一种高效抗菌ABS塑料及其制备方法技术

一种抗菌复合材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS树脂120‑140份，载银抗菌剂4‑10份，硅烷偶联剂1‑5份，反应剂1‑3份，扩散油、相容剂、抗氧化剂等其他助剂4‑10份。所述抗菌材料主要经过抗菌剂预处理之后制备抗菌母粒再通过层压法制备得到。首先是KH550溶于有机溶剂在HAC的作用下分解再与载银抗菌剂的载体相结合得到预处理的抗菌剂，然后再将抗菌剂、ABS、相容剂和抗氧化剂和扩散油等其他助剂一起混合均匀再加到双螺杆挤出机中熔融挤出得到挤出料，将挤出料冷却后造粒得到抗菌母粒。最后通过层压法制备得到抗菌复合材料。本发明专利技术的抗菌塑料抗菌性能强，抗菌有效期长，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有明显的抑菌效果。具有易加工、高抗菌、力学性能优异等优点。

A High Efficiency Antibacterial ABS Plastic and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高效抗菌ABS塑料及其制备方法
本专利技术涉及一种抗菌塑料，具体是一种高效抗菌ABS塑料及其制备方法。
技术介绍
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为Acrylonitrile-Butadiene-Styrenecopolymer，简称ABS。通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS树脂其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。自然界中存在着各种各样的微生物，在日常生活中，微生物与人们有着密不可分的联系，而部分细菌、真菌、病毒等作为病原菌却严重危害着人类的健康，甚至危及生命。随着人们生活水平的提高，抗菌塑料在日常生活制品中的应用越来越收到人们的欢迎。如厨房、卫生间里面长期和水接触的塑料器件，由于长期处于潮湿的环境里面，很容易滋生各种细菌和霉菌，而这些制品又经常与人体或食品接触，对人类健康造成危害。如果用抗菌塑料来制备这些物品，就可以大大减少或避免这些危害。抗菌塑料应用的另一个重要领域是家用电器，空调排水管道由于长期潮湿，很容易滋生细菌、霉菌等致病菌，这些致病菌又很容易随着空调换气进入室内，危害人民健康，导致所谓的“空调病”。将空调的排水、换气管道换成抗菌塑料，就可以极大地避免空调病的发生。食品包装也是抗菌塑料应用的一个重要领域，因为包装材料和食物直接接触，所以抗菌塑料的使用可以起到一定的杀菌防腐作用，致病细菌确实给人类健康带来了巨大的威胁。目前，在塑料制品中的抗菌剂主要有两种，一种是噻唑、季铵盐等有机抗菌剂，该类抗菌剂抗菌能力强，但有机分子在塑料制品中容易溢出从而抗菌能力逐步减弱。另一种抗菌剂是以纳米银为代表的无机纳米抗菌剂，该抗菌剂抗菌有效期长，但添加到塑料制品中时容易团聚，从而降低了塑料制品的力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗菌塑料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。一种抗菌ABS复合材料，包括含有经波长180～330nm紫外线照射的载银抗菌剂的ABS薄片层和纯ABS板材层，其包含：以各层中的总量计的ABS树脂120-140份，载银抗菌剂4-10份，硅烷偶联剂1-5份，反应剂1-3份及4-10份其他助剂。所述抗菌材料主要经过抗菌剂预处理之后制备抗菌母粒再通过层压法制备得到。本专利技术所述其他助剂优选为扩散油，相容剂，抗氧化剂。本专利技术所述硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH550。本专利技术所述反应剂优选为醋酸，HAC。本专利技术所述相容剂优选为ABS-g-MAH。本专利技术所述抗氧化剂优选由抗氧化剂1076和抗氧化剂1010混合而成。所述的扩散油优选为低分子量的有机硅油，粘度为500-100mPa/s。本专利技术要解决的另一技术问题是提供上述抗菌材料的制备方法。为解决上述技术问题，技术方案是一种抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：(1)在反应剂的存在下，用硅烷偶联剂对经波长180～330nm紫外线照射的载银抗菌剂进行预处理，得到预处理的抗菌剂；(2)将上述经预处理后的抗菌剂与ABS树脂、其他助剂混合，制得混合原料；(3)将干混料挤出并造粒，得到抗菌母粒；(4)将所得的抗菌母粒压成薄片后，与纯ABS板材热粘合，制得抗菌ABS复合材料。上述制备方法的步骤(2)中，其他助剂优选为扩散油，相容剂，抗氧化剂。上述制备方法优选包括以下步骤：(1)将载银抗菌剂均匀展开，进行紫外灯照射；照射完成后，将抗菌剂4-10份加入到含有硅烷偶联剂1-5份的有机溶剂10-20份溶液中，加入反应剂调节PH值至3.5-5.5，超声搅拌后，在热水浴中进行反应，将得到的产物抽滤、洗涤，真空干燥至恒重后得到预处理的抗菌剂；(2)将上述经预处理后的抗菌剂按重量份数称量4-10份、ABS树脂20份、相容剂3-5份和抗氧化剂0.5-2份，将各组分加入热风干燥箱中，干燥后，将各组分和0.5-1份扩散油混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；(3)将干混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出得到挤出料，将挤出料冷却后造粒得到抗菌母粒；(4)将所得的抗菌母粒均匀的铺展在压片模具里，在压片机上预热3-5min，最后压成薄片，薄片厚度为0.5-2mm；以同样的方法将100-120份纯ABS树脂均匀的铺展在压片模具里，在压片机上预热3-5min，最后压成薄片，薄片厚度为0.5-2mm，制得纯ABS板材；然后将先前制得的薄片放置在ABS板材上下并覆盖住四周；采用热粘合的方法制得抗菌ABS复合材料。上述的制备方法中，优选具有以下技术特征中的任意一项或多项：所述步骤(1)中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH550；所述步骤(1)中，所述有机溶剂为四氢呋喃，THF；所述步骤(1)中，所述反应剂为醋酸，HAC；所述步骤(1)中，所述载银抗菌剂放置于干净镜面上均匀展开；所述步骤(1)中，所述紫外灯照射进行0.5h，照射距离40mm；所述步骤(1)中，所述超声搅拌进行30min；所述步骤(1)中，所述热水浴为加热至60℃的热水浴，所述热水浴中的反应进行2h；所述步骤(1)中，所述洗涤是分别用乙醇和去离子水洗涤3次；所述步骤(1)中，所述真空干燥在100℃下进行；所述步骤(2)中，所述相容剂为ABS-g-MAH；所述步骤(2)中，所述抗氧化剂由抗氧化剂1076和抗氧化剂1010混合而成；所述步骤(2)中，所述扩散油为低分子量的有机硅油，粘度为500-100mPa/s；所述步骤(2)中，所述干燥是在90℃下干燥2h；所述步骤(2)中，不锈钢搅拌机中的加热是在70-80℃温度下加热5-15min；所述步骤(2)中，用搅拌器以每分钟65-75转的转速进行搅拌；所述步骤(3)中，双螺杆挤出机的熔融温度控制为200℃-250℃，双螺杆挤出机的转速控制为300-600rpm；所述步骤(3)中，双螺杆挤出的参数为料斗部温度200℃，料筒前部温度200℃，模头温度220℃，模具温度220℃，挤出温度210℃；所述步骤(4)中，压片机上预热的温度为200℃；所述步骤(4)中，预热时间与所加的料相对应，不宜过长或过短；所述步骤(4)中，含有载银抗菌剂的ABS薄片层厚度为0.5-1mm，纯ABS板材厚度为1-2mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术对抗菌剂进行预处理，通过波长为180-330nm的紫外线照射可以提高抗菌剂中载体活性，虽然不受理论的限制，但认为可能是因为当紫外线的能量超过分子化学结合能时,化学键会发生断裂的缘故。另外，KH550等硅烷偶联剂含有氨基且可溶于四氢呋喃等有机溶剂中，通过添加HAC等反应剂调节PH值分解硅烷偶联剂形成硅羟基，该基团与抗菌剂中的载体相结合，使得抗菌剂的一端含有偶联剂的氨基能与ABS树脂很好的相容，此外抗菌剂的链段增长空间结构变大，分散更有利。(2)本专利技术所述的扩散油优选为低分子量的有机硅油，粘度为500-100mPa/s。优选的扩散油的外观为无色透明粘稠液体。扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌材料，其特征在于：是抗菌ABS复合材料，包括含有经波长180～330nm紫外线照射的载银抗菌剂的ABS薄片层和纯ABS板材层；所述抗菌材料包含：以各层中的总量计的ABS树脂120‑140份，载银抗菌剂4‑10份，硅烷偶联剂1‑5份，反应剂1‑3份及4‑10份其他助剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌材料，其特征在于：是抗菌ABS复合材料，包括含有经波长180～330nm紫外线照射的载银抗菌剂的ABS薄片层和纯ABS板材层；所述抗菌材料包含：以各层中的总量计的ABS树脂120-140份，载银抗菌剂4-10份，硅烷偶联剂1-5份，反应剂1-3份及4-10份其他助剂。2.根据权利要求1所述的抗菌材料，其特征在于：所述的其他助剂为扩散油，相容剂，抗氧化剂。3.根据权利要求2所述的抗菌材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH550。4.根据权利要求3所述的抗菌材料，其特征在于：所述反应剂为醋酸，HAC。5.根据权利要求4所述的抗菌材料，其特征在于：所述相容剂为ABS-g-MAH。6.根据权利要求5所述的抗菌材料，其特征在于：所述抗氧化剂由抗氧化剂1076和抗氧化剂1010混合而成。7.根据权利要求6所述的抗菌材料，其特征在于：扩散油为低分子量的有机硅油，粘度为500-100mPa/s。8.根据权利要求7所述的抗菌材料，其特征在于：其经过抗菌剂预处理之后制备抗菌母粒再通过层压法制备得到。9.权利要求1-8中任意一项所述的抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在反应剂的存在下，用硅烷偶联剂对经波长180～330nm紫外线照射的载银抗菌剂进行预处理，得到预处理的抗菌剂；(2)将上述经预处理后的抗菌剂与ABS树脂、其他助剂混合，制得混合原料；(3)将干混料挤出并造粒，得到抗菌母粒；(4)将所得的抗菌母粒压成薄片后，与纯ABS板材热粘合，制得抗菌ABS复合材料。10.根据权利要求9所述的抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述其他助剂为扩散油，相容剂，抗氧化剂；所述制备方法包括以下步骤：(1)将载银抗菌剂均匀展开，进行紫外灯照射；照射完成后，将抗菌剂4-10份加入到含有硅烷偶联剂1-5份的有机溶剂10-20份溶液中，加入反应剂调节PH值至3.5-5.5，超声搅拌后，在热水浴中进行反应，将得到的产物抽滤、洗涤，真空干燥至恒重后得到预处理的抗菌剂；(2)将上述经预处理后的抗菌剂按重量份数称量4-10份、ABS树脂20份、相容剂3-5份和抗氧化剂0.5-2份，将各组分加入热风干燥箱中，干燥后，将各组分和0.5-1份扩散油混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱虹华，汪济奎，张世平，丁伟杰，张治斌，
申请(专利权)人：三菱电机中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11