘，加入3-4重量份的三乙胺，攪拌至常溫，與上述溶膠分散液混合，超聲5-10分鐘，得胺化抑菌溶膠分散液；

（3）取0.4-2重量份的催化劑，加入到其重量17-20倍的去離子水中，攪拌均勻，得催化劑溶液；

（4）取1-2重量份的二月桂酸二丁基錫，加入到其重量5-7倍的尼龍酸甲酯中，攪拌均勻，加入6-8重量份的油酸，在60-65℃下保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得油酸化溶液；

（5）取110-120重量份的碳酸二甲酯、100-104重量份的雙酚a混合，送入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，加入上述催化劑溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為100-110℃、壓力為13-14kpa，攪拌反應(yīng)30-40分鐘，緩慢升高溫度為200-230℃，加入上述油酸化溶液，繼續(xù)攪拌3-4小時(shí)，出料，冷卻至常溫，得油酸化低聚物；

（6）取上述油酸化低聚物，加入到胺化抑菌溶膠分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，滴加濃度為10-13%的氨水，調(diào)節(jié)ph為11-12，攪拌反應(yīng)80-90分鐘，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為300-340℃，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜壓力為0.5-0.7kpa，攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，出料，抽濾，將沉淀水洗，真空70-80℃下干燥1-2小時(shí)，即得所述鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料。

所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：

取10-13重量份的三氯氧磷、7-9重量份的肌醇六磷酸、4-6重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量15-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入30-40重量份的季戊四醇，送入到反應(yīng)釜中，在90-100℃下保溫反應(yīng)1-2小時(shí)，加入80-100重量份的尼龍酸甲酯，通入氮?dú)?，降低溫度為常溫，加?-3重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加0.5-1重量份的三乙胺，滴加完畢后調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為90-95℃，攪拌反應(yīng)100-110分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。

所述的催化劑為氫氧化鋰、氫氧化硼中的一種。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，在水中預(yù)分散，得到溶膠分散液；然后將酯化溶液通過三乙胺處理，得到胺化抑菌溶膠；然后以碳酸二甲酯、雙酚a為原料，在催化劑作用下預(yù)聚合，并通過油酸處理，得到油酸化低聚物，然后與胺化抑菌溶膠分散液混合，通過油酸與胺基的反應(yīng)，得到酰胺化的分散液，同時(shí)在反應(yīng)的過程中調(diào)節(jié)溶液ph為堿性，將溶膠分散液充分水解，并在高溫下將酰胺化的低聚物進(jìn)一步聚合，在聚合的過程中，水解得到的二氧化鈦溶膠也不斷的沉積到聚合物的內(nèi)部和表面，將二氧化鈦有效的分散到了聚合物基體中，降低了團(tuán)聚，并通過酰胺化的分散作用，進(jìn)一步提高了各原料的相容性，提高了成品的力學(xué)性能和抑菌性能；

本發(fā)明加入的抑菌酯化溶液中，以硫代異氰酸、三氯氧磷、肌醇六磷酸為原料，經(jīng)過水解后與季戊四醇混合酯化，然后將得到的酯化料與多聚甲醛進(jìn)行縮合，再通過三乙胺催化改性，得到有機(jī)磷硫化酯溶液，該有機(jī)磷硫化酯溶液不僅具有較高的抑菌性，還具有很好的抗氧化性能，能夠提高成品聚碳酸酯材料抑菌性、抗氧化性能，提高成品材料的綜合性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取20重量份的鈦酸四丁酯，加入到其重量30倍的去離子水中，攪拌5分鐘，加入1重量份的司盤80，升高溫度為50℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，得溶膠分散液；

（2）取20重量份的抑菌酯化溶液，在76℃下保溫20分鐘，加入2重量份的辛基異噻唑啉酮，繼續(xù)保溫5分鐘，加入4重量份的三乙胺，攪拌至常溫，與上述溶膠分散液混合，超聲10分鐘，得胺化抑菌溶膠分散液；

（3）取2重量份的催化劑，加入到其重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，得催化劑溶液；

（4）取2重量份的二月桂酸二丁基錫，加入到其重量7倍的尼龍酸甲酯中，攪拌均勻，加入8重量份的油酸，在65℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，得油酸化溶液；

（5）取120重量份的碳酸二甲酯、104重量份的雙酚a混合，送入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，加入上述催化劑溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為110℃、壓力為14kpa，攪拌反應(yīng)40分鐘，緩慢升高溫度為230℃，加入上述油酸化溶液，繼續(xù)攪拌4小時(shí)，出料，冷卻至常溫，得油酸化低聚物；

（6）取上述油酸化低聚物，加入到胺化抑菌溶膠分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，滴加濃度為13%的氨水，調(diào)節(jié)ph為12，攪拌反應(yīng)90分鐘，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為340℃，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜壓力為0.7kpa，攪拌反應(yīng)2小時(shí)，出料，抽濾，將沉淀水洗，真空80℃下干燥2小時(shí)，即得所述鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料。

所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：

取10-13重量份的三氯氧磷、9重量份的肌醇六磷酸、6重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入40重量份的季戊四醇，送入到反應(yīng)釜中，在100℃下保溫反應(yīng)2小時(shí)，加入100重量份的尼龍酸甲酯，通入氮?dú)?，降低溫度為常溫，加?重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加1重量份的三乙胺，滴加完畢后調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為95℃，攪拌反應(yīng)110分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。

所述的催化劑為氫氧化硼。

實(shí)施例2

一種鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取17重量份的鈦酸四丁酯，加入到其重量20倍的去離子水中，攪拌3分鐘，加入0.7重量份的司盤80，升高溫度為46℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，得溶膠分散液；

（2）取10重量份的抑菌酯化溶液，在70℃下保溫10分鐘，加入1-2重量份的辛基異噻唑啉酮，繼續(xù)保溫3分鐘，加入3重量份的三乙胺，攪拌至常溫，與上述溶膠分散液混合，超聲5分鐘，得胺化抑菌溶膠分散液；

（3）取0.4重量份的催化劑，加入到其重量17倍的去離子水中，攪拌均勻，得催化劑溶液；

（4）取1重量份的二月桂酸二丁基錫，加入到其重量5倍的尼龍酸甲酯中，攪拌均勻，加入6重量份的油酸，在60℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，得油酸化溶液；

（5）取110重量份的碳酸二甲酯、100重量份的雙酚a混合，送入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，加入上述催化劑溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為100℃、壓力為13kpa，攪拌反應(yīng)30分鐘，緩慢升高溫度為200℃，加入上述油酸化溶液，繼續(xù)攪拌3小時(shí)，出料，冷卻至常溫，得油酸化低聚物；

（6）取上述油酸化低聚物，加入到胺化抑菌溶膠分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，滴加濃度為10%的氨水，調(diào)節(jié)ph為11，攪拌反應(yīng)80分鐘，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為300℃，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜壓力為0.5kpa，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，出料，抽濾，將沉淀水洗，真空70-80℃下干燥1小時(shí)，即得所述鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料。

所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：

取10重量份的三氯氧磷、7重量份的肌醇六磷酸、4重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量15-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入30重量份的季戊四醇，送入到反應(yīng)釜中，在90-100℃下保溫反應(yīng)1小時(shí)，加入80重量份的尼龍酸甲酯，通入氮?dú)?，降低溫度為常溫，加?重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加0.5重量份的三乙胺，滴加完畢后調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為90℃，攪拌反應(yīng)100分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。

所述的催化劑為氫氧化鋰。

性能測試：

以金黃色葡萄球菌和大腸桿菌作為代表，測定本發(fā)明的鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料對革蘭氏陽性菌和陰性菌的抑菌性能，取相同重量的實(shí)施例1、實(shí)施例2、市售聚碳酸酯材料，分別與細(xì)菌溶液混合培養(yǎng)6h后，通過對比細(xì)菌菌落數(shù)的變化，評價(jià)本發(fā)明的鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料的抑菌性能；

在殺菌處理前，細(xì)菌的菌落數(shù)為8.0±0.15log；

實(shí)施例1、實(shí)施例2、市售聚碳酸酯材料與細(xì)菌溶液混合培養(yǎng)后，細(xì)菌菌落數(shù)減少值：

實(shí)施例1的金黃色葡萄球菌菌落數(shù)減少值為4.51-4.80；

實(shí)施例2的金黃色葡萄球菌菌落數(shù)減少值為3.95-4.06；

市售聚碳酸酯材料的金黃色葡萄球菌菌落數(shù)減少值為1.20-1.35；

實(shí)施例1的大腸桿菌菌落數(shù)減少值為4.20-4.33；

實(shí)施例2的大腸桿菌菌落數(shù)減少值為3.50-3.64；

市售聚碳酸酯材料的大腸桿菌菌落數(shù)減少值為1.05-1.23；

取市售聚碳酸酯、本發(fā)明的鈦溶膠沉積聚碳酸酯材料，制成同樣尺寸的試片，然后進(jìn)行對比測試：

將檢測，本發(fā)明試片的拉伸強(qiáng)度為58-60.8mpa、懸臂梁沖擊強(qiáng)度為745-760j/m；

市售聚碳酸酯試片的拉伸強(qiáng)度為50-53.5mpa、懸臂梁沖擊強(qiáng)度為700-704j/m；

可以看出，本發(fā)明的復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能，抑菌性強(qiáng)，綜合性能優(yōu)越。