阅读说明：本技术 铜系抗菌pet拉丝母粒的制备方法及其产品和应用 (Preparation method of copper-based antibacterial PET (polyethylene terephthalate) wire-drawing master batch, product and application thereof ) 是由 王岩岩 林琳 陈超 吴晓燕 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铜系抗菌PET拉丝母粒及其制备方法和应用,向二价铜盐溶液中加入碳酸盐和氨水,形成沉淀,将沉淀过滤洗涤后,在一定功率下微波辐射处理后,得到氧化铜颗粒；将上述氧化铜、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇、稳定剂和催化剂按比例加入到聚酯反应器中采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒,将氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒和基体聚合物按一定质量比在180～280℃下共混熔融纺丝获得铜系抗菌PET纤维。本发明的方法操作简单、生产效率高、抗菌效用持久,具有广阔的应用前景。(The invention discloses a copper-based antibacterial PET (polyethylene terephthalate) wire-drawing master batch as well as a preparation method and application thereof, wherein carbonate and ammonia water are added into a cupric salt solution to form a precipitate, and the precipitate is filtered, washed and subjected to microwave radiation treatment under certain power to obtain copper oxide particles; adding the copper oxide, terephthalic acid (PTA), ethylene glycol, a stabilizer and a catalyst into a polyester reactor in proportion, preparing copper oxide/polyester-based composite antibacterial master batch by in-situ polymerization, and blending the copper oxide/polyester-based composite antibacterial master batch and a matrix polymer according to a certain mass ratio at 180-280 ℃ for melt spinning to obtain the copper-based antibacterial PET fiber. The method has the advantages of simple operation, high production efficiency, durable antibacterial effect and wide application prospect.)

铜系抗菌PET拉丝母粒的制备方法及其产品和应用

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料技术领域。具体涉及一种铜系抗菌PET拉丝母粒的制备方法及其产品和应用。

背景技术

功能纤维指通过加工和材料改性使传统棉纤、化纤具有多种多样的特殊功能，如防紫外、远红外、消光、冰凉丝等等，由于人们对身体健康日益关注，抗菌纤维及织物得到了大力发展。抗菌纤维通常指在纤维中加入抗菌材料，使其具有长久的抑菌效果，在日常生活中保护我们的身体。

在各种抗菌剂中，无机抗菌剂由于其特有的无毒、无害、耐高温、稳定性好的特点，成为高分子材料抗菌添加剂的首选。无机抗菌剂中以银系、铜系、锌系为主，由于银易变色且价格昂贵，锌的抗菌效果不如铜，且铜可以增加皮肤弹性，因此，铜系抗菌纤维的研发受到纤维相关科研机构和厂商的青睐。

目前，铜系抗菌纤维的制备方法主要有熔融共混法和原位聚合法，而熔融共混法制备出的复合材料存在抗菌剂分散性较差的弊端。众所周知，抗菌剂只有均匀分布在纤维中才能发挥稳定持久的抗菌效果，因此，本专利采用原位聚合法制备铜系聚酯母粒。微波辐射由于独特的反应特性如热容的增加导致反应速率的增加，因而很快的应用于材料科学方面。与传统方法相比，微波辐射法具有反应时间短，可制备出小粒径物质，窄的粒径分布和高纯度的特点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种铜系抗菌PET拉丝母粒的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的铜系抗菌PET拉丝母粒产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种铜系抗菌PET拉丝母粒的制备方法，其特征在于利用微波辐射法快速、高效制得粒径均匀的氧化铜，提高了氧化铜的质量；然后，采用原位聚合法制得氧化铜/聚酯母粒，具体步骤如下：

第一步：制备氧化铜

a、向0.1mol/L的二价铜盐溶液中加入0.01~0.3mol/L的碳酸盐溶液，同时滴加氨水使溶液的PH值达到8~9，铜盐溶液、碳酸盐溶液的体积比为1:10~5:2，将沉淀过滤洗涤；

b、将洗涤后的沉淀置于200℃温度下微波辐射功率为200~1000w处理1~5min，得到黑色氧化铜颗粒；

第二步：制备铜系抗菌PET拉丝母粒

将氧化铜颗粒、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇、稳定剂和催化剂加入到聚酯反应器中采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒，其中氧化铜占母粒质量的1~15wt%，对苯二甲酸占母粒质量的50~80wt%，乙二醇占母粒质量的10~30wt%。

所述二价铜盐为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中的一种或几种。

所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸胺中的一种或几种。

所述稳定剂为有机锡、铅盐、三羟甲基丙烷、稀土稳定剂中的一种或几种，其使用量为母粒质量的0.01~0.2wt% 。

所述催化剂为硫化锑、氧化锑、硝酸锑、氯化锑、乙酸锑中的一种或几种，其使用量为母粒质量的2~8wt%。

所述原位聚合的工艺条件为：聚合温度为230～290℃，反应过程中的压力变化为-0 .2～0 .5 MPa。

本发明提供一种铜系抗菌PET拉丝母粒，如上述任一项所述方法制备得到。

本发明提供一种铜系抗菌PET拉丝母粒在功能纤维中的应用。

该母粒可以纯纺也可与天然纤维和化纤纤维混纺，可涵盖床上用品、家居织物、装饰织物、服装袜子等领域，也可广泛应用于医院各种卫生服饰辅料、食品行业专用服装、鞋用材料、手套及各种内衣裤。

向二价铜盐溶液中加入碳酸盐和氨水，形成沉淀，将沉淀过滤洗涤后，在一定功率下微波辐射处理后，得到氧化铜颗粒；将上述氧化铜、对苯二甲酸(PTA)、乙二醇、稳定剂和催化剂按比例加入到聚酯反应器中采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒，将氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒和基体聚合物按一定质量比在180～280℃下共混熔融纺丝获得铜系抗菌PET纤维。本发明的方法操作简单、生产效率高、抗菌效用持久，具有广阔的应用前景。

本发明铜系抗菌PET拉丝母粒有益效果在于：

1.本发明铜系抗菌PET拉丝母粒可应用于床上用品、家居织物、装饰织物、服装袜子、医院各种卫生服饰辅料、食品行业专用服装、鞋用材料、手套及各种内衣裤等领域。

2.本发明铜系抗菌PET拉丝母粒具有生产工艺简单、生产效率高、无环境污染、可连续性规模化工业生产等特点。

3.本发明制备的氧化铜粒径均匀，纯度高，在聚酯中分散性好，所获得的铜系纤维具有抗菌长效、快速的优异性能。

具体实施方式

本发明下面通过具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例1

一种铜系抗菌PET拉丝母粒，利用微波辐射法快速、高效制得粒径均匀的氧化铜，然后，采用原位聚合法制得氧化铜/聚酯母粒，按如下步骤制备：

第一步：制备氧化铜

a、向0.1mol/L的硝酸铜盐溶液中加入体积比为1:2的0.1mol/L的碳酸盐溶液，同时滴加氨水使溶液的PH值达到8.5，反应完成产生沉淀，将沉淀过滤洗涤；

b、将洗涤后的沉淀置于200℃温度下微波辐射功率为500w处理2min，得到黑色氧化铜颗粒；

第二步：制备铜系抗菌PET拉丝母粒

将占母粒质量的5wt%氧化铜颗粒、占母粒质量的70wt%对苯二甲酸(PTA)、占母粒质量的20wt%乙二醇、0.1wt%稳定剂有机锡盐和5wt%硫化锑催化剂加入到聚酯反应器中，采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒，保持温度为240℃、初始压力为0.5MPa，随着反应进行，抽真空至-0 .2 MPa，保压一段时间后放料，将氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒和基体聚合物按一定质量比在180～280℃下共混熔融纺丝获得铜系抗菌PET纤维。并切粒即可。

取本实施例制得的氧化铜颗粒和抗菌纤维分别测试其粒径和抗菌性能，结果分别如下表1、表2所示：

粒径D10为10.5 nm，D50为13.5nm，D90为18.3nm。

对大肠杆菌的抗菌率达96.5%，对白色念珠菌的抗菌率达93.5%。

实施例2

一种铜系抗菌PET拉丝母粒，与实施例1相近似，按如下步骤制备：

第一步：制备氧化铜

a、向0.1mol/L的氯化铜溶液中加入体积比为3:2的0.2mol/L的碳酸盐溶液，同时滴加氨水使溶液的PH值达到8.8，铜盐溶液、碳酸盐溶液的体积比为1:10~5:2，反应完成产生沉淀，将沉淀过滤洗涤；

b、将洗涤后的沉淀置于微波辐射装置中，在200℃温度下微波辐射功率为800w处理1min，得到黑色氧化铜颗粒；

第二步：制备铜系抗菌PET拉丝母粒

将占母粒质量的10wt%氧化铜颗粒、占母粒质量的60wt%对苯二甲酸(PTA)、占母粒质量的25wt%乙二醇、0.15wt%有机铅盐稳定剂和4wt%硝酸锑催化剂加入到聚酯反应器中，采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒，其中，在聚合温度为250℃，初始压力0 .5MPa，随着反应进行，抽真空至-0 .2 MPa，保压一段时间后放料并切粒即可。

将氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒和基体聚合物按一定质量比在180～280℃下共混熔融纺丝获得铜系抗菌PET纤维。

取本实施例制得的氧化铜颗粒和抗菌纤维分别测试其粒径和抗菌性能，结果分别如下表1、表2所示：

粒径D10为15.6nm，D50为18.3nm，D90为22.7nm。

对大肠杆菌抗菌率达97.2%，白色念珠菌抗菌率达94.4%。

实施例3

一种铜系抗菌PET拉丝母粒，与实施例1相近似，按如下步骤制备：

第一步：制备氧化铜

a、向0.1mol/L的硫酸铜溶液中加入体积比为2:1的0.15mol/L的碳酸盐溶液，同时滴加氨水使溶液的PH值达到9，反应完成产生沉淀，将沉淀过滤洗涤；

b、将洗涤后的沉淀置于微波辐射装置中，在200℃温度下微波辐射功率为350w热处理5min，得到黑色氧化铜颗粒；

第二步：制备铜系抗菌PET拉丝母粒

将占母粒质量的12wt%氧化铜颗粒、占母粒质量的58wt%对苯二甲酸(PTA)、母粒质量的26wt%乙二醇、0.15wt%三羟甲基丙烷稳定剂和3wt%乙酸锑催化剂加入到聚酯反应器中，采用原位聚合制备氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒，其中，聚合温度保持在280 ℃，初始压力0.5 MPa，随着反应进行，抽真空至-0 .2 MPa，保压一段时间后，放料并切粒即可。

将氧化铜/聚酯基复合抗菌母粒和基体聚合物按一定质量比在180～280℃下共混熔融纺丝获得铜系抗菌PET纤维。

取本实施例制得的氧化铜颗粒和抗菌纤维分别测试其粒径和抗菌性能，结果分别如下表1、表2所示：

粒径D10为18.1nm，D50为20.8nm，D90为25.1nm。

对大肠杆菌抗菌率达97.9%，白色念珠菌抗菌率达95.2%。

测试各实施例的粒径和抗菌性能结果，见下表：

表1为实施例1、例2和例3制备的氧化铜的粒径：

表2为实施例1、2和3制备的抗菌纤维对大肠杆菌、白色念珠菌的抗菌性能。按照QB/T2591-2003检测方法与标准进行检测：

。