CN111234456A - 一种防老化防霉聚醚醚酮材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防老化防霉聚醚醚酮材料及其制备方法，其由以下组分按重量份制备而成：100份聚醚醚酮、0.5‑1份氧化锌、0.5‑1份苯并三唑、1‑2份二氧化钛、1‑2份KH550、0.5‑1份助剂。本发明中氧化锌、二氧化钛、苯并三唑进行复配，这种复配物不仅能够穿透细菌的细胞壁与细胞的核酸上碱基结合杀死细菌，还可以缓慢分解出带负电的电子与带正电的空穴，与细菌内的有机物反应杀死细菌，具有长期杀菌效果。另外，这种复配物还具有良好的防老化效果，比单纯的添加苯并三唑或二氧化钛或氧化锌防老化效果更加优异。

Description

一种防老化防霉聚醚醚酮材料及制备方法
技术领域
本发明属于高分子技术领域，具体是一种防老化防霉聚醚醚酮材料及制备方法。
背景技术
聚醚醚酮是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能，103赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H。根据重复单元的化学结构，聚醚醚酮可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚醚醚酮三种。根据链间相互作用力，可分为交联型和非交联型。聚醚醚酮作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
随着其应用的不断开发，人们对聚醚醚酮提出了更高、更具体的要求，比如要求具有抗菌防霉性能。这是因为塑料因内部助剂迁移或外界污染等原因，容易产生霉菌，影响制品的使用。另外，聚醚醚酮为了提高其防老化性能，一般添加了增韧剂，而常用增韧剂所含有的小分子物质、单体是霉菌的营养源，促进霉菌生长，在防霉材料中增加了抗菌剂的消耗量。
目前一般通过添加抗菌剂来实现这一目的，其中天然抗菌剂安全性高但耐热性差，易碳化分解；有机抗菌剂杀菌快速高效，但是存在长效性差的缺点；无机抗菌剂杀菌长效性好，但是抑菌效果慢，且银、铜类抗菌剂存在易变色的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防老化防霉聚醚醚酮材料及制备方法，该材料有高效抗菌效果，长期防霉性好，且成本较低。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防老化防霉聚醚醚酮材料，由以下组分按重量份制备而成：
Figure BDA0001883135910000021
进一步方案，所述聚醚醚酮在230℃/2.16kg条件下熔体质量流动速率为35-45g/10min。
所述二氧化钛为金红石型，平均粒径为10微米。
所述助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯和褐煤蜡按重量比1:1:3进行复配而成。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种防老化防霉聚醚醚酮材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量配比称得100份聚醚醚酮、0.5-1份氧化锌、0.5-1份苯并三唑、1-2份二氧化钛、1-2份KH550、0.5-1份助剂，在高速混合机中混合；
(2)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，造粒得一种防老化防霉聚醚醚酮材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为230-400℃。
本发明的有益效果：
1、本发明中氧化锌、二氧化钛、苯并三唑进行复配，这种复配物不仅能够穿透细菌的细胞壁与细胞的核酸上碱基结合杀死细菌，还可以缓慢分解出带负电的电子与带正电的空穴，与细菌内的有机物反应杀死细菌，具有长期杀菌效果。
2、这种复配物还具有良好的防老化效果，比单纯的添加苯并三唑或二氧化钛或氧化锌防老化效果更加优异。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明各实施例所用的聚醚醚酮在230℃/2.16kg条件下熔体质量流动速率为40g/10min；二氧化钛为金红石型，平均粒径为10微米。
实施例1
称取100份聚醚醚酮、氧化锌0.5份、苯并三唑0.5份、二氧化钛1份、KH550 1份和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.1份、褐煤蜡0.3份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，挤出造粒得到防老化防霉聚醚醚酮材料。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
实施例2
称取100份聚醚醚酮、氧化锌1份、苯并三唑1份、二氧化钛2份、KH550 2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.15份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.15份、褐煤蜡0.45份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，挤出造粒得到防老化防霉聚醚醚酮材料。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
实施例3
称取100份聚醚醚酮、氧化锌0.5份、苯并三唑1份、二氧化钛1.5份、KH550 1.5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.15份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.15份、褐煤蜡0.45份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，挤出造粒得到防老化防霉聚醚醚酮材料。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
实施例4
称取100份聚醚醚酮、氧化锌1份、苯并三唑1份、二氧化钛2份、KH550 2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.2份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份、褐煤蜡0.6份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，挤出造粒得到防老化防霉聚醚醚酮材料。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
对比例1
称取100份聚醚醚酮、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.1份、褐煤蜡0.3份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
对比例2
称取100份聚醚醚酮、二氧化钛1份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.1份、褐煤蜡0.3份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
对比例3
称取100份聚醚醚酮、氧化锌0.5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.1份、褐煤蜡0.3份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
对比例4
称取100份聚醚醚酮、苯并三唑0.5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)0.1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.1份、褐煤蜡0.3份，在高速混合机中混合5分钟；
将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。
挤出机温度设置为：Ⅰ区230℃、Ⅱ区240℃、Ⅲ区350℃、Ⅳ区380℃、Ⅴ区390℃、Ⅵ区400℃，机头400℃。
以上实施例1-4与对比例1-4造粒后，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条。样条在恒温23℃、干态条件下放置48小时后按照标准测试冲击强度和光老化前防霉等级。剩余样条按照GB/T 16422.1-2006氙灯光老化1000小时后再测试光老化后防霉等级。测试结果见表1。
表1
Figure BDA0001883135910000061
将实施例与对比例制备的材料进行氙灯老化试验，试验条件如下：
辐照度：0.55W/(m2.nm)@420nm，
连续光照：黑标温度：(100±2)℃，相对湿度：(50±5)％，
滤镜：Window–B/SL，
暴露时间：3000小时。
将老化后的试验及对比试验做色差对比，数据如下：
表2
Figure BDA0001883135910000062
通过表1、表2可以看出，本发明中氧化锌、二氧化钛、苯并三唑进行复配，这种复配物不仅能够穿透细菌的细胞壁与细胞的核酸上碱基结合杀死细菌，还可以缓慢分解出带负电的电子与带正电的空穴，与细菌内的有机物反应杀死细菌，具有长期杀菌效果。
另外，这种复配物还具有良好的防老化效果，比单纯的添加苯并三唑或二氧化钛或氧化锌防老化效果更加优异。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防老化防霉聚醚醚酮材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚醚醚酮 100份
氧化锌 0.5-1份
苯并三唑 0.5-1份
二氧化钛 1-2份
KH550 1-2份
助剂 0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种防老化防霉聚醚醚酮材料，其特征在于：所述聚醚醚酮在230℃/2.16kg条件下熔体质量流动速率为35-45g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种防老化防霉聚醚醚酮材料，其特征在于：所述二氧化钛为金红石型，平均粒径为10微米。
4.根据权利要求1所述的一种防老化防霉聚醚醚酮材料，其特征在于：所述助剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯）、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯和褐煤蜡按重量比1:1:3进行复配而成。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种防老化防霉聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按重量配比称得100份聚醚醚酮、0.5-1份氧化锌、0.5-1份苯并三唑、1-2份二氧化钛、1-2份KH550、0.5-1份助剂，在高速混合机中混合；
（2）将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，造粒得一种防老化防霉聚醚醚酮材料；所述双螺杆挤出机的挤出温度为230-400℃。
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