一种耐温抗菌AS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐温抗菌AS复合材料，所述复合材料由以下重量份的原料制备而成，AS 66.4～88.8重量份，玻璃纤维10～30重量份，相容剂0.4～0.8重量份，无机银抗菌剂0.4～0.8重量份，助剂0.3～2重量份，所述相容剂为苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种耐温抗菌AS复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于热塑性高分子材料
，尤其涉及一种耐温抗菌AS复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]丙烯腈
‑
苯乙烯(AS)树脂是一种性能优异的热塑性塑料，具有良好的成型加工和机械性能，尺寸稳定性好﹑成型收缩率低，在家用电器领域应用广泛，如空调中的轴流风扇叶、贯流风扇叶和离心风扇叶等。随着非典﹑SARS﹑冠状病毒等传染性病毒的相继出现，人们对健康问题也更加重视，抗菌材料及其制品在市场受到越来越多的欢迎。目前，已对家电塑料制品的抗菌制定了工业标准，抗细菌率≥99％可以作为强抗菌塑料，抗细菌率≥90％可以作为有抗菌作用塑料。
[0003]玻纤增强AS作为一种广泛使用的复合材料，通过添加抗菌剂可以减少相应制品滋生细菌。常见抗菌剂有天然抗菌剂﹑有机抗菌剂和无机抗菌剂，天然抗菌剂因耐热性差和加工困难等问题还不能实现大规模市场化，有机抗菌剂以机酸类、酚类、季铵盐类、苯并咪唑类等为抗菌成分，也存在耐热性较差、寿命短、易分解等缺点，无机抗菌剂主要有光触媒型抗菌剂和无机金属离子抗菌剂，其中光触媒型抗菌剂需要在合适波段光照的情况下才能产生较好的抗菌效果，局限性大，目前广泛使用的无机金属抗菌剂杀菌率高﹑广谱性强，其中尤以无机银系抗菌剂效果最好。
[0004]但是，由于银离子反应活性高，容易与很多材料体系中的诸多成分反应，导致在加工过程中容易变色，特别是空调贯流风扇叶制品注塑过程中，由于产品较薄，常需使用较高的温度注塑(如270℃)，加上物料在螺杆停留时间长，经常出现连续注塑一段时间后，制品出现前后明显色差的情况，导致产品不良率增加。针对这种情况，通常的解决办法是以银系抗菌剂为主，与其他类型的抗菌剂进行互配，或者直接用其他非银系抗菌剂来替代。中国专利技术专利CN105742094A以光触媒抗菌剂和无机银系抗菌剂复配组份为抗菌剂，提供了一种抗菌AS组合物及其制备方法；中国专利技术专利CN105504567A以光触媒型与氧化锌晶须复配组份为抗菌剂，提供了一种抗菌玻纤增强AS组合物。上述专利虽然在一定程度上解决了高温变色的问题，但也牺牲了部分抗菌性能，难以满足强抗菌塑料抗菌率≥99％的要求。
[0005]中国专利技术专利CN111500013A采用无机抗菌剂与有机防霉剂的复配体系，提供一种用于风叶抗菌防霉增强ABS复合材料及其制备方法，该复合材料抗菌率≥99％，但是该方案由于是以ABS为基体树脂，同时加入了大量的含有高反应活性基团的SMA和热稳定性差的有机防霉剂组分，不仅材料强度低，而且大大增加了在加工和使用中变色的风险，耐高温性能差。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中AS复合材料抗菌性能较差以及高温加工易变色的技术问题，本专利技术提供一种耐温抗菌AS复合材料及其制备方法，制备得到的AS复合材料对大肠杆菌和
金黄色葡萄球菌的抗菌率均在99％以上，而且AS复合材料不会发生变色，同时具有优异的机械强度。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0008]本专利技术第一方面提供一种耐温抗菌AS复合材料，所述复合材料由以下重量份的原料制备而成：
[0009][0010]所述相容剂为苯乙烯
‑
马来酸酐
‑
丙烯腈共聚物，所述相容剂的酸酐含量为14％～20％。
[0011]本申请中的相容剂，可以在玻璃纤维与AS树脂之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了玻璃纤维与树脂之间粘合强度，提高材料的机械性能。通常情况下，为保证两相界面的粘合效果，相容剂的添加量一般比较高，而本申请中选择苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物作为相容剂，为减少与银离子发生碰撞反应变色的机率，使用量仅为0.4～0.8重量份，同时限定苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物中的酸酐含量为14％～20％，不仅能改善AS树脂与玻璃纤维的界面粘结力，提高材料的机械性能，同时降低了相容剂的反应活性，使制备得到的复合材料不易变色。
[0012]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述无机银抗菌剂中银离子溶度为1～2％，所述银离子的载体为磷酸锆。
[0013]设置银离子溶度为1～2％，保证复合材料具有优异的抗菌效果的同时，降低银离子与其他体系发生接触反应的机率，减少高温反应变色的发生。同时由于磷酸锆对银离子的吸附能力强，采用磷酸锆为载体，避免银离子析出成为游离态存在于体系中，进一步减少高温变色反应发生。
[0014]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，所述玻璃纤维的单丝直径为7μm～14μm，纤维长度为3mm～4.5mm。
[0015]本申请中选择无碱短切玻璃纤维，设置其单丝直径为7μm～14μm，纤维长度为3mm～4.5mm，使制备得到的复合材料能够具有更优异的机械性能。
[0016]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述助剂为抗氧剂、润滑剂、颜料中的一种或多种。
[0017]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。具体可以为巴斯夫的1010或168。
[0018]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺类或硬脂酸酯类。
[0019]本申请中的润滑剂可以提高抗菌剂的分散，减少加工过程中的剪切热量，进一步减少材料的变色。具体可以为日本花王EB
‑
FF﹑美国龙沙的PETS。
[0020]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，颜料为常见的无机颜料，
如硫化锌﹑炭黑等按一定比例组合而成，主要作用为赋予材料一定的颜色。
[0021]作为一种可选的实施方式，本专利技术提供的AS复合材料中，所述苯乙烯
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马来酸酐
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丙烯腈共聚物的制备方法如下：将马来酸酐﹑苯乙烯﹑丙烯腈按重量百分比(10
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20％)：(70
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85％)：(5
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10％)搅拌形成溶液，缓慢滴加到重量百分比为20
‑
25％的苯乙烯中，温度100～110℃，常压反应釜中聚合反应8.5～9.5h，即得苯乙烯
‑
马来酸酐
‑
丙烯腈共聚物。
[0022]本专利技术第二方面提供上述耐温抗菌AS复合材料的制备方法，按质量比将AS、玻璃纤维、相容剂、无机银抗菌剂和助剂输送到双螺杆挤出机进行造粒，其中双螺杆挤出机的螺杆组合包括3～5组剪切块，每组剪切块数量为1～2个，所述剪切块的角度为30
°
﹑45
°
或60
°
中的一种或几种。
[0023]本专利技术中通过设置3～5组剪切块，且每个剪切块的角度为30
°
﹑45...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述复合材料由以下重量份的原料制备而成：所述相容剂为苯乙烯
‑
马来酸酐
‑
丙烯腈共聚物，所述相容剂的酸酐含量为14％～20％。2.根据权利要求1所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述无机银抗菌剂中银离子溶度为1～2％，所述银离子的载体为磷酸锆。3.根据权利要求1所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，所述玻璃纤维的单丝直径为7μm～14μm，纤维长度为3mm～4.5mm。4.根据权利要求1所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述助剂为抗氧剂、润滑剂、颜料中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺类或硬脂酸酯类。7.根据权利要求1所述的耐温抗菌AS复合材料，其特征在于，所述苯乙烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：李雄武，胡天辉，宋克东，刘学文，
申请(专利权)人：株洲时代工程塑料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：