[发明专利]一种抗菌聚碳酸酯/聚乳酸组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌组合物，进一步讲，涉及一种具有长效抗菌性能的聚碳酸酯/聚乳酸组合物及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的聚合物，具有突出的抗冲击能力，并具有较高的耐热性和耐寒性，是近年来增长速度最快的通用工程塑料之一，在光学、电子电气、汽车、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域有着广泛的用途。

聚乳酸(PLA)是一种具有生物相容性、生物降解性和良好力学性能等优点的聚合物，广泛应用于环保材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。以可生物降解的聚合物代替或部分代替传统石油基聚合物是解决环境污染问题的有效途径。

用聚碳酸酯与聚乳酸进行熔融共混，制备出一种综合两者优点且具有良好物理性能的合金材料，近几年成为一个研究的热点。PC/PLA合金可用于制备机械产品或部件、电子电气产品或部件、建筑材料、日用品等，如齿轮、阀门、电子类产品外壳、食品容器、玩具、办公用品等。专利CN101531807介绍了一种聚乳酸和聚碳酸酯共聚德无卤阻燃合金材料及其制备方法，将聚乳酸和聚碳酸酯按照一定的比例，并加入聚硅氧烷和氢氧化镁阻燃剂、抗冲改性剂、结晶促进剂等制备了阻燃可达V0级、力学性能优良、环境友好型的可生物降解材料。专利CN101671476A发明了一种芳香族聚碳酸酯与聚乳酸共聚物，通过加入一定量的酯交换剂，制备了具有良好力学性能的PC/PLA合金。

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，各种生活制品，包括冰箱、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抗菌热塑性抗菌塑料，包括：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等、抗菌聚碳酸酯(PC)、抗菌聚乳酸(PLA)。但是，目前关于抗菌PC/PLA合金的报道还很少见到。

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系抗菌剂存在成本高，易变色的缺点，在聚碳酸酯合金的加工过程中尤其容易发生变色；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。

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，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。聚胍具有很强的广谱抑菌、杀菌作用，对革兰氏阳性和阴性菌以及部分霉菌具有很强的杀灭作用。聚胍的种类也较多，常见的有：聚六亚甲基(双)胍盐酸盐、聚六亚甲基(双)胍丙酸盐、聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐、聚六亚甲基(双)胍月桂酸盐、聚氧乙烯基胍盐酸盐等，同时各国的研究人员也正致力于开发具有新型结构的胍基聚合物，改变其组成，提高其聚合度等，以进一步提高其杀菌性、稳定性等。

最近，将聚胍用于塑料、橡胶等领域的抗菌用途已经逐渐成为一个研究热点。例如，文献Synthesis and antimicrobial activity of polymeric guanidine and biguanidine salts，Polymer 40(1999)6189-6198报道了聚六亚甲基(双)胍盐酸盐和聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐在280℃的温度下，对多种细菌和真菌仍具有很好的杀菌效果，因此可以用于热塑性聚合物的抗菌处理。专利CN101037503A，发明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。并且，该专利没有提到将其用于PC/PLA合金的抗菌改性。