[发明专利]一种抗菌耐老化聚甲醛材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是涉及一种抗菌耐老化聚甲醛材料及其制备方法。

聚甲醛学名为聚氧亚甲基，英文名称polyxymethylene，简称POM，聚甲醛是一种主键上含有氧化亚甲基(-CH₂O-)键节的线型高分子化合物，是无侧链的高熔点、高密度、高结晶性的热塑性结晶聚合物，可采用注射成型、吹塑、挤压成型和旋转铸造的方法进行加工，具有优异的机械性能，突出的自润滑性和耐磨性，极好的耐疲劳性，较小的蠕变性、较好的尺寸和化学稳定性。正是由于这些优点，聚甲醛现已被广泛用于机械、汽车、建材、电器、仪表、办公用品以及医疗器械等领域。随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到医疗技术、运动器械以及与人体密切接触的日用品等方面。但聚甲醛热稳定性差、在热和光特别是紫外光的影响下会发生热氧老化降解，从而分解成甲醛，甲醛又会进一步被氧化成甲酸，甲酸又极大促进聚甲醛的分解，循环往复，导致其力学性能尤其是抗冲击韧性和断裂伸长率急剧下降，过早失去使用价值。且由于聚甲醛的抗菌性能很差，其制品用一段时间过后，表面会变得肮脏，滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物。不同的人接触就会导致交叉感染，成为细菌污染源和疾病传播源，会威胁到人类的健康，故而极大的限制了聚甲醛更广泛的应用。

有鉴于上述因素，近些年，国内外很多学者都在致力于研究开发具有抗菌功能的聚甲醛，取得了一定的成果。经检索，目前用于聚甲醛的抗菌剂按结构主要分为无机、有机和天然三大类。无机抗菌剂采用银、锌、铜等金属离子为抗菌剂，以磷酸盐、膨润土、沸石等多孔无机非金属材料为载体制得，具有抗菌效率高，耐热性强，但容易氧化变色而使抗菌能力降低乃至失效，力学性能大幅度下降，用量也相对较大，成本高，市场推广困难。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，虽然杀菌效率较高，添加量较少，但缓释性能差，易析出，影响抗菌持久性，且毒性较大，对人体健康会造成很大的潜在危害。与之相比，天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的，其来源广泛，成本低，具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点，故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成，抗菌成分较单一，抗菌谱窄，其与聚甲醛之间的相容性差，易产生团聚、分散不均匀等问题，且在使用过程中抗菌成分易析出，抗菌效果不能持久。此外，现有抗菌剂不能同时兼具抗菌耐老化和保健功能，为了达到聚甲醛制品所需的耐老化指标，添加抗氧剂是防止聚甲醛制品氧化的一种有效手段。但公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物，在阳光、氧和热作用下都有逐渐向聚甲醛制品表面析出的趋势，存在易失效和卫生安全隐患。

因此，研究出一种同时兼具抗菌耐老化、增香保健功能的同时提升力学性能，且功效持久，使用寿命长的聚甲醛材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂均匀分布在聚甲醛基体中而使多种生物活性物质协同增效的抗菌耐老化聚甲醛材料及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种抗菌耐老化聚甲醛材料，按重量百分比计，其原料配方组成为：聚甲醛70～90％，植物源提取物2～5％，纳米黄土5～17％，槟榔籽油1.2～3％，十四烷基二羟乙基氧化胺1.3～3％，三聚氰胺0.5～2％；所述的植物源提取物是由重量百分含量15～25％的谷精草、45～60％的鹿蹄草和25～35％的兰香草提取制得，其制备方法包括以下步骤：

①制备植物源提取物：按配方称取谷精草、鹿蹄草、兰香草分别去杂，洗净，干燥，粉碎成粗粉后混合，加入粗粉6～15倍量蒸馏水，60～75℃保温提取1～3h，离心、过滤，得到滤渣和滤液A，在滤渣中加入滤渣10～20倍量浓度为70～95wt％的乙醇溶液，50～60℃保温提取2～4h，离心、过滤，得到滤液B，合并滤液A和滤液B，过AB-8大孔树脂柱吸附，先用水洗，弃去水洗液，再用浓度为35～90wt％的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥，得到植物源提取物；