CN101070424A - 一种抗菌工程塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌工程塑料及其制备方法，其组成按重量配比为(％)：工程塑料83－92％；抗菌剂0.3－1％；增韧剂6－10％；分散剂0.5～1％；白油0.5～2％；抗氧剂0.2－0.6％；其它助剂0.1－3％。该发明采用工程塑料PC、PC/ABS合金等为主体，添加可耐高温加工的载银离子抗菌剂、增韧剂、抗氧剂和其他助剂，通过熔融共混，挤出造粒。本发明制成的工程塑料可保持持久的抗菌功能，并且材料的各项物理力学性能优异，工艺简单。该抗菌工程塑料的制造方法包括以下工艺步骤：首先将原料按上述比例混合，然后进入塑料挤出机中，温度控制在220～250℃，再进行造粒，得到抗菌工程塑料。

Description

一种抗菌工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌工程塑料及其制备方法。
背景技术
PC(聚碳酸酯)是分子链中含有碳酸酯的一类聚合物，它是五大通用工程塑料之一，其产量和消费量仅次于尼龙工程塑料，居第二位。PC/ABS(聚碳酸酯/丙稀腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)合金是PC合金的主要品种，也是一种重要的工程塑料合金。PC/ABS合金是世界上销售量最大的商业化聚合物合金。改性PC具有优异的综合性能，广泛应用于汽车工业、电子电气工业、机械工业等领域。
虽然PC材料及其合金有着极其广泛的应用，但是随着人们生活水平的不断提高，人们对材料的要求除了注意其物理化学性能方面外，越来越注重环保健康方面的要求。通过添加抗菌剂可以赋予材料抗菌自洁的功能，有效的避免有害细菌的传播。而且抗菌材料的抗菌性可达到与制品寿命同步。但现有的并没有这方面的材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗菌工程塑料及其制备方法，使得工程塑料可长时间具有抗菌功能。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种抗菌工程塑料，其组成按重量配比为(％)：工程塑料83-92％；抗菌剂0.3-1％；增韧剂6-10％；分散剂0.5～1％；白油0.5～2％；抗氧剂0.2-0.6％；；其它助剂0.1-3％。
其中，所述工程塑料为PC或者质量比为1-9的PC/ABS合金。
其中，所述PC为分子量为20000-30000的双酚A型PC。
其中，所述ABS中重量配比为：橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％。
其中，所述增韧剂为MBS核-壳型抗冲击改性剂或者ABS高胶粉类。
其中，所述抗菌剂为无机载银离子塑料抗菌防霉剂。
其中，所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
其中，所述分散剂为EBS扩散粉。
其中，所述其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂、色粉。
一种所述抗菌工程塑料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
a：按重量配比称取塑料粒子和白油，混合均匀；
b：按重量配比称取抗菌剂和扩散粉，混合均匀；
c：按重量配比称取其他助剂，与a中混合好的塑料粒子和b中混合好的抗菌剂一起入到混合器中继续混合直至均匀；
d：将c中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度220-250℃，二区温度220-250℃，三区温度220-250℃，四区温度220-250℃，机头225-240℃，停留时间1～2min，压力为12-18MPa。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1：使用的是安全无毒的无机载银离子抗菌剂，所制得的材料具有抗菌的特性，且环保无毒；
2：保证了工程塑料在具有抗菌功能的同时，其各项物理力学性能优异；
3：该抗菌工程塑料的制备工艺简单。
具体实施方式
本发明提供的具有抗菌功能的工程塑料，其组成(重量％)为：工程塑料83-92％；抗菌剂0.3-1％；增韧剂6-10％；分散剂0.5～1％；白油0.5～2％；抗氧剂0.2-0.6％；；其它助剂0.1-3％。
其中，工程塑料为PC或者质量比为1-9的PC/ABS合金，PC为分子量为20000-30000的双酚A型PC，ABS中重量配比为：橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％；增韧剂为MBS核-壳型抗冲击改性剂或者ABS高胶粉类；抗菌剂为无机载银离子塑料抗菌防霉剂；抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配；白油为矿物油；分散剂为EBS扩散粉；其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂、色粉等。
在本发明中，先按重量配比称取塑料粒子和白油，混合均匀；按重量配比称取抗菌剂和扩散粉，混合均匀；再按重量配比称取其他助剂，与混合好的塑料粒子和混合好的抗菌剂一起投入到混合器中继续混合直至均匀；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度220-250℃，二区温度220-250℃，三区温度220-250℃，四区温度220-250℃，机头225-240℃，停留时间1～2min，压力为12-18MPa。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：
在下列实施例的复合材料配方中，抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，选用Ciba公司生产，商品牌号分别为Irganox1010，和Irganox168。增韧剂选用MBS核-壳型抗冲击改性剂，如日本三菱丽阳株式会社生产，商品牌号C223A，或Rohm Haas公司生产，商品牌号为EXL-2691A等，或选用ABS高胶粉，如GE公司生产，商品牌号B338等。
实施例1：
将抗菌剂重量比0.3％和EBS扩散粉0.5％在塑料容器中混合均匀，再将PC 60.9％、ABS 26％、PC/ABS相容剂3％和白油1％在另一个塑料容器中搅拌均匀，然后将混合好的抗菌剂和塑胶粒子与B338 8％、1010 0.2％、168 0.1％投入到高速混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：220℃，二区：230℃，三区：230℃，四区：220℃，机头：225℃，停留时间1-2min，压力为15MPa。
实施例2
将抗菌剂重量比0.3％和EBS扩散粉0.5％在塑料容器中混合均匀，再将PC 91.9％和白油1％在另一个塑料容器中搅拌均匀，然后将混合好的抗菌剂和塑胶粒子与C223A 6％、1010 0.2％、168 0.1％投入到高速混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：235℃，二区：240℃，三区：240℃，四区：230℃，机头：235℃，停留时间1-2min，压力为15MPa。
实施例3
将抗菌剂重量比0.5％和EBS扩散粉0.5％在塑料容器中混合均匀，再将PC 91.7％和白油1％在另一个塑料容器中搅拌均匀，然后将混合好的抗菌剂和塑胶粒子与C223A 6％、1010 0.2％、168 0.1％投入到高速混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：235℃，二区：240℃，三区：240℃，四区：230℃，机头：235℃，停留时间1-2min，压力为15MPa。
实施例4
将抗菌剂重量比1％和EBS扩散粉0.5％在塑料容器中混合均匀，再将PC91.2％和白油1％在另一个塑料容器中搅拌均匀，然后将混合好的抗菌剂和塑胶粒子与C223A 6％、1010 0.2％、168 0.1％投入到高速混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：235℃，二区：240℃，三区：240℃，四区：230℃，机头：235℃，停留时间1-2min，压力为15MPa。
对比例1：
将PC重量比60.9％、ABS 26％、PC/ABS相容剂3％和白油1％投入混合器中混合2min，然后将B338 8％、1010 0.2％、168 0.1％投入到混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：220℃，二区：230℃，三区：230℃，四区：220℃，机头：225℃，留时间1-2min，压力为15MPa。
对比例2：
将PC 92.7％和白油1％投入混合器中混合2min，然后将C223A 6％、10100.2％、168 0.1％投入到混合器内，继续在室温状态下混合4min。之后，将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：235℃，二区：240℃，三区：240℃，四区：230℃，机头：235℃，停留时间1～2min，压力为15MPa。
性能测试：
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm。
抑菌率由专业测试机构进行测试，按日本JIS Z2801标准进行检验。
实施例1～4配方及材料性能见表1：
表1
组成   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
PC(％)   60.9   91.9   91.7   91.2
ABS(％)     26     /     /     /
增韧剂(％)     8     6     6     6
抗菌剂(％)     0.3     0.3     0.5     1
EBS扩散粉(％)     0.5     0.5     0.5     0.5
白油(％)     1     1     1     1
1010(％)     0.2     0.2     0.2     0.2
168(％)     0.1     0.1     0.1     0.1
其它助剂(％)     3     /     /     /
缺口冲击强度(KJ/m2) 75.6 97.5 97.35 96.98
拉伸强度(MPa)     50     60     59     59
断裂伸长率(％)     164     195     190     186
弯曲强度(MPa)     70     80     78     78
弯曲模量(MPa)     1980     2163     2115     2135
抑菌率(％)     99.56     99.57     99.72     99.83
对比例1-2的配方及材料性能见表2：
表2
组成     对比例1     对比例2
PC(％)     60.9     92.7
ABS(％)     26     /
增韧剂(％)     8     6
抗菌剂(％)     /     /
白油(％)     1     1
1010(％)     0.2     0.2
168(％)     0.1     0.1
其他助剂(％)     3     /
缺口冲击强度(KJ/m2)     75.3     98.02
拉伸强度(MPa)     51     60
断裂伸长率(％)     146     192
弯曲强度(MPa)     76     79
弯曲模量(MPa)     1990     2200
从实施例1与对比例1看，抗菌剂的加入对材料的物理力学性能基本上无影响。
从实施例2～4与对比例2看，抗菌剂的加入对材料的物理力学性能基本上无影响。从实施例2～4对比看，随抗菌剂加入量的增加，材料的物理力学性能并无改变，抗菌效果逐渐增加，但并不大，抑菌率均大于99％。综合抗菌效果和成本的考虑，抗菌剂的最佳添加量为0.3-0.5％。
以上对本发明所提供的一种抗菌工程塑料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种抗菌工程塑料，其特征在于，其组成按重量配比为(％)：
工程塑料  83-92％；
抗菌剂    0.3-1％；
增韧剂    6-10％；
抗氧剂    0.2-0.6％；
白油      0.5～2％；
分散剂    0.5～1％；
其它助剂  0.1-3％。
2、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：  所述工程塑料为PC或者质量比为1-9的PC/ABS合金。
3、如权利要求2所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述PC为分子量为20000-30000的双酚A型PC。
4、如权利要求2所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述ABS中重量配比为：橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％。
5、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述增韧剂为MBS核-壳型抗冲击改性剂或者ABS高胶粉类。
6、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述抗菌剂无机载银离子塑料抗菌防霉剂。
7、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
8、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述分散剂为EBS扩散粉。
9、如权利要求1所述的抗菌工程塑料，其特征在于：所述其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂、色粉。
10、一种如权利要求1所述抗菌工程塑料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
a：按重量配比称取塑料粒子和白油，混合均匀；
b：按重量配比称取抗菌剂和扩散粉，混合均匀；
c：按重量配比称取其他助剂，与a中混合好的塑料粒子和b中混合好的抗菌剂一起入到混合器中继续混合直至均匀；
d：将c中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度220-250℃，二区温度220-250℃，三区温度220-250℃，四区温度220-250℃，机头225-240℃，停留时间1～2min，压力为12-18MPa。
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