[发明专利]一种抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的提高和卫生意识的增强，对各种抗菌材料制品的需求不断增加，其中抗菌塑料制品占很大的比重，包括各种生活制品，例如有冰箱、空调、各种食品容器、包装袋、洗衣机、玩具制品、吸尘器等等，都使用了各种不同的热塑性抗菌塑料，这些热塑性抗菌塑料包括抗菌聚丙烯(PP)、抗菌聚乙稀(PE)、抗菌聚苯乙烯(PS)、抗菌聚氯乙烯(PVC)、抗菌聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、抗菌尼龙(PA)、抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、抗菌聚甲醛(POM)、抗菌聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、抗菌聚碳酸酯(PC)/ABS合金、抗菌PP/ABS合金、抗菌PA/ABS合金等等。

目前，关于抗菌塑料加工的文献及相关专利较多。抗菌塑料的制备，主要是通过在塑料造粒过程中加入一定量的抗菌剂来实现。抗菌剂的种类很多，包括无机类抗菌剂、有机类抗菌剂两大类，无机类包括Ag，Zn-沸石、Ag， Zn-磷酸锆盐，Ag，Zn-水溶性玻璃等，有机类包括季胺盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等等。无机类抗菌剂和有机类各有优缺点，无机类耐热性较高，但存在Ag系抗菌剂易变色的缺点，且用量相对较大，成本较高；有机类抗菌剂杀菌效率较高，添加量较少，但存在耐热性差，易析出，安全性低等缺点。

胍基聚合物(聚胍)是一种阳离子杀菌聚合物，是九十年代出现的一种广谱、高效、无毒、无刺激稳定性好、热分解温度较高的新型杀菌剂，近年在杀菌领域成为研究的热点。聚胍的杀菌机理可以解释为：由于胍基具有很高的活性，使聚合物呈正电性，容易被通常呈负电性的各类细菌、病毒所吸附，从而抵制了细菌病毒的分裂功能，使细菌、病毒失去繁殖能力，并且聚胍形成的薄膜阻碍了微生物的呼吸通道，使微生物窒息死亡，从而起到很好的杀菌作用。

由于胍基是亲水基团，因此大部分聚胍的水溶性较强，使用时主要以其水溶液的形式，用于农业、食品、医院、餐饮等领域的环境或制品的表面消毒处理；另外，聚胍还主要用于纺织品的后整理，使其具有杀菌防霉功能。

随着人们生活水平的提高和卫生意识的增强，以及近年来多种传染病的流行，使得人们对各种抗菌材料制品的要求不断增加。最近，也有研究尝试将聚胍用于塑料、橡胶等领域的抗菌用途。例如，CN101037503A公开了一种制备聚六亚甲基胍丙酸盐粉末的生产方法，该发明利用离子分离交换膜，成功地将聚六亚甲基胍丙酸盐从水溶液中分离出来，制成粉末状样品，使其可以用于塑料、橡胶的抗菌助剂。但是，这种聚六亚甲基胍丙酸盐仍然具有一定的吸潮性，加入塑料或橡胶中后，如果经常在水中浸泡或者经常与水接触后，长时间后会逐渐从塑料或橡胶中析出来，抗菌效率会降低，甚至消失。因此，难以满足一些对耐水性要求较高的抗菌塑料或橡胶。

文献Synthesis and antimicrobial activity of polymeric guanidine and biguanidine salts，Polymer 40(1999)6189/6198报道了合成了一种厌水性的聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐，但厌水性的聚六亚甲基(双)胍硬酯酸盐的抗菌效率相对于水溶性的聚六亚甲基(双)胍盐酸盐或者聚六亚甲基(双)胍丙酸盐要差很多，通常需要在塑料中加入双倍甚至更多于水溶性聚胍的质量才能达到同样的抗菌效果。原因可能是，一方面引入的硬酯酸根分子量比盐酸根和丙酸根等无机酸根的分子量要大得多；另一方面，硬酯酸根可能会削弱对聚胍的抗菌作用。此外，聚六亚甲基(双)胍硬酯酸盐加入到塑料中后，容易使制品颜色发黄，限制了其在一些白色或透明塑料制品中的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的含聚胍抗菌剂的抗菌塑料耐水性差的缺陷，提供一种耐水性好的抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种制备抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料的方法，该方法包括：

(1)在含水溶剂存在下，将聚胍盐与羟基吡啶硫酮钠混合接触得到固体物，将所述固体物干燥，并粉碎得到抗菌剂；其中，所述聚胍盐包括聚六亚甲基胍盐和聚六亚甲基双胍盐；

(2)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、所述抗菌剂、可选地热稳定剂、可选地成核剂进行熔融共混、挤出造粒、烘干然后注塑成型。

本发明中，聚六亚甲基胍盐不包括聚六亚甲基双胍盐，本领域技术人员知悉它们有各自的物质种类涵盖且相互没有交集。