一种嵌入式金属抑菌复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种嵌入式金属抑菌复合材料及其制备方法，由高分子聚合物的单体、混合二元醇、抑菌金属和触媒混合后依次经酯化反应和聚合反应制成。本发明专利技术中，抑菌金属粒子在高分子聚合物的单体的酯化和聚合的过程中嵌入高分子聚合物载体的结构中，大大提高了抑菌金属粒子在高分子聚合物载体中的分散性，在保证并适当提高抑菌性能的前提下，显著减少了抑菌金属粒子的使用量，降低了健康风险。降低了健康风险。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式金属抑菌复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合有机材料制备
，具体涉及一种嵌入式金属抑菌复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]负载有银、锌等粒子的材料是广泛运用的抑菌材料，其中起到抑菌效果的金属负载在载体上的方式多采用物理混合方式。具体来说，就是在载体材料的熔体中添加抑菌母粒以增加抑菌金属的分散度，接着进行注塑或纺丝。即使以如此的方法提高抑菌金属的分散度，其有效的金属含量仍需达到200ppm以上(以银为例)，才能获得可接受的抑菌效果，不但大大增加了成本，而且还显著增加了抑菌金属本身在水中迁移的几率，很可能造成不可控的健康风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种嵌入式金属抑菌复合材料。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供上述嵌入式金属抑菌复合材料的制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种嵌入式金属抑菌复合材料，其特征在于：由高分子聚合物的单体、混合二元醇、抑菌金属和触媒混合后依次经酯化反应和聚合反应制成，
[0007]上述高分子聚合物为PET、PE、PP、PS、ABS、PVC、PBT、PA6或PA66；
[0008]上述高分子聚合物的单体和混合二元醇的比例为55
‑
64％：36
‑
45％，抑菌金属和触媒在高分子聚合物的单体和混合二元醇的总量中的含量依次为40
‑
50ppm和230
‑
350ppm，
[0009]上述混合二元醇包括乙二醇、新戊二醇、异山梨醇和1，4环己烷二甲醇中的至少两种。
[0010]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述混合二元醇由乙二醇、异山梨醇和1，4环己烷二甲醇组成。
[0011]进一步优选的，所述混合二元醇由乙二醇、异山梨醇和1，4环己烷二甲醇以3
‑
5∶16
‑
18∶23
‑
25的质量比组成。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述混合二元醇由乙二醇和新戊二醇组成。
[0013]进一步优选的，所述混合二元醇由乙二醇和新戊二醇以20
‑
22∶14
‑
16的质量比组成。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述触媒为二氧化锗、锑系触媒和二氧化钛中的至少一种。
[0015]进一步优选的，所述触媒为二氧化锗。
[0016]在本专利技术的一个优选实施方案中，其特性粘度为0.5
‑
0.8dl/g，玻璃转化温度为70
‑
110℃，所述高分子聚合物为PET，所述高分子聚合物的单体为对苯二甲酸。
[0017]进一步优选的，其特性粘度为0.65
‑
0.70dl/g，玻璃转化温度为104
‑
108℃。
[0018]进一步优选的，所述抑菌金属为银和/或锌。
[0019]上述嵌入式金属抑菌复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0020](1)将所述高分子聚合物的单体、混合二元醇、抑菌金属和触媒置于反应釜中，混合均匀；
[0021](2)向上述反应釜中通入酯化反应所需的气体气氛，接着进行酯化反应至酯化水收集到理论值的90％，然后抽真空进行聚合反应至特性粘度达到要求，即得所述嵌入式金属抑菌复合材料。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术中，抑菌金属粒子在高分子聚合物的单体的酯化和聚合的过程中嵌入高分子聚合物载体的结构中，大大提高了抑菌金属粒子在高分子聚合物载体中的分散性，在保证并适当提高抑菌性能的前提下，显著减少了抑菌金属粒子的使用量，降低了健康风险。
[0024]2、本专利技术的制备方法工艺简单，成本低廉，适合工业化生产。
具体实施方式
[0025]以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0026]实施例1
[0027](1)将对苯二甲酸、乙二醇、异山梨醇、1，4环己烷二甲醇、银(以银盐的的水或乙二醇的溶液或悬浮液的形式，若采用乙二醇，则该乙二醇的量计入总的乙二醇的量中)和二氧化锗置于反应釜中，混合均匀；上述对苯二甲酸、乙二醇、异山梨醇和1，4环己烷二甲醇的质量百分比依次为55％、4％、17％和24％，银和二氧化锗的添加量依次为50ppm和350ppm，
[0028](2)向上述反应釜中通入氮气至压力达到2kg/cm2，接着升温至250
±
10℃进行酯化反应120
±
10min至酯化水收集到理论值的90％，然后抽真空至150
±
50Pa并于270
±
10℃进行聚合反应120
±
10min至特性粘度达到0.65dL/g，打开阀门，即得所述嵌入式银石墨烯抑菌复合材料，可送至切粒机制成切片。
[0029]实施例2
[0030]与实施例1不同的在于：银的添加量为40ppm。
[0031]实施例3
[0032]实施例1中的4％的乙二醇，17％的异山梨醇和24％的1，4环己烷二甲醇构成的整体被21％的乙二醇和1％的新戊二醇构成的整体代替，对苯二甲酸的量调整为64％，聚合反应温度调整为280
±
10℃，特性粘度调整至0.7dL/g。
[0033]对比例1
[0034]与实施例3的不同在于：银的加入量降低到23ppm。
[0035]对比例2
[0036]与实施例3的不同在于：不加入银。
[0037]对比例3
[0038]将PET粉粒和含银7000ppm的抗菌母粒以31∶1重量比例，在高速混练机中以750rpm的转速搅拌混合5min；将所得的物料喂料至真空双螺杆挤出机(螺杆的长径比为40∶1，螺杆的加工温度为220
‑
265C，螺杆的转速为750rpm)中，经挤出加工和造粒，制得银含量220ppm的抗菌PET料粒。
[0039]依照GB/T 31402
‑
2015塑料表面抗菌性能试验及GB/T20944
‑3‑
2008纺织品抗菌性能的评价的方法测量抗菌效果及抗菌率，以上实施例和对比例的技术效果对比如下表所示：
[0040][0041][0042]从上表可以看出，本专利技术的嵌入式银石墨烯抑菌复合材料，相较于传统物理混合的制得的产品，可以大幅降低抑菌金属银的使用量，达到同样的抑菌效果。此外，本专利技术中添加抑菌金属银对于聚酯载体的物理特性影响非常小。
[0043]以上所述，仅为本专利技术的较佳实施例而已，故不能依此限定本专利技术实施的范围，即依本专利技术专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本专利技术涵盖的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式金属抑菌复合材料，其特征在于：由高分子聚合物的单体、混合二元醇、抑菌金属和触媒混合后依次经酯化反应和聚合反应制成，上述高分子聚合物为PET、PE、PP、PS、ABS、PVC、PBT、PA6或PA66；上述高分子聚合物的单体和混合二元醇的比例为55
‑
64％:36
‑
45％，抑菌金属和触媒在高分子聚合物的单体和混合二元醇的总量中的含量依次为40
‑
50ppm和230
‑
350ppm，上述混合二元醇包括乙二醇、新戊二醇、异山梨醇和1,4环己烷二甲醇中的至少两种。2.如权利要求1所述的一种嵌入式金属抑菌复合材料，其特征在于：所述混合二元醇由乙二醇、异山梨醇和1,4环己烷二甲醇组成。3.如权利要求2所述的一种嵌入式金属抑菌复合材料，其特征在于：所述混合二元醇由乙二醇、异山梨醇和1,4环己烷二甲醇以3
‑
5:16
‑
18:23
‑
25的质量比组成。4.如权利要求1所述的一种嵌入式金属抑菌复合材料，其特征在于：所述混合二元醇由乙二醇和新戊二醇组成。5.如权利要求4所述的一种嵌入式金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀智，蒋永锋，汪印，康朝晖，陈鸿辉，
申请(专利权)人：厦门赐益新材料有限公司厦门烯纽新材料科技有限公司唯保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：