專利名稱：一種抗菌塑料及其制備方法
一種抗菌塑料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子塑料技術領域，具體 地涉及一種抗菌塑料及其制備方法。
背景技術：
目前抗菌塑料的制法主要是通過添加少量抗菌劑共混復合而成，其有效成分是抗菌劑，這些抗菌劑分為無機抗菌劑和有機抗菌劑，因無機抗菌劑在塑料熱成型過程中穩(wěn)定，應用較普遍，但是大多數無機抗菌劑為重金屬離子，如納米銀，對人體毒性較大，且會造成環(huán)境污染。有機類抗菌劑主要品種有香醛、乙基香草醛類化合物、季胺鹽類和雙胍類等，有機類抗菌劑耐溫性差，長期使用有溶出、析出現象。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PBT)是由I. 4-丁二醇與對苯二甲酸或者對苯二甲酸酯聚縮合而成，并經由混煉程序制成的乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯樹脂。PBT樹脂是通用工程塑料中工業(yè)化最晚而發(fā)展最快的一個品種。PBT樹脂具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數，耐候性、吸水率低等優(yōu)良的綜合性能，但純PBT樹脂缺口沖擊強度低，成型收縮率大。故常采用玻璃纖維或無機填充改性。市售改性級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(PBT樹脂)的粘度較高，且PBT樹脂比重較大，較難得到高填充的PBT復合材料，因此以PBT樹脂制備的抗菌材料很難取得良好的抗菌效果。

發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種抗菌塑料，所述抗菌塑料包含質量分數為45-95 %的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、4-50 %的甲殼素纖維、O. 2-3 %的相容劑、
O.1-0. 5%抗氧劑。優(yōu)選地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的質量分數為46. 5-94. 7%。優(yōu)選地，所述甲殼素纖維為β -甲殼素，更好地，所述抗菌劑為從魷魚軟骨提取的β -甲殼素。優(yōu)選地，所述相容劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑?？蛇x地，所述抗氧劑為酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑或酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物；優(yōu)選地，所述酚類抗氧劑為四[β_(3’，5’ - 二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述亞磷酸酯類抗氧劑為(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。本發(fā)明還提供一種抗菌塑料的制備方法，包括以下步驟以CBT樹脂為基體，按組分加入甲殼素纖維、相容劑和抗氧劑，混合均勻；將混合均勻后的物料進行擠出造粒，得到顆?？咕芰?。具體實施時，所述混合均勻后的物料通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒。具體實施時，所述雙螺桿擠出機進行擠出造粒的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-21 (TC，四區(qū)溫度為210_230°C，五區(qū)溫度為210-230°C，六區(qū)溫度為210-230°C，七區(qū)溫度為230_250°C;主機轉速為300-350rpm。本發(fā)明的抗菌塑料以CBT樹脂作為塑料基材，CBT樹脂是聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT樹脂)的低分子量環(huán)狀低聚物，CBT樹脂具有大環(huán)寡聚酯結構，是不同低分子量環(huán)狀齊聚物的混合物，它可在受熱的條件下反應聚合成高分子量的PBT樹脂。CBT樹脂在加熱時，會變得象水一樣，粘度極低，200 V時其熔體粘體低至18MPa. s，本發(fā)明利用其低粘的特點，通過加入甲殼素作為抗菌劑以得到高填充的復合抗菌塑料。甲殼素是自然界廣泛存在的氨基多糖，甲殼素是天然的抗菌物質，具有較好的抗菌性能。與其它的消毒劑相比，殼聚糖具有殺菌能力強、抗菌能力廣泛、對哺乳動物無細胞毒性等優(yōu)點。自然界的甲殼素有三種晶型，α、β、Υ-晶型，其中甲殼素分子鏈間以相互平行的方式排列，屬于單斜晶系。因為β_甲殼素分子的平行晶體結構，將自然界得到的β-甲殼素粉碎后就可得到其短纖維。本發(fā)明以甲殼素纖維作為抗菌劑，加入到CBT樹脂中，可獲得高填充率。本發(fā)明在制備過程中，首先以低粘度的CBT樹脂作為基材，加入甲殼素纖維、相容劑和抗氧劑后混合均勻，再通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，在加熱的條件下，CBT樹脂聚合成高分子量的PBT樹脂，得到抗菌PBT塑料。 通過使用根據本發(fā)明的抗菌塑料及其制備方法，具有如下有益效果本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料，抗菌劑為天然生物纖維甲殼素，在增強材料機械性能的同時，還具有良好的抗菌性能，滿足長效抗菌的要求，并且無毒、環(huán)保。本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料的制備方法，采用雙螺桿擠出機進行熔融混合反應擠出造粒，整個工藝簡單、環(huán)保。本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料可以得到高達50%填充的PBT復合材料。
具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I :一種抗菌塑料，質量配比如下聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂95%、甲殼素纖維4.7%、相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷0.2%、抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯O. 1%。其制備過程如下(I)按質量百分比稱取組分CBT樹脂(采用Cyclics公司的CBT160)質量比95%;甲殼素纖維質量比4. 7% ;相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷(采用晨光化工KH-550)質量比
0.2%;抗氧劑1010(即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)質量比 O. I；(2)將上述物料在高速混合機中混合10分鐘；(3)將混合均勻的物料置于雙螺桿擠出機中，經熔融混合擠出造粒，雙螺桿擠出機的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-21 (TC，四區(qū)溫度為210-230°C，五區(qū)溫度為210_230°C，六區(qū)溫度為210_230°C，七區(qū)溫度為230-250°C ;主機轉速為300-350rpm。實施例2 一種抗菌塑料，質量配比如下
聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂80%、甲殼素纖維18. 5%、相容劑I. 2%、抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.3%。其制備過程如下(I)按質量百分比稱取組分CBT樹脂(采用Cyclics公司的CBT160)質量比80%;甲殼素纖維質量比18. 5%;相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷(采用晨光化工KH-550)質量比1.2%;抗氧劑1010(即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)質量比 O. 3% ；(2)將上述物料在高速混合機中混合10分鐘；(3)將混合均勻的物料置于雙螺桿擠出機中，經熔融混合擠出造粒，雙螺桿擠出機的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-210°C，四區(qū)溫度為210-230 °C，五區(qū)溫度為210_230°C，六區(qū)溫度為210_230°C，七區(qū)溫度為230-250°C ;主機轉速為300-350rpm。 實施例3 一種抗菌塑料，質量配比如下聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂60%、甲殼素纖維37. 6%、相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷2%、抗氧劑(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯O. 4%。其制備過程如下(I)按質量百分比稱取組分CBT樹脂(采用Cyclics公司的CBT160)質量比60%;甲殼素纖維質量比37.6% ;相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷(采用晨光化工KH-550)質量比2% ;抗氧劑(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯質量比O. 4% ;(2)將上述物料在高速混合機中混合10分鐘；(3)將混合均勻的物料置于雙螺桿擠出機中，經熔融混合擠出造粒，雙螺桿擠出機的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-21 (TC，四區(qū)溫度為210-230°C，五區(qū)溫度為210_230°C，六區(qū)溫度為210_230°C，七區(qū)溫度為230-250°C ;主機轉速為300-350rpm。實施例4:一種抗菌塑料，質量配比如下聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂50%、甲殼素纖維46.5%、相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷3%、抗氧劑(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯O. 5%。其制備過程如下(I)按質量百分比稱取組分CBT樹脂(采用Cyclics公司的CBT160)質量比50%;甲殼素纖維質量比46. 5%;相容劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷質量比3%;抗氧劑(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯質量比O. 5% ;(2)將上述物料在高速混合機中混合10分鐘；(3)將混合均勻的物料置于雙螺桿擠出機中，經熔融混合擠出造粒，雙螺桿擠出機的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-21 (TC，四區(qū)溫度為210-230°C，五區(qū)溫度為210_230°C，六區(qū)溫度為210_230°C，七區(qū)溫度為230-250°C ;主機轉速為300-350rpm。下面對上述實施例制得的抗菌塑料顆粒進行性能測試
將按上述實施例制得的抗菌塑料顆粒事先在200 210°C的鼓風烘箱中交聯4小時，然后再將交聯干燥好的顆粒材料在注射機上進行注射成型制樣，注射成型模溫控制在800C，注塑成型溫度控制在230-270°C。拉伸性能測試按IS0527-2進行，試樣尺寸為150 X 10 X 4，拉伸速度為50mm/min ；彎曲性能測試按IS0178進行，試樣尺寸為80 X 10 X 4，拉伸速度為2mm/min，跨距為64mm，簡支梁沖擊強度按IS0179進行，試樣尺寸為55X6X4，缺口深度為試樣厚度的三分之一。材料的綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量以及沖擊強度數值進行評判。PBT樹脂及實施例1-4的配方及機械性能對照表如表I所示。表I
權利要求
1.一種抗菌塑料，其特征在于所述抗菌塑料包含質量分數為45-95%的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、4-50%的甲殼素纖維、O. 2-3%的相容劑、O. 1-0. 5%抗氧劑。
2.根據權利要求I所述的抗菌塑料，其特征在于所述聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂的質量分數為46. 5-94. 7%。
3.根據權利要求I所述的抗菌塑料，其特征在于所述甲殼素纖維為β-甲殼素。
4.根據權利要求3所述的抗菌塑料，其特征在于所述抗菌劑為從魷魚軟骨提取的β -甲殼素。
5.根據權利要求I所述的抗菌塑料，其特征在于所述相容劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑。
6.根據權利要求I所述的抗菌塑料，其特征在于所述抗氧劑為酚類抗氧劑或亞磷酸 酯類抗氧劑或酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物。
7.根據權利要求6所述的抗菌塑料，其特征在于所述酚類抗氧劑為四[β-(3’，5’ - 二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述亞磷酸酯類抗氧劑為(2，4 二叔丁基苯基)亞磷酸三酯。
8.一種抗菌塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 以CBT樹脂為基體，按組分比例加入甲殼素纖維、相容劑和抗氧劑，混合均勻； 將混合均勻后的物料進行擠出造粒，得到顆?？咕芰?。
9.根據權利要求8所述的抗菌塑料的制備方法，其特征在于，所述混合均勻后的物料通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒。
10.根據權利要求9所述的抗菌塑料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機進行 擠出造粒的工藝參數設置如下一區(qū)溫度為120-140°C，二區(qū)溫度為160-190°C，三區(qū)溫度為190-210°C，四區(qū)溫度為210-230°C，五區(qū)溫度為210_230°C，六區(qū)溫度為210_230°C，七區(qū)溫度為230-250°C ;主機轉速為300-350rpm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種抗菌塑料及其制備方法，所述抗菌塑料包含質量分數為45-95％的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、4-50％的甲殼素纖維、0.2-3％的相容劑、0.1-0.5％抗氧劑。本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料，抗菌劑為天然生物纖維甲殼素，在增強材料機械性能的同時，還具有良好的抗菌性能，滿足長效抗菌的要求，并且無毒、環(huán)保。本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料的制備方法，采用雙螺桿擠出機進行熔融混合反應擠出造粒，整個工藝簡單、環(huán)保。本發(fā)明的高填充甲殼素纖維增強抗菌PBT塑料可以得到高達50％填充的PBT復合材料。
文檔編號B29C47/92GK102796355SQ20111017970
公開日2012年11月28日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2011年6月29日
發(fā)明者劉若鵬, 趙治亞, 法布里齊亞, 黃新政 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司