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1、(10)申请公布号 CN 102796355 A (43)申请公布日 2012.11.28 CN 102796355 A *CN102796355A* (21)申请号 201110179702.7 (22)申请日 2011.06.29 C08L 67/02(2006.01) C08L 5/08(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (71)申请人 深圳光启高等理工研究院 地址 518000 广东省深圳市南山区高新区中 区高新中一道 9 号软件大厦 申请人 深圳光启创新技术有限公司 (72)发明人 刘若鹏 赵治亚 法布里齐亚 黄新政 (5。
2、4) 发明名称 一种抗菌塑料及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种抗菌塑料及其制备方法， 所述抗菌塑料包含质量分数为 45-95的聚对 苯二甲酸乙二醇酯树脂、 4-50的甲壳素纤维、 0.2-3的相容剂、 0.1-0.5抗氧剂。 本发明具有 如下有益效果 ： 本发明的高填充甲壳素纤维增强 抗菌 PBT 塑料， 抗菌剂为天然生物纤维甲壳素， 在 增强材料机械性能的同时， 还具有良好的抗菌性 能， 满足长效抗菌的要求， 并且无毒、 环保。 本发明 的高填充甲壳素纤维增强抗菌 PBT 塑料的制备方 法， 采用双螺杆挤出机进行熔融混合反应挤出造 粒， 整个工艺简单、 环保。本发明的高填充甲壳素。
3、 纤维增强抗菌PBT塑料可以得到高达50填充的 PBT 复合材料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述抗菌塑料包含质量分数为 45-95的聚对苯二甲 酸乙二醇酯树脂、 4-50的甲壳素纤维、 0.2-3的相容剂、 0.1-0.5抗氧剂。 2. 根据权利要求 1 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的 质量分数为 46.5-94.7。 3. 根据权利要求 1 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 。
4、所述甲壳素纤维为 - 甲壳素。 4. 根据权利要求 3 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述抗菌剂为从鱿鱼软骨提取的 - 甲壳素。 5. 根据权利要求 1 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述相容剂为硅烷偶联剂或钛酸酯 偶联剂。 6. 根据权利要求 1 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸 酯类抗氧剂或酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。 7. 根据权利要求 6 所述的抗菌塑料， 其特征在于 ： 所述酚类抗氧剂为四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸 季戊四醇酯， 所述亚磷酸酯类抗氧剂为 (2， 4 二叔丁 基苯基 ) 亚磷酸三酯。 8。
5、. 一种抗菌塑料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 以 CBT 树脂为基体， 按组分比例加入甲壳素纤维、 相容剂和抗氧剂， 混合均匀 ； 将混合均匀后的物料进行挤出造粒， 得到颗粒抗菌塑料。 9. 根据权利要求 8 所述的抗菌塑料的制备方法， 其特征在于， 所述混合均匀后的物料 通过双螺杆挤出机进行挤出造粒。 10. 根据权利要求 9 所述的抗菌塑料的制备方法， 其特征在于， 所述双螺杆挤出机进行 挤出造粒的工艺参数设置如下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度 为190-210， 四区温度为210-230， 五区温度为210-230， 六区温度为。
6、210-230， 七区 温度为 230-250 ； 主机转速为 300-350rpm。 权 利 要 求 书 CN 102796355 A 2 1/5 页 3 一种抗菌塑料及其制备方法 【技术领域】 0001 本发明涉及高分子塑料技术领域， 具体地涉及一种抗菌塑料及其制备方法。 【背景技术】 0002 目前抗菌塑料的制法主要是通过添加少量抗菌剂共混复合而成， 其有效成分是抗 菌剂， 这些抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂， 因无机抗菌剂在塑料热成型过程中稳定， 应用较普遍， 但是大多数无机抗菌剂为重金属离子， 如纳米银， 对人体毒性较大， 且会造成 环境污染。有机类抗菌剂主要品种有香醛、 乙基香草。
7、醛类化合物、 季胺盐类和双胍类等， 有 机类抗菌剂耐温性差， 长期使用有溶出、 析出现象。 0003 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PBT) 是由 1.4- 丁二醇与对苯二甲酸或者对苯二甲酸酯 聚缩合而成， 并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、 结晶型热塑性聚酯树脂。PBT 树脂是通用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种。PBT 树脂具有高耐热性、 韧性、 耐疲劳性， 自润滑、 低摩擦系数， 耐候性、 吸水率低等优良的综合性能， 但纯 PBT 树脂缺口冲 击强度低， 成型收缩率大。故常采用玻璃纤维或无机填充改性。市售改性级聚对苯二甲酸 乙二醇酯树脂 (PBT 树脂 ) 的粘度较高， 且 P。
8、BT 树脂比重较大， 较难得到高填充的 PBT 复合 材料， 因此以 PBT 树脂制备的抗菌材料很难取得良好的抗菌效果。 【发明内容】 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌塑料， 所述抗菌塑料包含质量分 数为 45-95的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、 4-50的甲壳素纤维、 0.2-3的相容剂、 0.1-0.5抗氧剂。 0005 优选地， 所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的质量分数为 46.5-94.7。 0006 优选地， 所述甲壳素纤维为 - 甲壳素， 更好地， 所述抗菌剂为从鱿鱼软骨提取的 - 甲壳素。 0007 优选地， 所述相容剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。 0008 可选地，。
9、 所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂或酚类抗氧剂和亚磷酸酯 类抗氧剂的混合物 ； 优选地， 所述酚类抗氧剂为四 -(3 ， 5 - 二叔丁基 -4 - 羟基苯基 ) 丙酸 季戊四醇酯， 所述亚磷酸酯类抗氧剂为 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯。 0009 本发明还提供一种抗菌塑料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0010 以 CBT 树脂为基体， 按组分加入甲壳素纤维、 相容剂和抗氧剂， 混合均匀 ； 0011 将混合均匀后的物料进行挤出造粒， 得到颗粒抗菌塑料。 0012 具体实施时， 所述混合均匀后的物料通过双螺杆挤出机进行挤出造粒。 0013 具体实施时， 所述双螺杆挤出机进。
10、行挤出造粒的工艺参数设置如 下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度为 190-210， 四区温度为 210-230， 五区温 度为 210-230， 六区温度为 210-230， 七区温度为 230-250； 主机转速为 300-350rpm。 0014 本发明的抗菌塑料以 CBT 树脂作为塑料基材， CBT 树脂是聚对苯二甲酸丁二醇酯 说 明 书 CN 102796355 A 3 2/5 页 4 (PBT树脂)的低分子量环状低聚物， CBT树脂具有大环寡聚酯结构， 是不同低分子量环状齐 聚物的混合物， 它可在受热的条件下反应聚合成高分子量的 PBT 树脂。
11、。CBT 树脂在加热时， 会变得象水一样， 粘度极低， 200时其熔体粘体低至 18MPa.s， 本发明利用其低粘的特点， 通过加入甲壳素作为抗菌剂以得到高填充的复合抗菌塑料。 0015 甲壳素是自然界广泛存在的氨基多糖， 甲壳素是天然的抗菌物质， 具有较好的抗 菌性能。与其它的消毒剂相比， 壳聚糖具有杀菌能力强、 抗菌能力广泛、 对哺乳动物无细胞 毒性等优点。自然界的甲壳素有三种晶型， 、 、 - 晶型， 其中 - 甲壳素分子链间以相 互平行的方式排列， 属于单斜晶系。因为 - 甲壳素分子的平行晶体结构， 将自然界得到的 - 甲壳素粉碎后就可得到其短纤维。本发明以甲壳素纤维作为抗菌剂， 加入。
12、到 CBT 树脂 中， 可获得高填充率。 0016 本发明在制备过程中， 首先以低粘度的 CBT 树脂作为基材， 加入甲壳素纤维、 相容 剂和抗氧剂后混合均匀， 再通过双螺杆挤出机进行挤出造粒， 在加热的条件下， CBT 树脂聚 合成高分子量的 PBT 树脂， 得到抗菌 PBT 塑料。 0017 通过使用根据本发明的抗菌塑料及其制备方法， 具有如下有益效果 ： 本发明的高 填充甲壳素纤维增强抗菌 PBT 塑料， 抗菌剂为天然生物纤维甲壳素， 在增强材料机械性能 的同时， 还具有良好的抗菌性能， 满足长效抗菌的要求， 并且无毒、 环保。 本发明的高填充甲 壳素纤维增强抗菌 PBT 塑料的制备方法。
13、， 采用双螺杆挤出机进行熔融混合反应挤出造粒， 整个工艺简单、 环保。 0018 本发明的高填充甲壳素纤维增强抗菌PBT塑料可以得到高达50填充的PBT复合 材料。 【具体实施方式】 0019 下面结合实施例对本发明进行详细说明。 0020 实施例 1 ： 0021 一种抗菌塑料， 质量配比如下 ： 0022 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂 95、 甲壳素纤维 4.7、 相容剂 Y- 氨丙基三乙氧基 硅烷 0.2、 抗氧剂四 -(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸酯 季戊四醇酯 0.1。 0023 其制备过程如下 ： 0024 (1)按质量百分比称取组分 ： CBT树脂(采用Cycli。
14、cs公司的CBT160)质量比95； 甲壳素纤维质量比 4.7； 相容剂 Y- 氨丙基三乙氧基硅烷 ( 采用晨光化工 KH-550) 质量比 0.2； 抗氧剂 1010( 即四 -(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸酯 季戊四醇酯 ) 质量 比 0.1 ； 0025 (2) 将上述物料在高速混合机中混合 10 分钟 ； 0026 (3) 将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机中， 经熔融混合挤出造粒， 双螺杆挤 出机的工艺参数设置如下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度为 190-210， 四区温度为 210-230， 五区温度为 210-230，。
15、 六区温度为 210-230， 七区温 度为 230-250 ； 主机转速为 300-350rpm。 0027 实施例 2 ： 0028 一种抗菌塑料， 质量配比如下 ： 说 明 书 CN 102796355 A 4 3/5 页 5 0029 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂 80、 甲壳素纤维 18.5、 相容剂 1.2、 抗氧剂四 -(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸酯 季戊四醇酯 0.3。 0030 其制备过程如下 ： 0031 (1)按质量百分比称取组分 ： CBT树脂(采用Cyclics公司的CBT160)质量比80； 甲壳素纤维质量比18.5； 相容剂Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
16、(采用晨光化工KH-550)质量比 1.2； 抗氧剂 1010( 即四 -(3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸酯 季戊四醇酯 ) 质量 比 0.3 ； 0032 (2) 将上述物料在高速混合机中混合 10 分钟 ； 0033 (3) 将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机中， 经熔融混合挤出造粒， 双螺杆挤 出机的工艺参数设置如下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度为 190-210， 四区温度为 210-230 ， 五区温度为 210-230， 六区温度为 210-230， 七区 温度为 230-250 ； 主机转速为 300-350rpm。 0。
17、034 实施例 3 ： 0035 一种抗菌塑料， 质量配比如下 ： 0036 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂60、 甲壳素纤维37.6、 相容剂Y-氨丙基三乙氧基 硅烷 2、 抗氧剂 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯 0.4。 0037 其制备过程如下 ： 0038 (1)按质量百分比称取组分 ： CBT树脂(采用Cyclics公司的CBT160)质量比60； 甲壳素纤维质量比 37.6 ； 相容剂 Y- 氨丙基三乙氧基硅烷 ( 采用晨光化工 KH-550) 质量 比 2 ； 抗氧剂 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 亚磷酸三酯质量比 0.4 ； 0039 (2) 将上述物料在高速混合机中混合 。
18、10 分钟 ； 0040 (3) 将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机中， 经熔融混合挤出造粒， 双螺杆挤 出机的工艺参数设置如下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度为 190-210， 四区温度为 210-230， 五区温度为 210-230， 六区温度为 210-230， 七区温 度为 230-250 ； 主机转速为 300-350rpm。 0041 实施例 4 ： 0042 一种抗菌塑料， 质量配比如下 ： 0043 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂 50、 甲壳素纤维 46.5、 相容剂 Y- 氨丙基三乙氧 基硅烷 3、 抗氧剂 (2， 4 二叔丁基苯基 ) 。
19、亚磷酸三酯 0.5。 0044 其制备过程如下 ： 0045 (1)按质量百分比称取组分 ： CBT树脂(采用Cyclics公司的CBT160)质量比50； 甲壳素纤维质量比 46.5； 相容剂 Y- 氨丙基三乙氧基硅烷质量比 3； 抗氧剂 (2， 4 二叔丁 基苯基 ) 亚磷酸三酯质量比 0.5 ； 0046 (2) 将上述物料在高速混合机中混合 10 分钟 ； 0047 (3) 将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机中， 经熔融混合挤出造粒， 双螺杆挤 出机的工艺参数设置如下 ： 一区温度为 120-140， 二区温度为 160-190， 三区温度为 190-210， 四区温度为 210-230。
20、， 五区温度为 210-230， 六区温度为 210-230， 七区温 度为 230-250 ； 主机转速为 300-350rpm。 0048 下面对上述实施例制得的抗菌塑料颗粒进行性能测试 ： 说 明 书 CN 102796355 A 5 4/5 页 6 0049 将按上述实施例制得的抗菌塑料颗粒事先在 200 210的鼓风烘箱中交联 4 小 时， 然后再将交联干燥好的颗粒材料在注射机上进行注射成型制样， 注射成型模温控制在 80， 注塑成型温度控制在 230-270。 0050 拉伸性能测试按 ISO527-2 进行， 试样尺寸为 150104， 拉伸速度为 50mm/min ； 弯曲性能。
21、测试按ISO178进行， 试样尺寸为80104， 拉伸速度为2mm/min， 跨距为64mm， 简 支梁冲击强度按 ISO179 进行， 试样尺寸为 5564， 缺口深度为试样厚度的 三分之一。 0051 材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、 断裂伸长率、 弯曲强度、 弯曲模量 以及冲击强度数值进行评判。 PBT树脂及实施例1-4的配方及机械性能对照表如表1所示。 0052 表 1 0053 材料名称 PBT 树脂 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 PBT 树脂含量 100 95 80 60 50 甲壳素纤维含量 - 4.7 18.5 37.6 46.5 相容剂含量 - 0。
22、.2 1.2 2 3 抗氧剂含量 - 0.1 0.3 0.4 0.5 比重 1.31 1.30 1.27 1.25 1.22 弯曲强度 (Mpa) 82 85 97 120 122 弯曲模量 (Mpa) 2250 2339 2750 3651 3677 缺口冲击强度 (kJ/m2) 3 3 2.9 3.2 2.9 拉伸强度 (Mpa) 55 57 63 75 77 断裂伸展率 ( ) 40 8 1.4 0.5 0.4 0054 材料抗菌性能按 QB/T 2591-2003 抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果 标准 规定的测试方法进行测试， 细菌检验菌种为金黄色葡萄球菌ATCC 6538(革兰氏。
23、阳性菌)和 大肠埃希氏菌 ATCC25922( 革兰氏阴性菌 )， 真菌检验菌种为白色念珠菌 ATCC 10231。PBT 树脂及实施例 1-4 所得材料表面抗菌性能对照表如表 2 所示。 0055 表 2 0056 0057 0058 从表 1 的性能对比可以看出， 随着甲壳素纤维质量比例的增加， 材料的综合力学 性能上升， 但是从表 2 可知材料抗菌性随甲壳素纤维质量比例的增加而增强， 37.6抗菌 剂填充的材料具有较强的抗细菌和霉菌能力。 0059 在上述实施例中， 仅对本发明进行了示范性描述， 但是本领域技术人员在阅读本 说 明 书 CN 102796355 A 6 5/5 页 7 专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。 说 明 书 CN 102796355 A 7 。