具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料功能化改性领域，具体涉及具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是以对苯二甲酸二甲酯(DMT)和1，4 - 丁二醇(1，4-BDO)或对苯二甲酸(PTA)与BG为原料制成的高聚物，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种热塑型聚酯类树脂，无臭、无毒、无味，该产品起源于60年代美国塞拉尼斯公司，虽然开发应用较晚，但由于它的性能优良，生产能耗小，污染小，既可采用酯交换法，也可采用直接酯化法生产，能直接利用PET的合成技术与生产装置，投资费用较低，工艺成熟，所以，近30年来得到了飞速的发展，广泛地应用于工程塑料和纤维加工业。
[0003]在赋予聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)抗菌性的传统做法，是将抗菌剂加入打聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂中，如合肥杰事杰新材料股份有限公司在专利201110312097.6 一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法描述一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物由以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸丁二酯70-80、阻燃剂15-20、抗滴落改性剂0.1-0.5、增韧剂3-8、抗菌剂0.3-1和加工助剂0.5_1，工艺过程是将干燥的聚对苯二甲酸丁二酯、阻燃剂、抗滴落改性剂、韧剂、抗菌剂和加工助剂，加入高速混合机中，在高速混合机中搅拌3-5min ;然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口 ；物料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制备得到聚对苯二甲酸丁二酯组合物。该发明的组合物具有良好的抗菌性，均衡的力学性能，较好的流动性，加工容易的优点。常熟市沈氏塑业有限公司在专利201310178172.3环保抗菌的聚对苯二甲酸丁二醇酯合金复合材料描述了一种环保抗菌的聚对苯二甲酸丁二醇酯合金复合材料是由以下重量份数的原料组成:聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂100?112份；聚酰胺树脂21?27份；烯烃树脂13?18份；相容剂6~9份；抗菌剂0.2-0.5份；玻璃纤维粉20~30份；抗氧剂0.7-1.4份；润滑剂0.6-0.9份；炭黑0.7-1.7份。经测试该材料具有如下性能指标:拉伸强度115?127MPa，弯曲强度190?225MPa，缺口冲击强度11.5?13.4kJ/m2 ;由于加入有廉价的抗菌剂，因此，能满足工业化放大生产要求。但这种添加型的抗菌树脂，抗菌剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂只是通过分子间作用力结合，随着时间的推移，很容易导致抗菌剂的流失。
[0004]近年来，负离子粉作为一种具有特殊功能的新型无机材料受到人们的关注，离子粉体中的成分是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐物质，具有热电性和压电性，受到环境的影响会释放出的负离子，并与空气中的氧分子结合形成氧负离子，其具有很高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的。
[0005]为克服类似上述抗菌剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之间的结合度差，将负离子矿粉与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)分子形成有机的整体，保证在填充负离子矿粉时聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的力学性能保持不变，我们利用负离子矿粉表面的羟基，使之与异氰酸酯反应，从而形成了负离子矿粉分子末端的异氰酸根，接枝上异氰酸根的负离子粉可以作为扩链剂和封端剂参与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的合成反应，从而将负离子矿粉有机结合在聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)分子链中。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法。
[0007]本发明的技术方案所采取的技术方案如下:
1、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂的制备在容器中加入100份的负离子矿粉，搅拌升温至120°C维持40min，后在高速搅拌下加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)，在100-105°C温度下继续反应70-75min后即得三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性的负离子粉，用做扩链剂。
[0008]2、酯化反应
在酯化反应釜中加入100份的对苯二甲酸(PTA)、50-100份的1，4 -丁二醇(1，4-BDO)、0.2-2份的复合钛系催化剂，搅拌均匀后在酯化温度205-225°C，常压下反应60-270min，得到酯化反应生成物(BHBT)。
[0009]3、缩聚反应
将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜，控制反应温度在250-260°C，经常压反应Ih后加入1-5份的扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5 kPa )反应I h，再在高真空(压力由133Pa降至33Pa )反应4_7h，直至搅拌桨轴功率不再增大为止。
[0010]本发明所述的复合钛系催化剂为Ti02-/S12Zla2O3。
[0011]本发明所述的扩链剂为步骤I合成的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉。
[0012]本发明具有的优点是:
将负离子矿粉有机结合在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)分子链中，使产品具有永久的抗菌功能，工艺方法简单，经济可行，市场前景广阔。
【具体实施方式】
[0013]以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
[0014]实施例1
1、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂的制备在容器中加入100份的负离子矿粉，搅拌升温至120°C维持40min，后在高速搅拌下加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)，在100-105°C温度下继续反应70-75min后即得三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性的负离子粉，用做扩链剂。
[0015]2、酯化反应
在酯化反应釜中加入100份对苯二甲酸(PTA)、50份的1，4 - 丁二醇(1，4 -BDO)、0.2份的Ti02-/Si02/La203催化剂，搅拌均匀后在酯化温度205°C，常压下反应60min，得到酯化反应生成物(BHBT)。
[0016]3、缩聚反应
将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜，控制反应温度在250°C，经常压反应Ih后加入I份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5 kPa )反应I h，再在高真空(压力由133Pa降至33Pa )反应4h，直至搅拌桨轴功率不再增大为止。
[0017]实施例2
1、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂的制备在容器中加入100份的负离子矿粉，搅拌升温至120°C维持40min，后在高速搅拌下加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)，在100-105°C温度下继续反应70-75min后即得三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性的负离子粉，用做扩链剂。
[0018]2、酯化反应
在酯化反应釜中加入100份PTA对苯二甲酸(PTA)、80份的1，4 - 丁二醇(1，4 -BDO)、I份的Ti02-/Si02/La203催化剂，搅拌均匀后在酯化温度215°C，常压下反应150 min,得到酯化反应生成物(BHBT)。
[0019]3、缩聚反应
将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜，控制反应温度在255°C，经常压反应Ih后加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5 kPa )反应I h，再在高真空(压力由133Pa降至33Pa )反应5.5h，直至搅拌桨轴功率不再增大为止。
[0020]实施例3
1、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂的制备在容器中加入100份的负离子矿粉，搅拌升温至120°C维持40min，后在高速搅拌下加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)，在100-105°C温度下继续反应70-75min后即得三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性的负离子粉，用做扩链剂。
[0021]2、酯化反应
在酯化反应釜中加入100份PTA对苯二甲酸(PTA)、100份的1，4 -丁二醇(1，4 -BDO)、2份的Ti02-/Si02/La203催化剂，搅拌均匀后在酯化温度225 °C，常压下反应270 min，得到酯化反应生成物(BHBT)。
[0022]3、缩聚反应
将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜，控制反应温度在260°C，经常压反应Ih后加入5份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5 kPa )反应I h，再在高真空(压力由133Pa降至33Pa )反应7h，直至搅拌桨轴功率不再增大为止。
【主权项】
1.具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法，其特征在于本发明的具体步骤是:在酯化反应釜中加入100份的对苯二甲酸(PTA)、50-100份的1，4 - 丁二醇(I，4-BD0)、0.2-2份的复合钛系催化剂，搅拌均匀后在酯化温度20 5-2 2 5 °C ,常压下反应60-2 70 min，得到酯化反应生成物(BHBT)，将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜，控制反应温度在250-260°C，经常压反应Ih后加入1-5份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5 kPa )反应I h，再在高真空(压力由133Pa降至33Pa)反应4_7h，直至搅拌桨轴功率不再增大为止。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法，其特征在于所述的复合钛系催化剂为Ti02-/Si02/La203。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法，其特征在于所述的扩链剂为三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法，其特征在于所述的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂的制备方法为:在容器中加入100份的负离子矿粉，搅拌升温至120°C维持40min，后在高速搅拌下加入3份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)，在100-105°C温度下继续反应70-75min后即得三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性的负离子粉。
【专利摘要】本发明提供具有抗菌功能的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制作方法,本发明的具体步骤是：在酯化反应釜中加入100份的对苯二甲酸（PTA）、50-100份的1，4-丁二醇(1,4-BDO)、0.2-2份的复合钛系催化剂，搅拌均匀后在酯化温度205-225℃,常压下反应60-270min，得到酯化反应生成物(BHBT),将酯化反应生成物(BHBT)导入缩聚釜,控制反应温度在250-260℃,经常压反应lh后加入1-5份的三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)改性负离子粉扩链剂，在低真空(压力由50kPa降至2.5kPa)反应lh,再在高真空(压力由133Pa降至33Pa)反应4-7h,直至搅拌桨轴功率不再增大为止,本发明将负离子矿粉有机结合在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)分子链中，使产品具有永久的抗菌功能。
【IPC分类】C08G63-91, C08G63-85, C08G63-183, C08G63-78
【公开号】CN104804178
【申请号】CN201510086148
【发明人】陈丽琴, 陈嘉炼, 陈昕雄
【申请人】泉州市奈斯材料科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年2月23日