[发明专利]一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，具体涉及一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，该方法以二缩三乙二醇为溶剂和纳米粒子稳定剂，采用非水解溶胶‑凝胶法制备纳米ZnO，所得产品无需分离即可用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的缩聚反应；在PET的缩聚反应中，二缩三乙二醇作为亲水改性单体，参与PET的缩聚反应。该方法制备过程简单，纳米粒子在PET中分散均匀、抗菌性好，所得聚酯吸湿性好。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维强度大、挺括性好，在纺织服装、装饰和产业纺织品领域应用广泛。然而，常规聚酯纤维结晶度高、分子结构排列规整，且大分子中缺乏极性亲水基团，其公定回潮率仅0.4％，吸湿性差，易产生静电，影响穿着舒适性。在织物后整理阶段，通过亲水整理，可改善聚酯纤维的吸湿性，但往往存在整理效果不耐水洗的问题。

抗菌剂可分为天然、有机和无机抗菌剂三类。无机抗菌剂抗菌谱宽、安全性高、耐热性好，在塑料、造纸、建材等领域应用广泛。按照作用机理，无机抗菌剂可分为金属离子型和光催化型两大类，氧化锌作为光催化型无机抗菌剂的代表，其抗菌机理为在紫外光照射下，形成光生电子和空穴，空穴可将空气中的OH-和H₂O氧化成·OH，同时，导带上形成较高活性的电子可将空气中的氧还原成O^2-，这些·OH和O^2-不仅可使有机物氧化降解，还可穿透细胞膜导致细菌细胞的破裂和分解，起到杀菌作用。尽管无机抗菌剂优势明显，但用其作为抗菌成分制备抗菌母粒时，无机抗菌剂的粒径、分散性、与基体树脂相容性直接影响最终产品性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：克服常规PET纤维吸湿性差，现有氧化锌抗菌剂与PET相容性、分散性差的问题，提供一种制备亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，该方法以二缩三乙二醇和醋酸锌为原料，制备纳米ZnO分散液，然后将该分散液直接用于PET的制备，获得亲水抗静电抗菌共聚酯母粒。二缩三乙二醇既是溶剂又是纳米粒子稳定剂；在PET的聚合过程中，二缩三乙二醇作为亲水单体参与PET的改性，纳米ZnO在基体树脂中分散均匀、抗菌性好，所得聚酯吸湿性好。

本发明提供的一种亲水抗静电抗菌共聚酯母粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无水醋酸锌、二缩三乙二醇加入反应釜中，充分搅拌混合均匀，升温至120℃，搅拌至醋酸锌完全溶解后，缓慢升温至180-220℃保温30-60min，保温结束后，冷却至室温，即得纳米ZnO分散液；

其中，所述的无水醋酸锌与二缩三乙二醇的质量体积比为0.02-0.1g/mL；

(2)将对苯二甲酸和乙二醇投入聚合反应釜中，再加入催化剂乙二醇锑和热稳定剂磷酸三苯酯，通入氮气以排出釜内空气，230-250℃，0.1MPa-0.3MPa条件下进行酯化反应，控制釜顶温度为110-135℃，当酯化出水量达到理论值的95％时，酯化结束，加入步骤(1)所得的纳米ZnO分散液，然后在230-250℃，0.1MPa-0.3MPa条件下，继续酯化40-60min后，进入缩聚阶段；在260-285℃，真空度20-60Pa条件下进行缩聚反应，当乙二醇蒸出量大于理论量的92％，将转速调整为60r/min，待功率30W时，停止反应，充氮气加压，挤出反应产物并切粒。

其中，对苯二甲酸和乙二醇的摩尔比为1.0:1.2-1.4；纳米ZnO分散液与对苯二甲酸的质量比为80:100-120:100；乙二醇锑相对对苯二甲酸的质量分数为0.05％-0.1％；磷酸三苯酯相对对苯二甲酸的质量分数为0.05％-0.1％。