一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法技术

本发明专利技术属于新材料领域，具体涉及一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，该方法以二缩三乙二醇为溶剂和纳米粒子稳定剂，采用非水解溶胶‑凝胶法制备纳米ZnO，所得产品无需分离即可用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的缩聚反应；在PET的缩聚反应中，二缩三乙二醇作为亲水改性单体，参与PET的缩聚反应。该方法制备过程简单，纳米粒子在PET中分散均匀、抗菌性好，所得聚酯吸湿性好。

【技术实现步骤摘要】
一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维强度大、挺括性好，在纺织服装、装饰和产业纺织品领域应用广泛。然而，常规聚酯纤维结晶度高、分子结构排列规整，且大分子中缺乏极性亲水基团，其公定回潮率仅0.4％，吸湿性差，易产生静电，影响穿着舒适性。在织物后整理阶段，通过亲水整理，可改善聚酯纤维的吸湿性，但往往存在整理效果不耐水洗的问题。抗菌剂可分为天然、有机和无机抗菌剂三类。无机抗菌剂抗菌谱宽、安全性高、耐热性好，在塑料、造纸、建材等领域应用广泛。按照作用机理，无机抗菌剂可分为金属离子型和光催化型两大类，氧化锌作为光催化型无机抗菌剂的代表，其抗菌机理为在紫外光照射下，形成光生电子和空穴，空穴可将空气中的OH-和H2O氧化成·OH，同时，导带上形成较高活性的电子可将空气中的氧还原成O2-，这些·OH和O2-不仅可使有机物氧化降解，还可穿透细胞膜导致细菌细胞的破裂和分解，起到杀菌作用。尽管无机抗菌剂优势明显，但用其作为抗菌成分制备抗菌母粒时，无机抗菌剂的粒径、分散性、与基体树脂相容性直接影响最终产品性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：克服常规PET纤维吸湿性差，现有氧化锌抗菌剂与PET相容性、分散性差的问题，提供一种制备亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，该方法以二缩三乙二醇和醋酸锌为原料，制备纳米ZnO分散液，然后将该分散液直接用于PET的制备，获得亲水抗静电抗菌共聚酯母粒。二缩三乙二醇既是溶剂又是纳米粒子稳定剂；在PET的聚合过程中，二缩三乙二醇作为亲水单体参与PET的改性，纳米ZnO在基体树脂中分散均匀、抗菌性好，所得聚酯吸湿性好。本专利技术提供的一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将无水醋酸锌、二缩三乙二醇加入反应釜中，充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解后，缓慢升温至180-220℃保温30-60min，保温结束后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散液；其中，所述的无水醋酸锌与二缩三乙二醇的质量体积比为0.02-0.1g/mL；(2)将对苯二甲酸和乙二醇投入聚合反应釜中，再加入催化剂乙二醇锑和热稳定剂磷酸三苯酯，通入氮气以排出釜内空气，230-250℃，0.1MPa-0.3MPa条件下进行酯化反应，控制釜顶温度为110-135℃，当酯化出水量达到理论值的95％时，酯化结束，加入步骤(1)所得的纳米ZnO分散液，然后在230-250℃，0.1MPa-0.3MPa条件下，继续酯化40-60min后，进入缩聚阶段；在260-285℃，真空度20-60Pa条件下进行缩聚反应，当乙二醇蒸出量大于理论量的92％，将转速调整为60r/min，待功率30W时，停止反应，充氮气加压，挤出反应产物并切粒。其中，对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1.0:1.2-1.4；纳米ZnO分散液与对苯二甲酸的质量比为80:100-120:100；乙二醇锑相对对苯二甲酸的质量分数为0.05％-0.1％；磷酸三苯酯相对对苯二甲酸的质量分数为0.05％-0.1％。本专利技术以二缩三乙二醇为溶剂和纳米粒子稳定剂，采用非水解溶胶-凝胶法制备纳米ZnO，所得产品无需分离；在PET的缩聚反应中，二缩三乙二醇作为亲水改性单体，参与PET的缩聚反应。制备过程简单，纳米粒子在PET中分散均匀、抗菌性好，所得聚酯吸湿性好。本专利技术的有益效果是：(1)以二缩三乙二醇为溶剂和纳米粒子稳定剂，采用非水解溶胶-凝胶法制备纳米ZnO，所得产品无需分离，即可用于PET的改性，缩短了工艺流程，避免了纳米粒子分离过程中的团聚。(2)二缩三乙二醇可与对苯二甲酸缩聚，改善PET的吸湿性能，且保证纳米ZnO在PET中的均匀分散。附图说明图1实施例1第一步得到的产物的XRD；图2比较例3第一步得到的产物的XRD。具体实施方式下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本专利技术。应理解，这些实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1(1)将无水醋酸锌、二缩三乙二醇加入反应釜中，无水醋酸锌与二缩三乙二醇质量体积比为0.02g/mL；充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解后，缓慢升温至180℃保温60min，保温结束后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散液；(2)将对苯二甲酸和乙二醇按摩尔比1.0:1.2投入聚合反应釜中，再加入催化剂乙二醇锑和热稳定剂磷酸三苯酯，乙二醇锑相对对苯二甲酸质量分数为0.05％；磷酸三苯酯相对对苯二甲酸质量分数为0.05％；通入氮气以排出釜内空气，230℃，0.3MPa条件下进行酯化反应，控制釜顶温度为110℃，当酯化出水量达到理论值的95％时，酯化结束，加入步骤(1)所得的纳米ZnO分散液，其中，纳米ZnO分散液与对苯二甲酸的质量之比为80:100；然后在230℃，0.3MPa条件下，继续酯化40min后，进入缩聚阶段；在260℃，真空度20Pa条件下进行缩聚反应，当乙二醇蒸出量大于理论量的92％，将转速调整为60r/min，待功率30W时，停止反应，充氮气加压，挤出反应产物并切粒。比较例1(1)将无水醋酸锌、二缩三乙二醇加入反应釜中，无水醋酸锌与二缩三乙二醇质量体积比为0.02g/mL；充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解后，缓慢升温至180℃保温60min，保温结束后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散液；高速离心分离，固体用去离子水洗涤3次后，烘干，研磨后，得到纳米ZnO。(2)将步骤(1)制得的纳米ZnO重新分散在二缩三乙二醇中得到纳米ZnO分散液，纳米ZnO(以无水醋酸锌计)与二缩三乙二醇质量体积比为0.02g/mL；将对苯二甲酸和乙二醇按摩尔比1.0:1.2投入聚合反应釜中，再加入催化剂乙二醇锑和热稳定剂磷酸三苯酯，乙二醇锑相对对苯二甲酸质量分数为0.05％；磷酸三苯酯相对对苯二甲酸质量分数为0.05％；通入氮气以排出釜内空气，230℃，0.3MPa条件下进行酯化反应，控制釜顶温度为110℃，当酯化出水量达到理论值的95％时，酯化结束，加入纳米ZnO分散液，其中，纳米ZnO分散液与对苯二甲酸的质量比为80:100；然后在230℃，0.3MPa条件下，继续酯化40min后，进入缩聚阶段；在260℃，真空度20Pa条件下进行缩聚反应，当乙二醇蒸出量大于理论量的92％，将转速调整为60r/min，待功率30W时，停止反应，充氮气加压，挤出反应产物并切粒。比较例2(1)将无水醋酸锌、1,3-丙二醇加入反应釜中，无水醋酸锌与1,3-丙二醇质量体积比为0.02g/mL；充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解后，缓慢升温至180℃保温60min，保温结束后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法以二缩三乙二醇和醋酸锌为原料，制备纳米ZnO分散液，然后将该分散液直接用于PET的制备，获得亲水抗静电抗菌共聚酯母粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法以二缩三乙二醇和醋酸锌为原料，制备纳米ZnO分散液，然后将该分散液直接用于PET的制备，获得亲水抗静电抗菌共聚酯母粒。


2.如权利要求1所述的亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤为：
(1)将无水醋酸锌、二缩三乙二醇加入反应釜中，充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解，升温反应后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散液；
(2)将对苯二甲酸和乙二醇投入聚合反应釜中，再加入催化剂乙二醇锑和热稳定剂磷酸三苯酯，通入氮气以排出釜内空气进行酯化反应，控制釜顶温度为110-135℃，当酯化出水量达到理论值的95％时，酯化结束，加入步骤(1)所得的纳米ZnO分散液，相同条件下继续酯化40-60min后，进行缩聚反应，当乙二醇蒸出量大于理论量的92％，将转速调整为60r/min，待功率30W时，停止反应，充氮气加压，挤出反应产物并切粒。


3.如权利要求2所述的亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的无水醋酸锌与二缩三乙二醇的质量体积比为0.02-0.1g/mL。

【专利技术属性】
技术研发人员：纪俊玲，彭勇刚，孙宾，汪媛，陈群，
申请(专利权)人：常州美胜生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32