一种高透明抗菌GPPS材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高透明抗菌GPPS材料，其包括如下重量份的组分：GPPS95～100份、复合抗菌母粒1～4份、润滑剂0.1～0.5份和抗氧化剂0.1～0.5份；所述复合抗菌母粒由聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物、偶联剂和GPPS制成。本发明专利技术通过将PHMG与苯乙烯进行共聚，还通过添加偶联剂制成复合抗菌母粒，有效解决了PHMG与GPPS的相容性问题，使PHMG不易析出，从而获得具有高安全性和高效持久抗菌性的GPPS材料，并保留了GPPS本身优良的加工性能、力学性能和高透明特性。本发明专利技术的GPPS材料可作为冰箱果蔬抽屉材料，用于制备具有抗菌功能和透明的冰箱果蔬抽屉。屉。

【技术实现步骤摘要】
一种高透明抗菌GPPS材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于改性塑料
，具体涉及一种高透明抗菌GPPS材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]受新冠疫情的影响，市场上掀起了一股抗菌家电风。而冰箱作为人们日常生活中储藏食品最为常用的家电产品之一，人们对冰箱的抗菌功能需求越来越大。果蔬抽屉是冰箱的必要组件之一，且是人们常用于存放蔬菜、水果和肉类等食品的地方。现有的冰箱抽屉大多为GPPS(通用级聚苯乙烯)材质，但GPPS本身不具备抗菌性。而抗菌剂主要分为无机抗菌剂和有机抗菌剂。其中，无机抗菌剂通常为无机银离子、锌离子等，其与GPPS的相容性较差，且在GPPS基体中的颗粒尺寸通常为1～10μm，由于颗粒尺寸较大，因而，当无机抗菌剂加入到GPPS基体后，会产生明显的雾度，并会导致材料的透光率明显下降。其次，目前使用较多的有机抗菌剂一般为小分子物质，如三氯生、吡啶硫酮锌、异噻唑啉酮类等，虽然其与GPPS的相容性较好，但由于是小分子物质，容易析出，一方面会导致材料抗菌效果的持久性较差，另一方面析出的有机物会损害人体健康，基于以上原因，有机抗菌剂通常不适用于对食品安全要求较高的家电产品，从而限制了有机抗菌剂在冰箱等家电中的应用。
[0003]因此，如何使GPPS在具备长效安全抗菌性的同时，保持其高透明性，成为目前亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高透明抗菌GPPS材料及其制备方法与应用。
[0005]为实现其目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种高透明抗菌GPPS材料，其包括如下重量份的组分：GPPS 95～100份、复合抗菌母粒1～4份、润滑剂0.1～0.5份和抗氧化剂0.1～0.5份；所述复合抗菌母粒由聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物、偶联剂和GPPS制成。
[0007]聚六亚甲基胍(PHMG)是一种新型的阳离子聚合物，具有高效的广谱杀菌性，有效浓度低，0.02％浓度即可完全杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等细菌，热稳定性高，分解温度高达350℃以上，对人体无害。然而，由于PHMG为强极性聚合物，而GPPS为非极性聚合物，导致PHMG与GPPS的相容性不太理想。为此，本专利技术通过将PHMG与苯乙烯单体进行共聚，有效解决了PHMG与GPPS的相容性问题，使PHMG在GPPS材料中不易析出，具有持久抗菌性。同时，本专利技术还通过添加偶联剂将抗菌共聚物制备成复合抗菌母粒，进一步增加了PHMG与GPPS的相容性，并能提高GPPS材料的透光率，减小雾度。
[0008]优选地，所述复合抗菌母粒由如下重量份的组分制成：聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物50～100份、偶联剂1～10份和GPPS 50～100份。
[0009]优选地，所述PHMG在所述聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物中的含量为1wt％～
10wt％。
[0010]优选地，所述PHMG的分子量为800～1500g/mol。经研究发现，采用上述低分子量的PHMG有利于和苯乙烯单体实现共聚合。若PHMG的分子量过高，容易导致其与苯乙烯单体的共聚合不均，或导致共聚物中PHMG的含量太低。
[0011]优选地，所述聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物(PHMG
‑
co
‑
St)的制备方法，包括如下步骤：
[0012]将PHMG与二甲基亚砜混合均匀，形成浓度为0.1～0.6mol/L的溶液，随后加入与PHMG等摩尔的GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)，在60～80℃条件下反应48～60h，反应结束后，将反应液加入到过量的丙酮中完全沉淀，除去未反应的GMA和二甲基亚砜，干燥，得到链末端具有双键的PHMG；
[0013]将链末端具有双键的PHMG和苯乙烯单体加入质量分数为0.3％～2.0％的十六烷基三甲基氯化铵水溶液中，60～80℃下反应20～40min，随后加入质量分数为0.5％～1.5％的过二硫酸钾，继续反应3～5h，得到PHMG
‑
co
‑
St。
[0014]优选地，所述复合抗菌母粒的制备方法包括：
[0015](a)将GPPS在65～75℃下真空干燥1～3h，使其水分含量小于0.1wt％；
[0016](b)将步骤(a)得到的GPPS、PHMG
‑
co
‑
St和偶联剂混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒，得到复合抗菌母粒。
[0017]优选地，所述GPPS为注塑级GPPS树脂，选自如下商业牌号中的一种：GPPS
‑
383M、GPPS
‑
165H。上述牌号的HIPS在本专利技术配方中具有较好的使用效果，可发挥较好的加工性能、力学性能和较高的透明度。
[0018]优选地，所述偶联剂为苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)
‑
丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。
[0019]优选地，所述润滑剂为硬脂酸丁酯、液体石蜡、硬脂酸锌、双季戊四醇、硅油、聚乙烯蜡中的至少一种。
[0020]优选地，所述抗氧化剂为抗氧化剂168、抗氧化剂1010中的至少一种。
[0021]本专利技术还提供了一种所述高透明抗菌GPPS材料的制备方法，其包括：
[0022](1)将GPPS在65～75℃下干燥1～3h，使其水分含量小于0.1wt％；
[0023](2)将复合抗菌母粒、润滑剂和抗氧化剂混合均匀，得到混合物A；
[0024](3)将混合物A和经步骤(1)处理的GPPS混合均匀，得到混合物B；
[0025](4)将混合物B加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、造粒，得到所述高透明抗菌GPPS材料。
[0026]优选地，所述步骤(2)的混合条件为在高速混合机中以75～85℃搅拌混合10～20min。
[0027]优选地，所述步骤(4)中，双螺杆挤出机的共混挤出温度为：喷嘴180～190℃，一区210～220℃，二区210～220℃，三区200～210℃，四区190～200℃，五区175～190℃，螺杆转速为300～400r/min。
[0028]本专利技术还提供了所述高透明抗菌GPPS材料在塑料制品中的应用，包括但不限于冰箱内部塑料制品，例如冰箱的果蔬抽屉。
[0029]本专利技术还提供了一种塑料制品，其由所述的高透明抗菌GPPS材料制成。所述塑料
制品包括但不限于冰箱内部塑料制品，例如冰箱的果蔬抽屉。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过将PHMG与苯乙烯进行共聚，还通过添加偶联剂制成复合抗菌母粒，有效解决了PHMG与GPPS的相容性问题，使PHMG不易析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透明抗菌GPPS材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：GPPS95～100份、复合抗菌母粒1～4份、润滑剂0.1～0.5份和抗氧化剂0.1～0.5份；所述复合抗菌母粒由聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物、偶联剂和GPPS制成。2.如权利要求1所述的高透明抗菌GPPS材料，其特征在于，所述复合抗菌母粒由如下重量份的组分制成：聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物50～100份、偶联剂1～10份和GPPS 50～100份。3.如权利要求1所述的高透明抗菌GPPS材料，其特征在于，所述聚六亚甲基胍在所述聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物中的含量为1wt％～10wt％，所述聚六亚甲基胍的分子量为800～1500g/mol。4.如权利要求1所述的高透明抗菌GPPS材料，其特征在于，所述聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物的制备方法包括：将聚六亚甲基胍与二甲基亚砜混合均匀，形成浓度为0.1～0.6mol/L的溶液，随后加入与聚六亚甲基胍等摩尔的GMA，在60～80℃条件下反应48～60h，反应结束后，将反应液加入到过量的丙酮中完全沉淀，除去未反应的GMA和二甲基亚砜，干燥，得到链末端具有双键的聚六亚甲基胍；将链末端具有双键的聚六亚甲基胍和苯乙烯单体加入质量分数为0.3％～2.0％的十六烷基三甲基氯化铵水溶液中，60～80℃下反应20～40min，随后加入质量分数为0.5％～1.5％的过二硫酸钾，继续反应3～5h，得到聚六亚甲基胍与苯乙烯的共聚物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷洋，范金芝，常雪松，
申请(专利权)人：海信容声广东冰箱有限公司，
类型：发明
国别省市：