CN102838852A

CN102838852A - 一种汽车内饰件用抗菌pbt塑料及其制备方法

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Publication number: CN102838852A
Application number: CN2012103640602A
Authority: CN
Inventors: 赵海应; 张荣福; 印玲
Original assignee: Shanghai Hans Mould Shape Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hans Mould Shape Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2012-12-26

Abstract

本发明公开了一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料及其制备方法。所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料，包括下述重量份的组分：PBT树脂200份，玻璃纤维10-60份，复合抗菌剂1-5份，分散剂0.5-2份。其中，所述复合抗菌剂由有机抗菌剂和无机抗菌剂组成，有机抗菌剂与无机抗菌剂的重量比为1:1~1:4。按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即可制得。本发明的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，具有高效、持续、广谱、安全的抗菌效果。同时保持了良好的拉升强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度等参数，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的汽车内饰件，如手套箱内盖板、手套箱斗、副仪表板本体、储物盒衬垫、面板储物盒。

Description

一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料及其制备方法。

背景技术

PBT树脂，中文名称为聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutyleneterephthalate（简称PBT），属于聚酯系列，是由1，4-丁二醇（1.4-Butylene glycol）与对苯二甲酸（PTA）或者对苯二甲酸酯（DMT）聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。

PBT树脂具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。不易燃烧，燃烧时无液体流下，离开火焰后在5秒钟内熄灭。PBT树脂的缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。可以在140℃下长期工作。

由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，而PBT产品又与PPS、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。PBT树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。

汽车内饰件大多与人体直接或间接接触，对于卫生要求较高，而且汽车内饰件本身在一些高温、光照等条件下，容易滋生细菌或形成有害物质，影响车内空气质量，危害汽车乘坐者的健康。因此开发一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料具有重要的现实意义。

但是，PBT树脂的抗拒性能的改进相对于聚丙烯、聚乙烯等非极性塑料的抗菌具有较大的难度。目前，抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂，在无机抗菌剂中，银系抗菌剂的效果优于铜系抗菌剂，铜系抗菌剂的效果优于锌系抗菌剂，但是使用银系无机抗菌剂时，由于银离子的化学性质活泼且对光、热敏感，易使塑料发生变色；使用锌、铜等非银系无机抗菌剂，虽然不易变色，但是抗菌效果低，使用量大；使用有机抗菌剂，由于PBT加工温度相对较高，容易引起有机抗菌剂的分解，而且部分有机合成化合物制成的抗菌剂易产生毒副产物、安全性能低。因此，目前使用的抗菌PBT塑料普遍存在耐热性差，抗菌剂分散不均匀，抗菌效果持续时间短等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

本发明所要解决的技术问题之二提供上述汽车内饰件用抗菌PBT塑料的制备方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料，包括下述重量份的组分：PBT树脂200份，玻璃纤维10-60份，复合抗菌剂1-5份，分散剂0.5-2份。

其中，

所述分散剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、液体石蜡中的一种或其混合物。

所述复合抗菌剂由有机抗菌剂和无机抗菌剂组成，有机抗菌剂与无机抗菌剂的重量比为1∶1～1∶4。

所述无机抗菌剂为纳米氧化锌、纳米氧化银和纳米氧化铜中的一种或其混合物；优选的，由下述组分按重量份组成：纳米氧化银10-20份，纳米氧化锌20-40份，纳米氧化铜0-20份。

所述有机抗菌剂为聚硅氧烷、有机氯化物中的一种或其混合物。

优选的，所述有机氯化物为三氯均二苯脲或2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚。

优选的，复合抗菌剂由下述组分按重量份组成：纳米氧化银10-20份，纳米氧化锌20-40份，纳米氧化铜0-20份，聚硅氧烷5-20份，三氯均二苯脲10-30份。

本发明还提供了上述汽车内饰件用抗菌PBT塑料的制备方法：

按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗氧剂等。

具体的，在本发明中：

由于PBT树脂本身缺口冲击强度低，成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。

玻璃纤维，简称玻纤，英文名为：glass fiber或fiberglass，英文缩写为GF，CAS号：14808-60-7，玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好（特别是玻璃棉），抗拉强度高，电绝缘性好（如无碱玻璃纤维）。可作为增强材料，用来制造增强塑料等制品。玻璃纤维增强的PBT塑料，具有更好的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度。

玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维（氧化钠0%～2%，属铝硼硅酸盐玻璃）、中碱玻璃纤维（氧化钠8%～12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃）和高碱玻璃纤维（氧化钠13%以上，属钠钙硅酸盐玻璃）。

玻璃纤维按形态和长度，可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉；按玻璃成分，可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和抗碱玻璃纤维等。

在本发明中可以根据使用者的实际需求，选择不同种类的玻璃纤维，从而使玻纤增强的PBT塑料具有不同方面的优势，也可以选择几种玻璃纤维的混合物。

硬脂酸，别名：十八烷酸，英文名：stearic acid，分子式C₁₈H₃₆O₂，CAS号：57-11-4。

聚乙烯蜡，别名PE蜡，是一种化工材料，成色为白色小微珠状/片状，由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的，其具有熔点较高、硬度大、光泽度高、颜色雪白等特点。主要型号有CH-2、CH-4、CH-5、CH-6、CH-8、CH-9、CH-10和CH-11。聚乙烯蜡可以增加PBT树脂的流动性。

液体石蜡，别名：石蜡油、白油，英文名：liquid paraffin。液体石蜡是从原油分馏所得到的无色无味的混合物。它可以分成轻质矿物油及一般矿物油两种，而轻质矿物油的比重及黏稠度较低。液体石蜡主要成分为C₁₆-C₂₀正构烷烃。

纳米氧化锌，粒径为10-80nm。

纳米氧化银，粒径为10-80nm。

纳米氧化铜，粒径为10-80nm。

聚硅氧烷，别名：硅酮，聚有机硅氧烷，英文名：polysiloxane，silicone。是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，其结构式为：

三氯均二苯脲，CAS号：101-20-2，分子式：C₁₃H₉Cl₃N₂O，英文名称：Triclocarban，中文别名：三氯卡巴、三氯碳酰苯胺。三氯均二苯脲很容易穿过细胞膜，使细菌和真菌赖以生存的一种特殊酶——酰基菌蛋白还原酶中毒，导致微生物死亡，人类细胞由于没有这种酶，所以该化合物对人类细胞无毒，具有广谱抗菌性，对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌、真菌和部分病毒等病原体微生物都有抑制和杀灭效果，对光、热稳定。

2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚，别名：玉洁新、三氯生、特可新、5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯酚、英文名：Phenol，5-chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)，缩写为DP300，CAS号：3380-34-5，分子式：C₁₂H₇Cl₃O₄。无毒，具有广谱抗菌效果。

本发明制备的抗菌PBT树脂，具有广谱抗菌效果，使用有机-无机复合抗菌剂，将有机抗菌剂和无机抗菌剂的缺点进行了互补，可以减少有机抗菌剂的使用量，从而降低有机抗菌剂产生毒副产物的可能，更有利于人的健康，满足环保、卫生的要求，而且本发明优选的聚硅氧烷、三氯均二苯脲或2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚等有机抗菌剂，均为无毒无害的有机抗菌剂，使用安全。有机抗菌剂与无机抗菌剂复合使用，达到高效、持续、广谱、安全的抗菌效果。

在无机抗菌剂中，银系抗菌剂的抗菌效果要优于非银系抗菌剂，但是PBT塑料中加入银系抗菌剂，容易使PBT塑料发生变色，因此将银系抗菌剂和非银系抗菌剂配伍使用，一方面可以减少银系抗菌剂的用量，防止PBT塑料变色，另一方面银系抗菌剂可以增强非银系抗菌剂的抗菌效果和持续时间，同时纳米氧化锌、纳米氧化铜的价格要低于纳米氧化银，有助于节约生产成本，提高经济效益。另外，试验中，发明人意外的发现几种抗菌剂进行复配，还具有协同抗菌效果，具体机理仍有待进一步研究。使用有机-无机复合抗菌剂的PBT塑料，长期使用后仍具有强效的抑制细菌、杀灭细菌、防霉的效果，且不受光照、温度等因素的影响。

本发明的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的汽车内饰件，如手套箱内盖板、手套箱斗、副仪表板本体、储物盒衬垫、面板储物盒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

按照表1中对应实施例1数据称取各原料后，将各组分加入到高速混合机中，室温下控制转速在300-400转/分钟，混合5-10分钟，取出后转入螺杆挤出机中，在190-240℃温度下挤出造粒，即获得所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

表1：汽车内饰件用抗菌PBT塑料配方表单位：公斤

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2
									PBT树脂	200	200	200	200	200	200	200	200
玻璃纤维	10	60	40	40	40	40	40	40
									纳米氧化银	2	/	1	0.5	/	1	4	/
纳米氧化锌	/	/	2	/	2	2	/	/
									纳米氧化铜	/	1	/	0.5	/	0.5	/	/
聚硅氧烷	/	1	0.5	/	0.5	0.5	/	4
									三氯均二苯脲	2	/	1	/	0.5	1	/	/
DP300	/	/	/	0.5	/	/	/	/
									硬脂酸	1	/	/	0.5	0.5	1	1	1
聚乙烯蜡	/	1	/	0.5	/	/	/	/
									液体石蜡	/	/	1	/	/	/	/	/

表1中，所选PBT树脂为中国石化仪征化纤股份有限公司生产的PBTGX-121；所选玻璃纤维为衡水艺兴玻纤有限公司生产的无碱短玻纤；纳米氧化锌，粒径为10-80nm；纳米氧化银，粒径为10-80nm；纳米氧化铜，粒径为10-80nm。

实施例2

按照表1中对应实施例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

实施例3

按照表1中对应实施例3数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

实施例4

按照表1中对应实施例4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

实施例5

按照表1中对应实施例5数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

实施例6

按照表1中对应实施例6数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

对比例1

按照表1中对应对比例1数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

对比例2

按照表1中对应对比例2数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。

测试例

对实施例1~6和对比例1~2PBT塑料的常规性能和抗菌性能进行测试。

抗菌测试标准：QB/T 2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》

检测用菌：

大肠杆菌（Escherichia coli）ATCC 25922，

金黄色葡萄球菌（Staphy lococcus aureus）ATCC 6538。

表2：PBT塑料性能测试表

通过本发明中的大量实验可以看出，使用有机-无机复合抗菌剂制备的抗菌PBT树脂，具有广谱抗菌效果，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率均在96%以上，按照实施例6的复配组成，其抗菌效果远高于使用抗菌剂总质量相同的对比例1（无机抗菌剂）和对比例2（有机抗菌剂）。

进一步的，使用有机-无机复合抗菌剂，可以减少有机抗菌剂的使用量，从而降低有机抗菌剂产生毒副产物的可能，更有利于人的健康，满足环保、卫生的要求，而且本发明优选的聚硅氧烷、三氯均二苯脲或2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚等有机抗菌剂，均为无毒无害的有机抗菌剂，使用安全。有机抗菌剂与无机抗菌剂复合使用，达到高效、持续、广谱、安全的抗菌效果。

将无机抗菌剂中的银系抗菌剂和非银系抗菌剂进行配伍使用，一方面可以减少银系抗菌剂的用量，防止PBT塑料变色，另一方面银系抗菌剂可以增强非银系抗菌剂的抗菌效果和持续时间，同时纳米氧化锌、纳米氧化铜的价格要低于纳米氧化银，有助于节约生产成本，提高经济效益。

试验中，发明人意外的发现几种抗菌剂进行复配，还具有协同抗菌效果，具体机理仍有待进一步研究。使用有机-无机复合抗菌剂的PBT塑料，经过长期试验，仍具有强效的抑制细菌、杀灭细菌、防霉的效果，且不受光照、温度等因素的影响。

从PBT塑料常规性能数据中可以看出，按照实施例1~6的方法值得的抗菌PBT塑料保持了良好的拉升强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度等参数，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的汽车内饰件，如手套箱内盖板、手套箱斗、副仪表板本体、储物盒衬垫、面板储物盒。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于，包括下述重量份的组分：PBT树脂200份，玻璃纤维10-60份，复合抗菌剂1-5份，分散剂0.5-2份。

2.如权利要求1所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述复合抗菌剂由有机抗菌剂和无机抗菌剂组成，有机抗菌剂与无机抗菌剂的重量比为1:1~1:4。

3.如权利要求2所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述无机抗菌剂为纳米氧化锌、纳米氧化银和纳米氧化铜中的一种或其混合物。

4.如权利要求3所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述无机抗菌剂，由下述组分按重量份组成：纳米氧化银10-20份，纳米氧化锌20-40份，纳米氧化铜0-20份。

5.如权利要求2所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述有机抗菌剂为聚硅氧烷和有机氯化物中的一种或其混合物。

6.如权利要求5所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述有机氯化物为三氯均二苯脲或2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚。

7.如权利要求1-6中任一项所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：复合抗菌剂由下述组分按重量份组成：纳米氧化银10-20份，纳米氧化锌20-40份，纳米氧化铜0-20份，聚硅氧烷5-20份，三氯均二苯脲10-30份。

8.如权利要求1-6中任一项所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、液体石蜡中的一种或其混合物。

9.如权利要求7所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸、聚乙烯蜡、液体石蜡中的一种或其混合物。

10.如权利要求1-9中任一项所述的汽车内饰件用抗菌PBT塑料的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料，混合均匀后，熔融混炼、挤出造粒，即获得所述汽车内饰件用抗菌PBT塑料。