一種高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯是一種分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，是一種強韌的熱塑性 樹脂，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。聚碳酸酯具有 高沖擊強度、使用溫度范圍廣、耐疲勞性佳、無味無臭等優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用在玻璃裝配業(yè)、汽 車工業(yè)和電子電器工業(yè)上。但是，脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，通常 需要對聚碳酸酯制品進行特殊的處理，這限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用，提高聚碳酸酯 的硬度，使其有更廣泛的應(yīng)用顯得尤為重要。
[0003] 作為一種增長速度最快的通用工程塑料，其應(yīng)用的行業(yè)越來越多，特別是應(yīng)用在 一些包裝、醫(yī)療保健、辦公設(shè)備領(lǐng)域，這些制品都與人們密切接觸，其制品抗菌防污就顯得 尤為重要，隨著人們生活水平的提高，人們對塑料制品環(huán)保健康方面也越來越重視。
[0004] 中國專利公開號CN103059541A，公開日2013年4月24日，發(fā)明的名稱為抗菌聚碳 酸酯塑料，該申請案公開了一種有效的抑制細菌生長的聚碳酸酯塑料，其在聚碳酸酯塑料 中添加了復(fù)合抗菌劑以達到抗菌的效果，該復(fù)合抗菌劑由柏木油、殼聚糖、納米二氧化鈦、 納米氧化銀、聚六亞甲基胍磷酸鹽和N-(三氯甲硫基）鄰苯二甲酰亞胺組成，其不足之處在 于，其抗菌劑用量過于復(fù)雜，成本過高，長期使用過程中，抗菌性能可能受紫外線的照射、使 用環(huán)境的變化等影響，存在不穩(wěn)定因素，而且，該方案制備出來的聚碳酸酯塑料依然存在機 械性能不高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材 料，降低成本的同時能提高聚碳酸酯的機械性能，有效的抵抗外界惡劣環(huán)境，保證其長效的 抗菌性能。
[0006] 本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 一種高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材料，包括下述重量份組成的各原料組分：聚碳酸酯 ΚΚΓ200份，抗菌碳酸鈣填料20~30份，偶聯(lián)劑5~10份，相容劑10-15份，玻璃纖維20~30 份，所述的抗菌碳酸鈣填料包含納米銀0. 5~1份、納米氧化鋅1~3份、石灰乳20~30份。
[0007] 納米銀的殺菌能力很強，極少量的納米銀就可以產(chǎn)生強大的殺菌作用，能在數(shù)分 鐘內(nèi)殺死大腸桿菌、淋球菌、沙眼衣原體等數(shù)十種致病微生物，而且不會產(chǎn)生耐藥性，而納 米氧化鋅同樣具有殺菌的性能，在本配比下相混合，能提高殺菌性能的情況下能有效的降 低成本。
[0008] 所述納米銀和納米氧化鋅直徑為25飛Onm。在這個粒徑范圍的納米銀和納米氧化 鋅與碳酸鈣較好的配合，生成碳酸鈣時，納米銀粒子間不會因為過分聚集而導(dǎo)致研磨后破 壞掉碳酸鈣覆蓋層。
[0009] 所述的聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯較脂肪族聚碳酸酯機械強度 高，其應(yīng)用面更廣。
[0010] 所述的抗菌碳酸鈣填料粒徑5~12 μ m。所述的碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣，除了能降低塑 料的成本外，更有利于與塑料融合在一起，提高塑料制品的硬度和剛度，增強力學(xué)性能，并 且能使制品的彈性模量顯著提高，提高尺寸穩(wěn)定性。
[0011] 所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。在塑料混配中，偶聯(lián)劑可降低合成樹脂熔體的粘 度，改善聚碳酸酯與無機填充劑和增強填料之間的界面性能以提高加工性能，進而使制品 獲得良好的表面質(zhì)量。
[0012] 所述的相容劑為馬來酸酐接枝Ρ0Ε。馬來酸酐接枝Ρ0Ε通過引入強極性反應(yīng)性基 團，使材料具有高的極性和反應(yīng)性，改善了無機填料與有機樹脂相容性，提高產(chǎn)品的拉伸、 沖擊強度，實現(xiàn)高填充，減少樹脂用量，改善加工流變性，提高表面光潔度。
[0013] 所述的玻璃纖維直徑1~30μπι，長度玻璃纖維能夠提高聚碳酸酯的力學(xué) 性能和剛性，線膨脹系數(shù)大大減小，提高尺寸穩(wěn)定性，并且能取代部分碳酸鈣，避免添加過 量的碳酸鈣導(dǎo)致塑料韌性降低和缺口沖擊強度降低的問題，與碳酸鈣一起起到充當骨架的 作用。
[0014] 所述配方中還包含其他助劑1~2份，所述的其它助劑為抗氧化劑、增韌劑、穩(wěn)定 劑、分散劑中的一種或多種?？梢赃m應(yīng)性地添加以提高制品的性能。
[0015] 所述的抗菌碳酸鈣填料的制備方法如下： 51 :按配比將納米銀和納米氧化鋅相互混合緩慢加入到處于攪拌狀態(tài)的石灰乳中，同 時將C0 2通入到石灰乳中得到碳酸鈣沉淀； 52 :將S1中制備的碳酸鈣沉淀經(jīng)過脫水、干燥、粉碎和過篩得到抗菌碳酸鈣，干燥溫度 為 10(T500°C。
[0016] 載銀的無機抗菌劑不夠穩(wěn)定，在紫外線照射下或加熱至一定溫度后銀較易轉(zhuǎn)化為 氧化銀而使其制品著色、變灰或變黑，從而影響使用效果，S1步驟中制備的碳酸鈣，能以納 米銀和納米氧化鋅為核心，逐漸在其表面形成一個碳酸鈣覆蓋層，保護層表面有微小的孔 道，在保證塑料強度的同時，也能起到抗菌除菌的作用，由于碳酸鈣包裹納米銀，納米銀穩(wěn) 定性得到較大的提高，使其在塑料中能長效的抗菌。
[0017] 所述的高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材料制備方法如下： 511 :按所述配比將偶聯(lián)劑與抗菌碳酸鈣填料混合均勻，超聲2(T30min ; 512 :按所述配比將玻璃纖維與相容劑混合均勻； 513 :將S12和S13所制備的與聚碳酸酯相互混合在20(T400°C熔融混煉，后冷卻擠出。
[0018] 首先將偶聯(lián)劑和抗菌碳酸鈣填料相混勻，再添加到聚碳酸酯中混煉，偶聯(lián)劑對填 料表面進行改性處理，降低粒子間的親和力，使填料更好的在聚碳酸酯中分散，降低了粒子 間的團聚程度，填料的均勻分散有利于機械性能和抗菌性能的提高。相容劑處理過的玻璃 纖維，其與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應(yīng)力，從而增強了纖維與樹脂之間 粘合的強度，提高了復(fù)合材料的性能，同時還可以防止其他介質(zhì)向界面滲透，改善了界面狀 態(tài)，有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：制造簡便，提供一種高硬度的聚碳酸酯的 同時能有效提高聚碳酸酯制品抗菌性能，有效的防止抗菌劑在長期使用后存在性能不穩(wěn)定 的狀況，具有強效的長效抗菌功能。
【具體實施方式】
[0020] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作出進一步地詳細闡述，但實施例并不對本發(fā)明做 任何形式的限定。
[0021] 實施例1 一種高硬度聚碳酸酯抗菌復(fù)合材料，包括下述重量份組成的各原料組分：聚碳酸酯 100份、抗菌碳酸鈣填料20份、偶聯(lián)劑5份、相容劑10份、玻璃