一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法技术

本发明专利技术提供了一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42‑85份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物：15‑30份、苯乙烯‑马来酸酐共聚物：2‑10份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5‑20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5‑2份；抗氧化剂：0.2‑1份。本发明专利技术所述的一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，以开发出可以达到多轴冲击测试标准的抗菌聚苯乙烯复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法
本专利技术属于改性塑料领域，尤其是涉及一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法。
技术介绍
聚苯乙烯为通用塑料的第三大品种，它具有透明、成型性好、刚性好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，在包装、电子、建筑、汽车家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用。但聚苯乙烯较脆，冲击强度低。因而增加其韧性一直是PS改性的重要课题。然而，现有技术中公开的聚苯乙烯复合材料的缺点是没有获得令人满意的冲击韧性和良好的延展性能的综合，而且，现有技术公开的聚苯乙烯组合物均存在延展性较低的特点。另外，随着人们生活水平的提高，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一。在家电、日用品等领域都对材料有抗菌要求。目前，中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准。抗菌标准为：抗细菌率符合I≥99％的抗菌塑料可以作为强抗菌塑料，抗细菌率符合I≥90％的抗菌塑料可以作为有抗菌作用塑料。目前对抗菌材料的报道集中在聚丙烯材料，但是以聚苯乙烯材料为基体的抗菌材料的研究，还是存在研发空白。综上所述，为满足高性能材料需求，本专利技术研究开发出可以通过多轴冲击测试的抗菌聚苯乙烯复合材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法，以开发出可以达到多轴冲击测试标准的抗菌聚苯乙烯复合材料。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种抗菌聚苯乙烯复合材料，包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42-85份、丁二烯和苯乙烯橡胶：15-30份、苯乙烯-马来酸酐共聚物：2-10份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5-20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5-2份；光稳定剂：0.2-1份。优选的，包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42-80份、丁二烯和苯乙烯橡胶：15-30份、苯乙烯-马来酸酐共聚物：2-5份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5-20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-0.4份。优选的，所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯，熔体流动速率为3-6g/10min(200℃，5kg),且悬臂梁缺口冲击强度>9kJ/m2。优选的，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物，其中马来酸酐的含量为30-50％。优选的，所述乙烯含量为80-95wt％，己烯的共聚单体为5-20wt％；优选的，己烯的共聚单体密度为0.921g/cm3；熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为1.2g/10min。优选的，光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物中光触媒抗菌剂的添加比例为30-70wt％；优选的，复配比例为1：1。优选的，所述光稳定剂为受阻胺类或紫外线吸收剂。一种抗菌聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：将原料均匀混合，从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒，得到抗菌聚苯乙烯复合材料；优选的，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述的熔融温度为80-240℃，主机转速500-700转/分钟。一种评价抗菌聚苯乙烯复合材料性能的方法，采用低温多轴冲击强度测试方法进行性能评价。相对于现有技术，本专利技术所述的一种抗菌聚苯乙烯复合材料、制备方法及其评价方法具有以下优势：(1)本专利技术的聚苯乙烯复合材料满足冲击韧性和延展性综合性能高；(2)且通过多种性能测试进行评价，满足低温多轴冲击强度的韧性要求；(3)本专利技术添加抗菌剂后，制备的聚苯乙烯复合材料具有优异的抗菌效果，可以作为抗菌材料用于汽车，冰箱，电视机等行业。作用原理分析：采用光触媒抗菌剂与银系无机抗菌剂复配而成的抗菌剂，可以克服单一抗菌剂的局限性；其抗菌机理为：吸收紫外光、可见光等外界能量，通过激发电子跃迁，激活抗菌剂周围的氧气和水分子，成为活性氧和氢氧自由基。它们能氧化或使细菌细胞中的蛋白质、不饱和脂肪酸、糖苷等发生反应，破坏其正常结构，从而使细菌死亡或丧失增殖能力；在添加光触媒抗菌剂与银系无机抗菌剂复配而成的抗菌剂后，协调聚苯乙烯为基体、丁二烯和苯乙烯橡胶作为增韧剂、乙烯和己烯的共聚单体聚合物作为增韧协效剂，苯乙烯-马来酸酐共聚物作为相容剂，整体分散性和结合性增强。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例来详细说明本专利技术。测试方法(1)拉伸强度/断裂伸长率：按ISO527测试；速度为50mm/min；(2)悬臂梁缺口冲击强度：按ISO180测试；(3)弯曲模量：按ISO178测试，速度为2mm/min；(4)密度：按ISO1183测试；(5)熔体流动速率(MFR)：按ISO1133测试，条件230℃，2.16Kg；(6)多轴冲击强度：按ASTMD3763测试，冲击速度为6.6m/s，冲击头直径为12.7mm，支撑圈直径为76.2mm。(7)抗菌率：采用中国轻工行业标准QB/T2591-2003《抗菌塑料——抗菌性能评价及其测试方法》标准。实验菌种为大肠杆菌，金黄色葡萄球菌。实施方法：以下实施例和对比例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度80-100℃，二区温度150-170℃，三区温度150-170，四区温度150-170℃，五区温度170-190℃，六区温度170-190℃，七区温度170-190℃，八区温度170-190℃，九区温度190-200℃，主机转速500-700转/分钟。实施例1-4，对比例1-2一种组合物，其原料配方如表1，表2所示，其制备方法包括以下步骤：将原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到聚苯乙烯组合物。将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表3。高抗冲聚苯乙烯：雅仕德，HIPSMA5210；光稳定剂：德国巴斯夫，TINUVIN770DF乙烯和己烯的共聚单体聚合物：所述乙烯含量为80wt％，己烯的共聚单体为20wt％；己烯的共聚单体密度为0.921g/cm3；熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为1.2g/10min；苯乙烯-马来酸酐共聚物：马来酸酐的含量为50％；丁二烯和苯乙烯橡胶：克拉马尔SBR；光触媒抗菌剂：华微科技，锐钛型的TiO2；银系无机抗菌剂：广州茵诺威化工有限公司，IPS3。表1实施例和对比例的改性聚苯乙烯复合材料的原料配方(按质量份数/kg)表2实施例1-4中抗菌剂配方抗菌剂实施例1实施例2实施例3实施例4光触媒抗菌剂TiO2TiO2TiO2TiO2含量30％50％50％60％银系无机抗菌剂IPS3IPS3IPS3IPS3含量70％50％50％40％表3实施例和对比例的改性聚苯乙烯材料的测试数据由产品测试结果可以看出：与实施例相比对比例1-3未添加抗菌剂，其大肠杆菌抗菌率和金黄色葡萄球菌抗菌率均低下，未达标，而添加复配的抗菌剂的效果好，大肠杆菌抗菌率和金黄色葡萄球菌抗菌率均在90％以上。且通过对比例和实施例对比可以看出，乙烯和己烯的共聚单体聚合物作为增韧协效剂影响复合材料的延展性能；对比例1未添加增韧协效剂，虽然其常温性能和实施例3差不多，但是其延展性明显降低(断裂伸长率从71.9％下降到23.8％)；且苯乙烯-马来酸酐共聚物作为相容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌聚苯乙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42‑85份、丁二烯和苯乙烯橡胶：15‑30份、苯乙烯‑马来酸酐共聚物：2‑10份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5‑20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5‑2份；光稳定剂：0.2‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚苯乙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42-85份、丁二烯和苯乙烯橡胶：15-30份、苯乙烯-马来酸酐共聚物：2-10份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5-20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5-2份；光稳定剂：0.2-1份。2.根据权利要求1所述的一种抗菌聚苯乙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：聚苯乙烯：42-80份、丁二烯和苯乙烯橡胶：15-30份、苯乙烯-马来酸酐共聚物：2-5份、乙烯和己烯的共聚单体聚合物：5-20份；光触媒抗菌剂和银系无机抗菌剂复配物：0.5-2份；抗氧化剂：0.2-0.4份。3.根据权利要求1所述的一种抗菌聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯，熔体流动速率为3-6g/10min(200℃，5kg),且悬臂梁缺口冲击强度>9kJ/m2。4.根据权利要求1所述的一种抗菌聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述苯乙烯-马来酸酐共聚物，其中马来酸酐的含量为30-50％。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华明，宋晓辉，孙超正，郝垠龙，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12