一种抗菌抗静电聚酯薄膜的制作方法

文档序号:21360966发布日期:2020-07-04 04:34阅读:569来源:国知局

本发明属于聚酯薄膜技术领域,具体涉及一种抗菌抗静电聚酯薄膜。



背景技术:

聚酯薄膜(pet)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料,采用挤出法制成厚片,再经双向拉伸制成的薄膜材料。聚酯薄膜通常为无色透明、有光泽的薄膜(现已可加入添加剂粒子使其具有颜色),机械性能优良,刚性、硬度及韧性高,耐穿刺,耐摩擦,耐高温和低温,耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好,是常用的阻透性复合薄膜基材之一。聚酯薄膜因具有以上诸多的优良特性而被广泛应用于各种包装材料、胶片或膜片基材、电气绝缘材料、柔性印刷电路板等各个领域。

但是,由于聚酯是以共价键结合,其中所包含的极性基团非常少,且具有较高的结晶度,吸湿性差,所以极易导致在聚酯材料的表面产生静电积累,静电积累会产生许多不良后果:(1)导致材料表面容易吸附灰尘;(2)薄膜加工的工序中如果发生放电现象,而且在这些工序中有有机溶剂的使用,则存在引起火灾的风险;(3)当作为电气、电子零件等材料使用时,静电积累则容易导致零件破损。因此,有必要研究如何提高聚酯薄膜的抗静电性能。除此之外,提高聚酯薄膜的抗菌性能有利于拓展聚脂薄膜在一些具有抗菌要求的领域中的应用。

中国专利cn109111738a公开了一种抗菌抗静电pet复合材料及其制备方法,使用氩等离子体对pet进行处理,提升pet复合材料的抗静电性能,通过添加无机抗菌剂提高pet复合材料的抗菌性能。但采用氩等离子体处理的方式需要增加额外的处理工序,需要耗费额外的资源和时间,通过添加无机抗菌剂的方式改善pet的抗菌效果虽然能起到一定的抗菌作用,但将无机抗菌剂与抗静电处理后的pet共混挤出,无机抗菌剂不易均匀地分散,会影响抗菌效果,无机材料的添加还会对pet的力学性能造成不利影响,另外,在使用过程中,无机抗菌剂极易在pet复合材料中迁移甚至析出,从而失去抗菌效果。

中国专利cn110525002a公开了一种复合型抗菌抗静电防滑包装膜及其制备方法,该复合型抗菌抗静电防滑包装膜由上至下依次为:抗静电涂布层(1)、pet基膜层(2)、粘合层(3)、第一抗菌防滑层(4)、芯层(5)和第二抗菌防滑层(6),其中,所述抗静电涂布层(1)的厚度为1μm至5μm,该复合型抗菌抗静电防滑包装膜的总厚度为20μm至50μm。改包装膜虽然获得了抗菌和抗静电功能,但需要多道工序才能得到复合包装膜,工艺复杂,费时费力。



技术实现要素:

为了在不影响薄膜力学性能的前提下获得一种具有良好抗菌和抗静电效果的聚酯薄膜,本发明公开了一种抗菌抗静电聚酯薄膜,该聚酯薄膜中的聚酯组分由对苯二甲酸、乙二醇和抗菌抗静电组分聚合而成,使所获得的聚酯组分中具有抗菌结构和抗静电结构,无需额外添加小分子抗菌剂和抗静电剂,避免对聚酯薄膜的拉伸性能、力学性能等造成不利影响,而且能够获得良好持久的抗菌、抗静电效果。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种抗菌抗静电聚酯薄膜,包括以下重量份的各组分:聚酯50-70份、润滑剂1-4份、光稳定剂0.1-2份、抗氧剂0.1-1份、固化剂0.05-0.1份。

作为优选,上述聚酯的结构式为:

其中r为

所述聚酯的制备方法为:

(1)将对苯二甲酸、乙二醇和抗菌抗静电组分加入酯化反应釜内,三者的摩尔比为:1:1.0-1.4:0.05-0.1,搅拌均匀,加压至0.5-0.6mpa,升温至230-240℃,进行酯化反应0.5-1h,得到聚酯低聚体;

(2)将步骤(1)获得的聚酯低聚体送入聚合釜内,加压至0.9-1.0mpa,升温至240-255℃,进行聚合反应4-6h,得到聚酯树脂,将聚酯树脂加入挤出机中挤出造粒即可,反应方程式为:

作为优选,上述聚酯由对苯二甲酸、乙二醇和抗菌抗静电组分聚合获得,所述抗菌抗静电组分的结构式为:

所述抗菌抗静电组分的制备方法为:

(1)将溴化乙烯基三苯基膦和1,3-丙二醇-2,2-二(巯甲基)按照摩尔比1:2-3溶于过量的四氢呋喃中,在氩气保护下,在紫外线照射下搅拌反应24h(紫外线照射条件为:160w,波长303nm),然后用mwco1kda透析管对反应溶液进行彻底的透析,将透析得到的溶液进行旋蒸,得到固体产物,将固体产物溶于苯中并冷冻干燥,得到产物i,反应方程式为:

(2)将产物i、二丁基氧化锡、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮加入安装有回流冷凝器(带分水器)的反应釜内(其中:产物i与二丁基氧化锡的摩尔比为1:1-1.3,甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮的体积比为2:1,甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮的总质量为产物i和二丁基氧化锡总质量的3-5倍),通氮气,搅拌下加热至120℃反应10h。通过减压蒸馏除去溶剂和未反应的低沸点原料,得到黄色粘稠液体,用乙酸乙酯和己烷对黄色粘稠液体进行洗脱,得到白色沉淀,过滤白色沉淀,并在甲苯中重结晶,得到白色粉末状产物ii,反应方程式为:

(3)将2-乙烯基丙烷-1,3-二醇、二丁基氧化锡、甲苯、1-甲基-2-吡咯烷酮加入安装有回流冷凝器(带分水器)的反应釜内(其中:2-乙烯基丙烷-1,3-二醇与二丁基氧化锡的摩尔比为1:1-1.3,甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮的体积比为2:1,甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮的总质量为2-乙烯基丙烷-1,3-二醇和二丁基氧化锡总质量的3-5倍),通氮气,搅拌下加热至120℃反应6h,降温至80℃,取与2-乙烯基丙烷-1,3-二醇的摩尔比为1:1-1.5的二硫化碳,在1h内逐滴滴入反应釜内,然后升温至100℃,反应4h,再加入产物ii,并补充产物ii质量2-3倍的甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮混合物(甲苯和1-甲基-2-吡咯烷酮的体积比为2:1),升温至110℃,回流反应6h。减压蒸馏除去溶剂和低沸点残留物,得到黄色粘稠液体,用乙酸乙酯和己烷对黄色粘稠液体进行洗脱,得到白色沉淀,过滤白色沉淀,并在甲苯中重结晶,得到白色粉末状产物iv,反应方程式为:

(4)将产物iv和3-巯基-1,2-丙二醇按照摩尔比1:1-1.2溶于过量的四氢呋喃中,在氩气保护下,在紫外线照射下搅拌反应24h(紫外线照射条件为:160w,波长303nm),然后用mwco3.5kda透析管对反应溶液进行彻底的透析,将透析得到的溶液进行旋蒸,得到固体产物,将固体产物溶于甲苯中并冷冻干燥,得到抗菌抗静电组分,反应方程式为:

作为优选,上述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。

作为优选,上述光稳定剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和水杨酸酯类光稳定剂中的一种或几种。

作为优选,上述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂1098中的一种或几种。

作为优选,上述固化剂为三氟化硼乙胺。

作为优选,上述的抗菌抗静电聚酯薄膜,采用如下方法制备而成:按比例称取各组分,各组分充分混合均匀后加热干燥,然后加入熔融挤出设备中挤出,并经拉伸、热定型、冷却、收卷得到抗菌抗静电聚酯薄膜。

本发明具有如下的有益效果:(1)本发明以对苯二甲酸、乙二醇和抗菌抗静电组分作为原料,聚合得到聚酯组分,以聚合的方式向聚酯组分内引入具有抗菌和抗静电作用的结构,无需额外添加小分子抗菌剂和抗静电剂,避免对聚酯薄膜的拉伸性能、力学性能等造成不利影响;

(2)本发明的抗菌抗静电组分通过三苯基膦结构提供良好的抗菌效果,另外,抗菌抗静电组分中含有离子型结构,具有抗静电作用,离子的导电作用可以使静电及时泄露,避免电荷累积;

(3)本发明的抗菌抗静电组分中还具有1,5,7,11-四氧杂螺环[5,5]十一烷结构熔融挤出过程中,该结构在固化剂的作用下会发生开环聚合,开环过程中发生体积膨胀,可以有效降低薄膜拉伸过程中的孔隙率,减少薄膜孔隙。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

抗菌抗静电聚酯薄膜采用如下方法制备而成:按比例称取各组分,各组分充分混合均匀后加热干燥,然后加入熔融挤出设备中挤出,并经拉伸、热定型、冷却、收卷得到抗菌抗静电聚酯薄膜。

其中,挤出温度为230-300℃;拉伸为双向拉伸,纵向拉伸的拉伸温度为80-110℃,拉伸倍数为2.5-4.5倍,横向拉伸的拉伸温度为110-140℃,拉伸倍数为2.5-4.5倍;热定型温度为230-250℃,冷却温度低于80℃。

实施例1-3和对比例1-3中各组分及各组分用量见表1。

表1

表1中聚酯i+抗菌剂+抗静电剂中的抗菌剂和抗静电剂均按比例添加,其中,抗菌剂为壳聚糖季铵盐,抗静电剂为抗静电剂f695。

对实施例1-3和对比例1-3所获得聚酯薄膜进行各项性能测试,测试结果见表2。

表2

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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