一种抗菌导电PS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗菌导电PS复合材料及其制备方法，PS复合材料按重量份由以下组分组成：PS为80份‑100份；竹纤维为16份‑20份；炭黑为12份‑16份；抗菌剂为6份‑8份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；润滑剂为0.1份‑0.3份。竹纤维的碱处理主要有两个作用：1)可以去除竹纤维表面的半纤维素、木质素等杂质；2)竹纤维表面杂质的去除，可以改善其表面结构与性能，提高竹纤维/PS的界面性能；硅烷偶联剂可有效降低竹纤维表面极性，可进一步改善竹纤维/PS界面性能。

Antibacterial conductive PS composite material and preparation method thereof

The invention relates to a conductive PS composite antibacterial material and its preparation method of PS composite materials by weight consists of the following components: 80 for PS 100; bamboo fiber is 16 20 copies; 12 copies of 16 copies for carbon black; antibacterial agent was 6 phr 8; antioxidant 0.1 a 0.5; lubricating agent was 0.1 phr 0.3. Alkali treatment of bamboo fiber has two main functions: 1) can remove the bamboo fiber surface of hemicellulose, lignin and other impurities; 2) removal of impurities on the surface of the bamboo fiber, can improve the surface structure and properties, improve the interfacial properties of bamboo fiber /PS; silane coupling agent can effectively reduce the surface polarity of bamboo fiber, can further improve the interfacial properties of bamboo fiber /PS.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌导电PS复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，特别是指一种抗菌导电PS复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯(PS)具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点。尽管PS的综合性能非常优异，但是PS的抗菌性能和导电性能一般，这大大限制了PS复合材料的应用范围。如何提高PS的抗菌导电性能是一直是本领域的课题，但能够具有高抗菌导电性能的PS复合材料一直没有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗菌导电PS复合材料及其制备方法，以提高PS复合材料的抗菌导电性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种抗菌导电PS复合材料，按重量份由以下组分组成：所述竹纤维是通过碱处理和偶联剂处理后的竹纤维，具体处理方法如下：1)碱处理(1)将竹纤维放入NaOH溶液中，浸泡6-8h，之后取出经清水浸洗至中性；(2)将步骤(1)得到的竹纤维于80-100℃干燥6-8h；2)偶联剂处理(1)称取一定量的通过碱处理的竹纤维及硅烷偶联剂；(2)于水浴中，反应6-10h，过滤后得到产物A；(3)将A于70-90℃干燥4-8h，得到处理后的竹纤维。所述NaOH溶液的质量分数为10％。所述抗菌剂的制备方法如下：(1)称取一定量的无水乙醇、去离子水和硝酸配制成溶液B；(2)称取一定量的钛酸丁酯、无水乙醇、醋酸，将钛酸丁酯在快速搅拌情况下缓慢滴入无水乙醇和醋酸的混合液中，配制成溶液C；(3)将溶液B滴入溶液C中，得到均匀透明的溶胶；(4)向溶胶中缓慢加入AgNO3溶液，继续搅拌4-6h后得到淡黄色不透明的凝胶；(5)将凝胶在60-80℃下真空干燥8-10h，得到的干凝胶再放入马弗炉中480-540℃煅烧2-4h；(6)将煅烧后得到的粉末Ag+一TiO2，研磨、过筛，得到所述抗菌剂。步骤(1)中的所述无水乙醇、所述去离子水及所述硝酸的质量比为(120-160)：(200-480)：(60-120)。步骤(2)中的所述钛酸丁酯、所述无水乙醇及所述醋酸的质量比为(20-60)：(60-90)：(120-160)。步骤(3)中的所述溶液B与所述溶液C的质量比为(120-160)：(40-60)。所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。一种上述任一项抗菌导电PS复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取80份-100份的PS、16份-20份竹纤维、12份-16份炭黑、6份-8份抗菌剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料。优选地，所述步骤(2)具体为：使用双螺杆挤出机挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度150～170℃，二区温度200～240℃，三区温度200～240℃，四区温度200～240℃，五区温度200～240℃，六区温度200～240℃，机头温度200～240℃,螺杆转速200～280r/min。本申请的有益效果是：1、竹纤维的碱处理主要有两个作用：1)可以去除竹纤维表面的半纤维素、木质素等杂质；2)竹纤维表面杂质的去除，可以改善其表面结构与性能，提高竹纤维/PS的界面性能。2、硅烷偶联剂可有效降低竹纤维表面极性，可进一步改善竹纤维/PS界面性能。3、Ag+—TiO2抗菌剂的机理：1)TiO2在光照条件下能够在其表面自行生成活泼的带负电的电子和带正电的孔穴，形成电子一孔穴对，并与周围的氧和空气发生催化反应，产生羟基自由基和原子氧，这两种产物可以同细菌内的有机物发生氧化反应，生成CO2和H2O，从而达到在短时间内杀灭细菌的作用；2)带正电荷的Ag+能够与带负电的细菌细胞壁相互吸引，银离子再通过与细胞机体中酶蛋白的巯基发生反应，使细胞的蛋白质凝固，最终导致细菌死亡。4、当炭黑和竹纤维、PS混合改性时，炭黑颗粒将会吸附到竹纤维上，最终形成互相搭接的导电链，这些导电链可以搭接成导电网络，改善PS材料的导电性。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本专利技术的技术方案，以下的实施例仅为示例性的，仅能用来解释和说明本专利技术的技术方案，而不能解释为是对本专利技术技术方案的限制。本申请的实施例中所用的原料如下：PS(型号350)，台湾国乔；竹纤维，福建建州竹业科技开发有限公司；炭黑，上海立升事业有限公司；硝酸，国药集团化学试剂有限公司；醋酸，国药集团化学试剂有限公司；钛酸丁酯，湖北鑫鸣泰化学有限公司；AgNO3溶液，广州鑫铂化工有限公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸钾，邦诺化工。本申请各实施例中所用的测试仪器如下：ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。本申请提供一种抗菌导电PS复合材料，按重量份由以下组分组成：竹纤维是通过碱处理和偶联剂处理后的竹纤维，具体处理方法如下：1)碱处理(1)将竹纤维放入质量分数为10％的NaOH溶液中，浸泡6-8h，之后取出经清水浸洗至中性。(2)将步骤(1)得到的竹纤维放于80-100℃的烘箱内干燥6-8h。2)偶联剂处理(1)称取一定量的通过碱处理的竹纤维、硅烷偶联剂KH550，放于三口烧瓶中。(2)将三口烧瓶置于25℃的水浴中，反应6-10h，过滤后得到产物A。(3)将A放于70-90℃的烘箱内干燥4-8h，得到处理后的竹纤维。抗菌剂的制备方法如下：(1)称取一定量的无水乙醇、去离子水和硝酸配制成溶液B；无水乙醇、去离子水及硝酸的质量比为(120-160)：(200-480)：(60-120)。(2)称取一定量的钛酸丁酯、无水乙醇、醋酸，将钛酸丁酯在快速搅拌情况下缓慢滴入无水乙醇和醋酸的混合液中，配制成溶液C；钛酸丁酯、无水乙醇及醋酸的质量比为(20-60)：(60-90)：(120-160)。(3)将溶液B滴入溶液C中，得到均匀透明的溶胶；溶液B与溶液C的质量比为(120-160)：(40-60)。(4)向溶胶中缓慢加入AgNO3溶液，继续搅拌4-6h后得到淡黄色不透明的凝胶。(5)将凝胶在60-80℃下真空干燥8-10h，得到的干凝胶再放入马弗炉中480-540℃煅烧2-4h。(6)将煅烧后得到的粉末Ag+一TiO2，研磨、过200目筛，得到抗菌剂。抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox133本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌导电PS复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种抗菌导电PS复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：2.根据权利要求1所述的抗菌导电PS复合材料，其特征在于，所述竹纤维是通过碱处理和偶联剂处理后的竹纤维，具体处理方法如下：1)碱处理(1)将竹纤维放入NaOH溶液中，浸泡6-8h，之后取出经清水浸洗至中性；(2)将步骤(1)得到的竹纤维于80-100℃干燥6-8h；2)偶联剂处理(1)称取一定量的通过碱处理的竹纤维及硅烷偶联剂；(2)于水浴中，反应6-10h，过滤后得到产物A；(3)将A于70-90℃干燥4-8h，得到处理后的竹纤维。3.根据权利要求1所述的抗菌导电PS复合材料，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法如下：(1)称取一定量的无水乙醇、去离子水和硝酸配制成溶液B；(2)称取一定量的钛酸丁酯、无水乙醇、醋酸，将钛酸丁酯在快速搅拌情况下缓慢滴入无水乙醇和醋酸的混合液中，配制成溶液C；(3)将溶液B滴入溶液C中，得到均匀透明的溶胶；(4)向溶胶中缓慢加入AgNO3溶液，继续搅拌4-6h后得到淡黄色不透明的凝胶；(5)将凝胶在60-80℃下真空干燥8-10h，得到的干凝胶再放入马弗炉中480-540℃煅烧2-4h；(6)将煅烧后得到的粉末Ag+一TiO2，研磨、过筛，得到所述抗菌剂。4.根据权利要求3所述的抗菌导电PS复合材料，其特征在于，步骤(1)中的所述无水乙醇、所述去离子水及所述硝酸的质量比为(120-160)：(200-480)：(60-120)。5.根据权利要求3所述的抗菌导电PS复合材料，其特征在于，步骤(2)中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，徐志海，孙启林，王添琪，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34