[发明专利]一种荧光抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域的一种荧光抗菌聚丙烯材料及其制备方法和应用。所述荧光抗菌聚碳酸酯复合材料包含有共混的聚碳酸酯树脂和荧光抗菌高分子材料，其中聚碳酸酯树脂以100重量份计，荧光抗菌高分子材料为0.1～20份；所述荧光抗菌高分子材料为马来酸酐共聚物锌盐衍生物。所述荧光抗菌聚碳酸酯复合材料激发光范围为300‑600nm，发射光范围为300‑700nm。所述荧光抗菌聚碳酸酯复合材料对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抗菌率均大于99％。本发明的荧光抗菌聚碳酸酯复合材料所涉及原料价格低廉，制备方法简单且环境污染低，且所述荧光抗菌碳酸酯复合材料的荧光性能优异、安全性高、抗菌效果持久，适于工业化应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更进一步说，涉及一种具有荧光性能的抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会不断发展，社会经济和人民生活水平不断提高，卫生安全问题也越来越受到人们的重视。在自然界中有着众多的有害细菌、真菌、病毒等微生物，对人类的身体健康造成了严重的危害，其中一些甚至可以危机人类的生命健康。因此，为了满足人民在环境卫生等问题上的日子增长的需要，各国研究人员都在开发高效的抗菌材料。

大部分的抗菌材料都是通过添加抗菌剂到基体中，传统的抗菌剂通常可以通过印制或杀死细菌实现整个材料的抗菌效果。与常规的物理和化学杀菌手段相比，这种方法简单方便。传统的抗菌剂主要可以分为无机和有机两大类，但添加量较大，也会存在析出现象，会对产品的性能产生影响。

聚碳酸酯是五大工程塑料中需求增速最快的热塑性材料，具有优异的机械和热性能，广泛应用于电子电器、板材薄膜、汽车工业、光学存储介质、医疗器械、防护器材等领域，，并迅速扩展到航天航空、光学元件、光电信息等新兴领域。在这些领域中，有很多需要抗菌功能来改善现有的卫生安全，因此开发一款新型的抗菌聚碳酸酯材料具有十分重要的意义。

目前，绝大多数的抗菌聚碳酸酯材料都是通过添加传统的无机或有机小分子抗菌剂来实现抗菌效果的，中国专利CN102827469A公开了一种抗菌聚碳酸酯，该技术通过添加纳米氧化银、纳米氧化钛等无机抗菌剂以及聚六亚甲基胍磷酸盐等有机小分子抗菌剂实现了聚碳酸酯材料的抗菌效果，无机抗菌剂和小分子抗菌剂极易析出，从而影响产品的使用寿命和抗菌效果。中国专利CN107459802A公开了一种抗菌的聚碳酸酯塑料，该技术将纳米氧化银和纳米氧化锌分散在陶瓷粉末和硅酸钠中，与复配的有机季铵盐溶液混合后作为复合抗菌剂使用，同时还加入了大量的成膜剂，该技术制备的聚碳酸酯材料具有抗菌效果与较好的成膜性。但大量的添加剂会影响产品的其他性能，同时银系抗菌剂会在阳光照射下发生变色，影响产品的外观和抗菌效果。

锌元素是人体必需的微量元素，由锌元素制备的抗菌剂具有高效、安全、杀菌谱广等优点，中国专利CN104072644B公开了一种具有抗菌活性的聚合物，该技术通过在尼龙、聚碳酸酯、聚碳酸酯等材料的聚合过程中添加吡咯烷酮-羧酸锌、氧化锌、氢氧化锌、吡咯酮锌、吡咯硫酮锌等锌盐混合物来制备得到具有抗菌效果的聚合物。但传统的无机类锌抗菌剂会存在与聚碳酸酯等聚合物相容性问题，需要进行表面改性；有机锌抗菌剂分解温度低、易析出，如果能制备出耐热性高、抗菌效果持久的有机锌抗菌剂无疑会具有重要的应用意义。

荧光是一种特殊的材料性能，是指当材料被具有能量的光照射时，材料的电子吸收光能而发生跃迁进入激发态，当电子从激发态回归至基态过程中发出与照射光波长不同的发射光。荧光材料在防伪、探针、标记等领域有着广泛的应用。如果将一种同时赋有荧光和抗菌性能的高分子聚合物材料应用于聚碳酸酯，将具有极大的工业价值。

到目前为止，同时具有荧光和抗菌功能的聚碳酸酯的研究较少，因此，开发低成本、抗菌效果持久的荧光抗菌聚碳酸酯材料及其生产流程具有极其重要的市场价值和经济意义。

发明内容