[发明专利]一种高韧性的PBT抗菌复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性的抗菌PBT复合材料及其制备方法，属于聚合物加工技术领域。本发明复合材料包括PBT 65～90份，醋酸乙烯酯基共聚物5～35份，抗菌剂0.1～4份，扩链剂0.05～3份；其中醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45～75％，该共聚物至少还含有乙烯结构单元。本发明的复合材料韧性好，强度高，抗菌性能优异，可应用于纤维及织物、塑料包装、汽车内饰件和医疗耗材等领域。

技术领域

本发明涉及一种高韧性的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)抗菌复合材料及其制备方法，属于聚合物加工技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)塑料因其强度高、耐疲劳性、尺寸稳定蠕变小、耐热老化、加工性能好,被广泛应用于汽车、电子电器、工业机械等领域。但PBT也存在着明显的缺点,比如,对缺口十分敏感,缺口冲击强度低,这是它作为工程塑料的主要缺点,韧性不足也成为推广应用的一大障碍。因此,对PBT的增韧改性研究一直是PBT高性能化的一个重要内容。专利CN106280302A和CN106496452A中都采用弹性体作为增韧剂与PBT熔融共混来提高PBT的韧性。然而，上述PBT材料的韧性并没有得到较明显的提升，且也不具备抗菌功能。

随着经济的快速发展，人们对抗菌型产品提出了越来越高的要求。无机抗菌材料因具有广谱抗菌、耐腐蚀、使用范围广、使用安全等优点，成为抗菌剂研究的热点。以ZnO为代表的活性氧化物是最早被应用的无机抗菌材料之一。从一些杀菌软膏到贴片式膏药，从化妆品到药物，都在大量的使用。研究表明，ZnO等氧化物抗菌剂对多种皮肤病尤其是由金黄色葡萄球菌引起的各种特异性皮疹、湿疹具有奇特的杀灭和抑制效果，是一类具有良好生物相容性、环境协调性和安全抗菌性的无机抗菌剂材料。人们通过在PBT材料中加入ZnO来改善其抗菌性，如专利CN 102838852 A在PBT材料中加入含有氧化锌的复合抗菌剂来赋予材料的抗菌性能。然而在熔融加工的过程中，氧化锌的加入会催化PBT的热降解，使材料的韧性显著降低，限制了PBT材料的应用。因此，极有必要发明一种稳定的高韧性PBT复合材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明构建了一种高韧性的PBT复合材料，虽然金属氧化物类抗菌剂的加入使材料降解，性能下降；但是通过在适当的阶段加入醋酸乙烯酯基共聚物和扩链剂，可以有效弥补降解导致的分子量降低，从而改善性能，使PBT复合材料不仅具有优异的力学性能，还具有很强的抗菌能力。PBT、醋酸乙烯酯基共聚物在螺杆挤出机/密炼机中熔融共混，利用醋酸乙烯酯基共聚物上的环氧基团与PBT上的端羧基或端羟基反应，实现反应增容，从而达到很好的增韧效果；同时，该醋酸乙烯酯基共聚物还能对PBT起到扩链效果，形成特殊的梳状共聚物结构，使得PBT的熔体强度明显提高，解决了PBT因熔体强度低而导致流动稳定性差的问题。本发明的PBT复合材料不仅具有优异的力学性能，还具有很强的抗菌能力，可广泛应用于纤维及织物、塑料包装材料、汽车内饰件、医用耗材等领域。

本发明的第一个目的是提供一种高韧性PBT复合材料，所述复合材料的配方，按照重量份配比，包括：PBT 65～90份，醋酸乙烯酯基共聚物5～35份，抗菌剂0～4份，扩链剂0～3份；所述抗菌剂包括氧化锌、氧化银、二氧化钛、氧化铈中的一种或多种。

在本发明的一种实施方式中，所述PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特性粘度为0.3～1.8dL/g。

在本发明的一种实施方式中，所述醋酸乙烯酯基共聚物中至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元。

在本发明的一种实施方式中，所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45～75％，甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5～10％。

在本发明的一种实施方式中，所述醋酸乙烯酯基共聚物还可以包括乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物。

在本发明的一种实施方式中，所述乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45～75％。