兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料及其制备方法。以原料总重量为100％计，该材料原料组成包括：聚碳酸酯树脂65～99.5％，多功能助剂0.4～30％，加工助剂0.1～5％；所述多功能助剂为具有多囊结构的复合粒子，包括内层、负载在所述内层表面的功能粒子以及位于最外层的壳层；所述内层为超支化聚合物；所述功能粒子选自纳米银、纳米金、纳米氧化锌中的至少一种；所述壳层为聚合物层。所述制备方法包括：按配比称取各原料组分均匀预混，再经熔融挤出后得到所述兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料。抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料。

【技术实现步骤摘要】
兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及多功能聚碳酸酯材料领域，具体涉及一种兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]抗菌的概念已越来越深入人心，国内已陆续开展全方位健康研发项目，特别是日常生活中人们高频接触的家用设备、交通工具和洗浴设施中容易滋生细菌的塑料制件，如方向盘、把手、电器表壳、插座、按钮等，都已逐渐采用抗菌材料。
[0003]目前市场上抗菌材料主要以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为基材，它们在阻燃性和耐热性并不能满足严苛的应用环境，需添加大量阻燃剂和耐热稳定剂，成本大幅提高，而聚碳酸酯(PC)材料因独特结构在阻燃性和耐热性方面具有天然的优势。
[0004]但PC材料缺口敏感性大，容易发生应力开裂，加入抗菌剂后若分散不均匀，机械性能大幅降低且抗菌效果不持久。对体系进行增韧处理，又会降低熔指，影响材料的成型加工性，严重制约了PC基抗菌材料的发展应用。
[0005]抗菌材料的制备方法有很多种，可通过特殊生产工艺，如公开号为CN110387077A的专利技术，在高压高温反应釜内，依次抽离塑料内空气-第一次加热进行预热-高压并充分加热使无机纳米抗菌材料彻底扩散入塑料内部-而后进一步降压抽离空气，实现了纳米颗粒状的无机纳米抗菌材料均匀的渗入塑料内部。但这种方法对生产设备和操作准确度要求高，不易大规模推广。也可通过直接混合法，公开号为CN109251385A的专利技术公开了一种抗菌塑料色母粒的其制备方法，将芳香剂、着色剂、分散剂、抗菌剂和无机填料等所有功能助剂与树脂基体一同混合，制备方法简便，但对各助剂在基体材料中的分散性提出更高要求才达到体系稳定性，特别是材料长期抗菌稳定性。虽然可通过预混或者后期剪切加强可以实现添加的助剂的良好分散，而实现材料的较好的综合性能，但也会因此增加操作步骤，提高生产成本。
[0006]此外，对于聚碳酸酯材料，由于日常制件高频使用，暴露阳光下容易黄变老化，且使用触感不佳，因此，还需赋予聚碳酸酯材料高耐候性和一定的柔性触感，提高用户使用感。

技术实现思路

[0007]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，可同时高效抗菌，并具有柔性触感、加工性能及优异的耐候性，可广泛应用于汽车和家用电器制件等制造领域。
[0008]一种兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，以原料总重量为100％计，所述原料组成包括：
[0009]聚碳酸酯树脂
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65～99.5％，
[0010]多功能助剂
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0.4～30％，
[0011]加工助剂
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0.1～5％；
[0012]所述多功能助剂为具有多囊结构的复合粒子，包括内层、负载在所述内层表面的功能粒子以及位于最外层的壳层；
[0013]所述内层为超支化聚合物，选自超支化聚酰胺、超支化聚酰酰胺中的至少一种，优选为超支化聚酰胺；
[0014]所述功能粒子选自纳米银、纳米金、纳米氧化锌中的至少一种，优选为纳米银和纳米氧化锌；
[0015]所述壳层为聚合物层，选自苯乙烯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物中的至少一种，优选为丙烯酸酯类聚合物。
[0016]作为优选，所述多功能助剂的制备方法包括：
[0017]1)通过缩聚法合成内层超支化聚合物；
[0018]2)在内层表面负载功能粒子，得到初级功能助剂；
[0019]3)通过沉淀聚合反应在所述初级功能助剂表面包覆聚合物层，得到多囊结构的复合粒子，即所述多功能助剂。
[0020]优选地，步骤1)具体为：将聚合物单体a置于三口烧瓶里，冷水浴处理，通N2进行保护下，搅拌滴加聚合物单体b与甲醇的混合溶液，滴加完毕后在常温下反应2-6h后，进行旋转蒸发减压除去甲醇，再加入交联改性剂，升温至100-150℃继续减压反应2-6h，停止反应后得到内部交联的超支化聚合物HBP-NH2；
[0021]所述聚合物单体a为具有氨基(-NH2)官能团的单体，优选为二乙烯三胺；
[0022]所述聚合物单体b为丙烯酸酯类单体，优选为丙烯酸甲酯；
[0023]所述交联改性剂为酸酐类物质，优选为丁二酸酐。
[0024]所述聚合物单体a与聚合物单体b的摩尔比优选为1:1～10，进一步优选为1:1。
[0025]相对于0.3mol聚合物单体b，所述甲醇的用量可以为100mL。
[0026]所述交联改性剂与聚合物单体a的摩尔比优选为1:0.3～10，进一步优选为1:1～5。
[0027]优选地，步骤2)具体为：将超支化聚合物溶于乙醇和水的混合溶液中配成醇水溶液，然后在60-90℃下边搅拌边向其中滴加目标金属可溶性盐水溶液，滴加完成后避光继续搅拌24-48小时，得到初级功能助剂醇水溶液；
[0028]所述初级功能助剂醇水溶液的浓度为5-30g/L。
[0029]所述超支化聚合物与所述目标金属可溶性盐水溶液中的目标金属可溶性盐的质量比优选为5:0.1～2。
[0030]所述乙醇和水的混合溶液中乙醇和水的体积比可为1:1。
[0031]所述目标金属可溶性盐水溶液优选为AgNO3水溶液、HAuCl4水溶液和Zn(NO3)2水溶液中的至少一种，进一步优选为AgNO3水溶液和Zn(NO3)2水溶液。
[0032]进一步优选地，所述AgNO3水溶液的浓度为34g/L，Zn(NO3)2水溶液的浓度为38g/L。
[0033]优选地，步骤3)具体为：将所述初级功能助剂醇水溶液置于三口烧瓶里，通2-6h N2，加入含引发剂的聚合物单体c立即加热回流，控制反应温度为60～70℃，反应20-30小
时，搅拌转速为150～450rpm，反应结束后用去离子水进行多次洗涤离心，干燥得到所述多功能助剂。
[0034]所述聚合物单体c为甲基丙烯酸酯类单体，优选为甲基丙烯酸甲酯。
[0035]所述聚合物单体c与聚合物单体a的摩尔比优选为1:1～10。
[0036]所述引发剂为偶氮类引发剂。
[0037]所述引发剂质量为聚合物单体c质量的0.2％～0.4％。
[0038]作为优选，所述聚碳酸酯树脂选自脂肪族聚碳酸酯树脂、芳香族聚碳酸酯树脂、脂肪族-芳香族聚碳酸酯树脂中的至少一种。进一步优选，所述聚碳酸酯树脂为双酚A型聚碳酸酯，其分子量为10000-40000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃。
[0039]作为优选，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
[0040]所述抗氧剂优选为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，其特征在于，以原料总重量为100％计，所述原料组成包括：聚碳酸酯树脂
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65～99.5％，多功能助剂
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0.4～30％，加工助剂
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0.1～5％；所述多功能助剂为具有多囊结构的复合粒子，包括内层、负载在所述内层表面的功能粒子以及位于最外层的壳层；所述内层为超支化聚合物，选自超支化聚酰胺、超支化聚酰酰胺中的至少一种；所述功能粒子选自纳米银、纳米金、纳米氧化锌中的至少一种；所述壳层为聚合物层，选自苯乙烯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，其特征在于，所述多功能助剂的制备方法包括：1)通过缩聚法合成内层超支化聚合物；2)在内层表面负载功能粒子，得到初级功能助剂；3)通过沉淀聚合反应在所述初级功能助剂表面包覆聚合物层，得到多囊结构的复合粒子，即所述多功能助剂。3.根据权利要求2所述的兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，其特征在于，步骤1)具体为：将聚合物单体a置于三口烧瓶里，冷水浴处理，通N2进行保护下，搅拌滴加聚合物单体b与甲醇的混合溶液，滴加完毕后在常温下反应2-6h后，进行旋转蒸发减压除去甲醇，再加入交联改性剂，升温至100-150℃继续减压反应2-6h，停止反应后得到内部交联的超支化聚合物HBP-NH2；所述聚合物单体a为具有氨基官能团的单体，聚合物单体b为丙烯酸酯类单体，交联改性剂为酸酐类物质。4.根据权利要求3所述的兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，其特征在于，所述聚合物单体a与聚合物单体b的摩尔比为1:1～10；所述交联改性剂与聚合物单体a的摩尔比为1:0.3～10。5.根据权利要求3或4所述的兼具持久抗菌和柔性触感的强耐候性聚碳酸酯材料，其特征在于，步骤2)具体为：将超支化聚合物溶于乙醇和水的混合溶液中配成醇水溶液，然后在60-90℃下边搅拌边向其中滴加目标金属可溶性盐水溶液，滴加完成后避光继续搅拌24-48小时，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文琼，周国剑，姜小龙，王浩，李中诚，张磊，
申请(专利权)人：中广核俊尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：