[发明专利]一种高性能抗菌复合材料及其制备方法

说明书

本发明本发明公开了一种高性能抗菌复合材料及其制备方法，所述高性能抗菌复合材料主要由以下组分按照重量份数制备而成：聚邻苯二甲酰胺(PPA)35～95份，乙烯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯‑丙烯酸甲酯(E‑GMA‑MA)5～50份，纳米银粉0.5‑35份，纳米二氧化钛0.5‑35份，分散剂5‑15份，偶联剂0.1～1.5份，抗氧剂0.5～1份。本发明中所选择的PPA/E‑GMA‑MA耐高温工程塑料合金材料作为骨架，赋予抗菌复合材料以优异的耐高温、高强度、高韧性的性能，并且提高了抗菌复合材料的抑菌杀菌效率，扩大复合材料的使用范围，使其可以广泛应用在军工、核电、高铁隧桥等耐高温高湿的环境设备部件上。

技术领域

本发明涉及功能性工程塑料材料领域，具体是一种高性能抗菌复合材料及其制备方法。

背景技术

抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料，在军工领域、医疗领域、民用食品包装等领域有极其广阔的应用前景。随着塑料的应用范围的扩大，抗菌塑料的应用领域得到进一步地扩展。现在，随着耐高温、高强度等综合性能的提高，工程塑料被作为传统金属制件的替代品，逐渐被应用于军工、高铁公路、石油领域，用以满足对制件的减重和耐腐蚀等要求。但是，在使用过程中，尤其是在潮湿环境中，塑料表面容易滋生微生物和藻类，情况严重时会直接影响设备和制品的使用性能。目前，针对高温塑料材料的抗菌性能的研究开发也鲜有报道。

因此，现有的塑料材料还有待进一步提高。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种高性能抗菌复合材料及其制备方法，这种复合材料具有优良的抗菌性能、耐高温、强度高的综合性能，以解决现有高性能材料不具备抗菌性能的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种高性能抗菌复合材料，所述复合材料主要由以下组分按照重量份数制备而成：

聚邻苯二甲酰胺(PPA)35～95份，乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸甲酯(E-GMA-MA)5～50份，银粉0.5-35份，二氧化钛0.5-35份，分散剂 5-15份，偶联剂0.1～1.5份，抗氧剂0.5～1份。

纳米银粉由于是纳米级的颗粒，由于其结构单元尺寸介于宏观物质和微观原子和分子之间，表现出特别的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，可以轻易地进入微生物体内，比表面积大，扩大了颗粒表面的活性位置，进入细胞膜(壁)后与细胞内额氧代谢酶的巯基结合，使呼吸酶失活，微生物由于呼吸代谢被阻断，窒息而死。

纳米二氧化钛是一种具备光催化功能的半导体材料，具有很高的表面活性，当二氧化钛受到一定能量的光子激发后，会发生光催化反应并产生许多具有强氧化性的活性物质(如羟基自由基、超氧根离子、双氧水)，这些活性物质能与微生物(细菌、真菌和病毒)内外的有机物进行氧化还原反应，从而在短时间内杀死微生物，起到抗菌杀毒的作用。

上述两种抗菌剂通过不同的抗菌抑菌原理，相互配合，不仅大幅度提高了高性能抗菌复合材料的抗菌杀毒想过，并且扩广了杀菌谱，使所述高性能抗菌复合材料可广泛应用于各种抗菌杀毒领域，耐高温性强，持续抗菌效果好。并且，纳米二氧化钛和纳米银粉具有很好的分散性能，与PPA、和 E-GMA-MA具有优良的相容性，与配方中其他成分(分散剂5-15份，偶联剂0.1～1.5份)的相互作用下，这些抗菌剂成分与其他有机成分充分混合并紧密结合在一起形成耐高温、高强度的高性能抗菌复合材料。

优选地，聚邻苯二甲酰胺的数均分子量为1.5万～5.0万，1.80MPa下热变形温度(HDT)为295-300℃。此PPA的选择耐热性能优良，与E-GMA-MA 的加工稳定性好，具有优良的相容性，可形成高韧性高强度的复合材料。