一种抗菌抗静电PBT复合材料及其制备方法技术

技术编号:20088078 阅读:23 留言:0更新日期:2019-01-15 07:14
本发明专利技术涉及一种抗菌抗静电PBT复合材料及其制备方法,按重量份由以下组分组成:PBT为80份‑100份;抗菌剂为4份‑6份;改性富勒烯为4份‑8份;抗氧剂为0.1份‑0.5份;所述抗菌剂为表面包覆MgO的负载Cu

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗静电PBT复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
,特别是指一种抗菌抗静电PBT复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有质轻、无毒、无臭,化学稳定性好,且在常温下不溶于一般溶剂,吸水性小等优点。尽管PBT的综合性能非常优异,但是PS的抗菌性能和抗静电性能一般,这限制了PBT复合材料的应用范围。鉴于此原因,本技术方案创新制得一种抗菌性能和抗静电性能优异的PBT复合材料,弥补现有PBT复合材料的不足,这种PBT材料至今尚未见于报道,这对于扩展PBT复合材料的应用具有非常重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗菌抗静电PBT复合材料及其制备方法,以解决PBT的抗菌性能及抗静电性能不能满足某些特定需要的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种抗菌抗静电PBT复合材料,按重量份由以下组分组成:所述抗菌剂为表面包覆MgO的负载Cu2+的纳米二氧化钛。所述抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜,将它们加入至反应器皿中,超声分散1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液A;(2)将溶液A放于60-80℃的水浴锅中恒温搅拌反应12-20h后,静置冷却,进行过滤、洗涤、干燥,得负载Cu2+的纳米二氧化钛B;(3)称取一定量的负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水,超声分散2-4h,形成溶液C;(4)将溶液C放于50-70℃的水浴锅中恒温搅拌反应8-10h后,缓慢滴加一定量的MgSO4溶液,完成后搅拌反应1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液D;(5)将溶液D进行清洗、过滤、干燥,600-700℃焙烧2-4h,得抗菌剂。步骤(1)中纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜的质量比为(30-50):(100-160):(20-30)。步骤(3)中负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水的质量比为(60-80):(10-20):(180-240)。步骤(4)中溶液C与MgSO4溶液的质量比为(80-100):(10-16)。所述改性富勒烯的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的富勒烯和乙醇溶液;(2)将富勒烯、乙醇溶液置于反应器皿中,放于超声波池中,超声分散1-3h,取出后在60-80℃烘箱内干燥4-6h,得到改性富勒烯。步骤(1)中富勒烯与乙醇溶液的质量比为(20-30):(180-240)。所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。上述任一项抗菌抗静电PBT复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)称取80份-100份PBT、4份-6份抗菌剂、4份-8份改性富勒烯、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀,得到混合料;(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PBT复合材料。步骤(2)具体为:将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PBT复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度200~220℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。本专利技术的有益效果是:1.本技术方案首先合成了一种负载Cu2+的纳米二氧化钛,然后使用MgO对负载Cu2+的纳米二氧化钛进行表面包覆,最后形成了一种新型的抗菌剂。2、MgO对负载Cu2+的纳米二氧化钛进行表面包覆的机理如下:①在水溶液中,Mg2+可水解生成Mg(OH)2和H+,HCO3-可与H+反应生成CO2和H2O,这是两个可逆的反应。因此当二者共存于水时,则可以相互促进各自的反应,从而生成更多的Mg(OH)2。由于加入Mg2+的速度十分缓慢,并且反应是在搅拌的状况下进行,因此生成的Mg(OH)2粒子十分细小,并且能够均匀的分布在溶液中,总反应可用下列方程式来表示:Mg2++2HCO3-→Mg(OH)2+2CO2②当溶液PH值=7时,样品表面带负电荷,Mg(OH)2表面带正电荷,在库仑力的作用下,二者发生相互吸附,由于反应生成的Mg(OH)2非常细小而均匀,因此Mg(OH)2可以均匀被包覆在抗菌样品粒的表面。③Mg(OH)2在高温下不能稳定存在,当对包覆样品进行高温焙烧时,其表面的Mg(OH)2发生分解生成MgO和H2O,MgO以包覆层的形式留在样品的表面。3、本技术方案中加入富勒烯,大大提高了PBT的抗静电性能。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案,而不能解释为是对本专利技术技术方案的限制。本申请各实施例中所用的原料如下:PBT(型号2002U),日本宝理;纳米二氧化钛,宣城晶瑞新材料有限公司;去离子水,上海联试化工试剂有限公司;硫酸铜,郑州晨升化工;NaHCO3,衡阳春茂化工;MgSO4溶液,厦门海标科技有限公司;富勒烯,濮阳永新富勒烯科技有限公司;乙醇溶液,开封盛源化工有限公司;抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330),瑞士汽巴精化。本申请各实施例所用的测试仪器如下:ZSK30型双螺杆挤出机,德国W&P公司;JL-1000型拉力试验机,广州市广才实验仪器公司生产;HTL900-T-5B型注射成型机,海太塑料机械有限公司生产;XCJ-500型冲击测试机,承德试验机厂生产;QT-1196型拉伸测试仪,东莞市高泰检测仪器有限公司;QD-GJS-B12K型高速搅拌机,北京恒奥德仪器仪表有限公司。本申请提供一种抗菌抗静电PBT复合材料,按重量份由以下组分组成:所述抗菌剂为表面包覆MgO的负载Cu2+的纳米二氧化钛。所述抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜,纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜的质量比为(30-50):(100-160):(20-30);将它们加入至反应器皿中,超声分散1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液A;纳米二氧化钛的粒径为16-20nm。(2)将溶液A放于60-80℃的水浴锅中恒温搅拌反应12-20h后,静置冷却,进行过滤、洗涤、干燥,得负载Cu2+的纳米二氧化钛B。(3)称取一定量的负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水,负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水的质量比为(60-80):(10-20):(180-240),超声分散2-4h,形成溶液C。(4)将溶液C放于50-70℃的水浴锅中恒温搅拌反应8-10h后,缓慢滴加一定量的MgSO4溶液,完成后搅拌反应1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液D;溶液C与MgSO4溶液的质量比为(80-100):(10-16)。(5)将溶液D进行清洗、过滤、干燥,600-700℃焙烧2-4h,得抗菌剂。所述改性富勒烯的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的富勒烯和乙醇溶液;富勒烯与乙醇溶液的质量比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,按重量份由以下组分组成:

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,按重量份由以下组分组成:所述抗菌剂为表面包覆MgO的负载Cu2+的纳米二氧化钛。2.根据权利要求1所述的抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,所述抗菌剂的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜,将它们加入至反应器皿中,超声分散1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液A;(2)将溶液A放于60-80℃的水浴锅中恒温搅拌反应12-20h后,静置冷却,进行过滤、洗涤、干燥,得负载Cu2+的纳米二氧化钛B;(3)称取一定量的负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水,超声分散2-4h,形成溶液C;(4)将溶液C放于50-70℃的水浴锅中恒温搅拌反应8-10h后,缓慢滴加一定量的MgSO4溶液,完成后搅拌反应1-3h,用硫酸或者氢氧化钠调节溶液PH=7,形成溶液D;(5)将溶液D进行清洗、过滤、干燥,600-700℃焙烧2-4h,得抗菌剂。3.根据权利要求2所述的抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,步骤(1)中纳米二氧化钛、去离子水及硫酸铜的质量比为(30-50):(100-160):(20-30)。4.根据权利要求2所述的抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,步骤(3)中负载Cu2+的纳米二氧化钛B、NaHCO3及去离子水的质量比为(60-80):(10-20):(180-240)。5.根据权利要求2所述的抗菌抗静电PBT复合材料,其特征在于,步骤(4)中溶液C与MgSO4溶液的质量比为(80-100):(10-16)。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘凯孙启林邓本波
申请(专利权)人:安徽江淮汽车集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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