一种抗菌PEI复合材料制造技术

一种抗菌PEI复合材料涉及无机抗菌剂的表面处理及抗菌剂与PEI复合的技术，主要应用于制备具有抗菌功能性的PEI材料，以期能够达到提升抗菌剂作用效率、提升材料力学强度的目的。该材料设计的特征在于，在熔融的季戊四醇四硬脂酸酯中加入其重量0.1

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌PEI复合材料


[0001]本专利技术涉及及高分子材料
，具体来说，涉及一种抗菌PEI复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]聚醚酰亚胺(PEI)是在聚酰亚胺(PI)的基础上发展而来的，相对于其它芳香族PI而言，PEI是一种综合性能较好、成本较低的热塑性PI。由于PEI分子链在芳香族PI分子链的基础上加入醚结构，导致原有分子链的对称性被破坏，同时加入异丙基改善了分子链的流动性。所以PEI的耐热性、耐腐蚀、力学性能以及化学稳定性等与其他芳香族PI相似，而PEI突出的熔融流动性、成形加工性能是其他PI无法比拟的。PEI可以使用注塑成形和挤出成形等传统热塑性塑料加工工艺，且易于热熔粘接和成形复杂结构零件，相较市场上其他热塑性塑料有很强的竞争优势。
[0003]PEI具有耐高温、强度高、绝缘性好、耐腐蚀、尺寸稳定性好和易加工等优良的综合性能，因此，PEI广泛应用于汽车电子、机械仪表、航空航天、粉尘化工等领域，例如利用PEI的稳定性和高强度做各种外壳和连接件，PEI和碳纤维复合材料用作航空器的支架，利用PEI耐磨性制造各种阀件等。
[0004]PEI由于其良好的机械强度和阻燃性，是航天工业中空间站中较常使用的塑料材料之一。对宇航员和研究人员来说，太空会降低宇航员免疫系统，并为细菌突变成为更难杀死的东西提供一个完美地方，因此材料的抗菌是一项技术难题。抗菌PEI材料的相关文献报道较少。空间站抗菌的方式一般采用在PEI制品表面喷涂抗菌涂层、或者采用消毒湿巾定期擦拭处理等方式。国际际空间站相关的研究人员已经开始测试一种新型表面涂层，这种涂层有助于减少空间站上的细菌。这种表面涂层被称为AGXX，它含有银和钌。西南交通大学在国家自然科学基金、国家863计划、载人航天预先研究计划、航天科研专项等30余项国家和省部级科研项目资助下，研制了多尺度纳米抗菌材料、分子膜层抗菌材料和接枝型无残留抗菌擦拭巾系列等8大系列30余种抗菌材料和消毒产品，研发了载人航天器舱内微生物清除及表面修护技术、水和空气抗/杀菌过滤材料。
[0005]相对于抗菌涂层、抗菌擦拭巾等方案，为了达到持久、本质的抗菌性能，添加抗菌剂与PEI材料进行熔融共混制备抗菌PEI复合材料是更加有效的方案。但抗菌剂与PEI材料的相容性差，界面粘接强度差，导致PEI材料的力学性能恶化，不能满足使用要求。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提出一种抗菌PEI复合材料的制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种抗菌PEI复合材料的制备方法，提升抗菌剂在PEI塑料中的分散效果，降低抗菌剂的添加量，降低抗菌剂对塑料冲击强度的不良影响。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种无机抗菌剂表面处理方法，其
特征在于它包括如下步骤：
[0009]1)将1～10份聚醚酰亚胺颗粒，溶解于100份有机溶剂中制成溶液，所选用的有机溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)中的一种或多种；
[0010]2)将季戊四醇四硬脂酸酯加入到容器中加热融化成为液体，将无机抗菌剂加入到搅拌着的季戊四醇四硬脂酸酯中，得到无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液，无机抗菌剂的加入量为季戊四醇四硬脂酸酯重量的0.1
‑
20％，优选为5
‑
15％，所加入的无机抗菌剂由抗菌剂和载体组成，所述载体为玻璃片、磷酸锆、沸石、陶瓷中的一种；
[0011]3)在加热搅拌下向无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液中加入聚醚酰亚胺溶液，聚醚酰亚胺的添加量为无机抗菌剂的0.1
‑
20％，优选为5
‑
15％；然后在加热搅拌下，加入环氧树脂，环氧树脂的添加量为聚醚酰亚胺重量的1
‑
40％，优选为5
‑
25％；然后，在加热搅拌下，将固化剂加入到混合物中，固化剂的添加量是环氧树脂添加量的0.1
‑
10％，优选为1
‑
8％。得到含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液；
[0012]4)将得到的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液加入到容器中冷却凝固、粉碎；
[0013]5)将得到的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯在高能电子束下进行辐照，辐照剂量在5
‑
40kGy，优选为10
‑
30kGy；
[0014]6)将10份辐照处理的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯加入到有机溶剂中搅拌，有机溶剂添加量为无机抗菌剂膏状混合物重量的200
‑
1000％，优选为300
‑
800％，搅拌时间为1h
‑
12h，优选为2h
‑
8h，过滤、烘干、粉碎得到粉末状的表面处理的抗菌剂；
[0015]7)将聚醚酰亚胺，表面处理的抗菌剂，聚对苯二甲酸丁二醇酯，增韧剂，抗氧化剂，润滑剂加入到高速混合机内，得到共混好的混合物；
[0016]8)将共混好的混合物加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，熔融共混后熔体由口模挤出，熔体经冷却、牵引、切粒得到抗菌聚醚酰亚胺颗粒。
[0017]优选的，所选用的聚醚酰亚胺重均分子量在30000～50000g/mol。
[0018]优选的，所选用的无机抗菌剂为B110(上海朗亿功能材料有限公司)，MK
‑
T
‑
112(北京艾斯尔科技有限公司)，SR
‑
T
‑
801(北京艾斯尔科技有限公司)中的一种或多种。
[0019]优选的，所选用的环氧树脂为环氧树脂6101(江阴万千化学品有限公司，环氧当量210
‑
230g/mol)，环氧树脂WSR 618(江阴万千化学品有限公司，环氧当量184
‑
195g/mol)，中的一种或多种。
[0020]优选的，所选用的固化剂为5034环氧固化剂(江阴万千化学品有限公司)，KP
‑
9环氧固化剂(江阴万千化学品有限公司)，TC
‑
T31环氧固化剂(江阴万千化学品有限公司)中的一种或多种。
[0021]优选的，所选用的聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为0.8～1.2dL/g。
[0022]优选的，所选用的增韧剂为MBS 2001(日本三菱丽阳)，MBS LP2083(广州熵能创新材料股份有限公司)，MBS LP2085(广州熵能创新材料股份有限公司)中的一种或多种。
[0023]优选的，所选用的抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂168，抗氧626中的一种或多种。
[0024]优选的，所选用的润滑剂为季戊四醇四硬脂酸酯。
[0025]本专利技术所涉及的溶解设备、过滤设备、烘干设备、高速混合机、双螺杆挤出机都是
市售的设备。
[0026]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机抗菌剂的表面处理方法，其特征在于，无机抗菌剂的表面处理步骤如下：1)聚醚酰亚胺溶液的制备：将1～10份聚醚酰亚胺颗粒，溶解于100份有机溶剂中制成溶液，所选用的有机溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)中的一种或多种；2)无机抗菌剂的加入：将季戊四醇四硬脂酸酯加入到容器中加热融化成为液体，将无机抗菌剂加入到搅拌着的季戊四醇四硬脂酸酯中，得到无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液，无机抗菌剂的加入量为季戊四醇四硬脂酸酯重量的0.1
‑
20％；3)聚醚酰亚胺溶液、环氧树脂和固化剂的加入：在加热搅拌下向无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液中加入聚醚酰亚胺溶液，聚醚酰亚胺的添加量为无机抗菌剂的0.1
‑
20％；然后，在加热搅拌下，加入环氧树脂，环氧树脂的添加量为聚醚酰亚胺重量的1
‑
40％；然后，在加热搅拌下，将固化剂加入到混合物中，固化剂的添加量是环氧树脂添加量的0.1
‑
10％。得到含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液；4)含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液的凝固、粉碎：将得到的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯混合液加入到容器中冷却凝固、粉碎；5)含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯在高能电子束下进行辐照：将得到的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯在高能电子束下进行辐照，辐照剂量在5
‑
40kGy；6)无机抗菌剂的干燥：将10份辐照处理的含有无机抗菌剂的季戊四醇四硬脂酸酯加入到有机溶剂中搅拌，有机溶剂添加量为无机抗菌剂膏状混合物重量的200
‑
1000％，搅拌时间为1h
‑
12h，过滤、烘干、粉碎得到粉末状的表面处理的抗菌剂。2.如权利要求1所述的一种无机抗菌剂的表面处理方法，其特征在于，所述第2)步中的无机抗菌剂由抗菌剂和载体组成，所述载体为玻璃片、磷酸锆、沸石、陶瓷中的一种。3.如权利要求1所述的一种无机抗菌剂的表面处理方法，其特征在于，所选用的所选用的无机抗菌剂为B110(上海朗亿功能材料有限公司)，MK
‑
T
‑
112(北京艾斯尔科技有限公司)，SR
‑
T
‑
801(北京艾斯尔科技有限公司)中的一种或多种。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟征，郑骏驰，贾月，钱晶，孙兆懿，刘继丹，吴超，安峻莹，苏昱，舒帮建，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：