CN103044861A - 一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法，由包括以下重量份的组分制成：聚对苯二甲酸丁二酯70-80、阻燃剂15-20、抗滴落改性剂0.1-0.5、增韧剂3-8、抗菌剂0.3-1和加工助剂0.5-1，将干燥的聚对苯二甲酸丁二酯、阻燃剂、抗滴落改性剂、韧剂、抗菌剂和加工助剂，加入高速混合机中，在高速混合机中搅拌3-5min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口；物料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制备得到聚对苯二甲酸丁二酯组合物。与现有技术相比，本发明的组合物具有良好的抗菌性，均衡的力学性能，较好的流动性，加工容易的优点。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种具有良好抗菌性能的聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。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、低温下可迅速结晶，成型性良好。
低碳经济的盛行，环保理念已经深入人心。大众对卫浴的选择本着健康环保、个性简约、功能至上为消费原则，而舒适卫浴新享受也在备受人们所推崇。在追求时尚的同时如何做到环保，已经成了家居装修要考虑的问题。复合材料的出现正好解决了这一问题。
科技在进步，卫浴产品也在不断融合越来越多的科技含量。智能调温的浴缸、智能马桶的登场，为消费者带来了更多的舒适卫浴新享受。健康和节水是卫浴革命多年来的一个主题。从浴缸到马桶，到小便斗，各个能够抗菌防污和能够节水的部位和地方都在进行着科技的改变。
传统洗手盆几乎都是陶瓷材质的，如今玻璃、金属、合成材料等材质都被用来制作洗手盒。当前马桶盖板材料一般为塑料，其中包括脲醛树脂，PP，ABS等。在市场份额方面PP作为最初使用的应用在马桶盖板上的塑料占有了大多数份额，大约在70％左右，但近些年由于PP抗老化性能不好的问题逐渐显现出来，现在越来越多的企业开始使用别的材料来替代PP；脲醛树脂作为替代PP的首选得到了大多数消费者的认可，其抗刮擦，结构强度等都较优秀，但由于当前对于环保的逐渐重视，而脲醛树脂在生产环节由于用到尿素和甲醛为原料，其环保性较差，故许多厂家也在寻找既环保又能满足需求的材料来替代脲醛树脂。当前比较常见的是ABS的材料，但ABS在性能上并没有达到脲醛树脂，且其工艺方面也在不断发展中，作为新兴材料也在市场上占有了一定的份额，但由于性能方面的原因，如抗刮擦差，易变色，易断裂；抗老化差，耐高温性能差，耐腐蚀性差。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂由于上述良好的综合性能，逐渐被用来注塑成卫浴类产品配件。
鉴于中国是传染性疾病多发地区，专家预测，抗菌马桶的普及将会成为一种新的潮流。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的抗菌性以及均衡的力学性能的抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，由包含以下重量份的组分制成：
聚对苯二甲酸丁二酯70-80，
阻燃剂 15-20，
抗滴落改性剂 0.1-0.5，
增韧剂 3-8，
抗菌剂 0.3-1，
加工助剂 0.5-1。
所述的阻燃剂为溴系阻燃剂与三氧化二锑的组合物。
所述的溴系阻燃剂为溴化环氧树脂、溴代聚苯乙烯或聚溴代苯乙烯。
所述的抗滴落改性剂为高分子量的特殊改性聚四氟乙烯，该特殊改性聚四氟乙烯为经过丙烯酸酯包覆或是丙烯腈或苯乙烯-丙烯腈共聚物改性后的聚四氟乙烯。
所述的抗滴落改性剂为高分子量的特殊改性聚四氟乙烯，可以是安特洛普化学的PTFE TN3500。
所述的增韧剂选自马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
所述的抗菌剂选自含有银、锌或铜离子的无机抗菌剂，优选含有银离子的无机抗菌剂，可以是西安康旺抗菌科技的Conval PAg-40。
所述的加工助剂为润滑剂或抗氧剂，其中，润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸酰胺、硬脂酸金属皂类、脂肪双酰胺蜡类、聚乙烯蜡类或褐煤蜡酸乙二酯酯类中的一种或几种；抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种。
所述的润滑剂选自丽科蜡E、季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酰胺；所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种。
一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分和重量份含量备料：
聚对苯二甲酸丁二酯 70-80，
阻燃剂 15-20，
抗滴落改性剂 0.1-0.5，
增韧剂 3-8，
抗菌剂 0.3-1，
加工助剂 0.5-1；
(2)将上述混合物加入高速混合机中搅拌3-5min，得到混合均匀的物料；
(3)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，物料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，制备得到聚对苯二甲酸丁二酯组合物。
所述的聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃条件下干燥3-4h。
所述的双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用了在无填充、阻燃聚对苯二甲酸丁二酯组合物中无机抗菌剂，制得的组合物具有良好的抗菌性。
2、本发明制得的阻燃聚对苯二甲酸丁二酯组合物具有均衡的力学性能。
3、本发明组合物流动性很好，可用于注塑较大的制件。
4、本发明组合物注塑的制件表面光泽度很好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
机械性能测试方法：
本发明的组合物采用ASTM标准注塑，测试试样，使用塑料注塑机在220-250℃下注塑成型。样条尺寸(长度×宽度×厚度)分别为：拉伸样条(哑铃型)，170mm×13mm×3.2mm；弯曲样条，127mm×13mm×3.2mm；无缺口冲击样条，127mm×13mm×3.2mm；缺口冲击样条，127mm×13mm×3.2mm，V型缺口，缺口深度为1/5；抗菌性能测试采用50mm×50mm的方片，厚度为2mm，检验菌种为金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌。
拉伸强度和断裂伸长率：按ASTM D638测试，拉伸速度为5mm/min。
弯曲强度和弯曲模量：按ASTM D790测试，弯曲速度为1.25mm/min。
简支梁缺口冲击强度：按ASTM D6110测试。
阻燃性：按UL94测试。
抗菌性：按QB/T 2591-2003测试。
熔融指数：按ASTM D1238测试，测试温度为235℃，施加压力为2.16KG。
试样成型后在温度为(23±2)℃、湿度为(50±5)％的标准环境中放置16h后测试，测试环境为(23±2)℃、湿度为(50±5)％。
实施例1
一种具有抗菌性能的聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃环境下，干燥3-4h；
(2)按照以下组分及含量备料：78.5kg干燥的聚对苯二甲酸丁二酯，12kg阻燃剂溴化环氧树脂BEP-1，3kg阻燃剂三氧化二锑，5kg增韧剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA 12024，0.5kg抗滴落改性剂高分子量的特殊改性聚四氟乙烯PTFE TN3500，0.3kg抗菌剂Conval PAg-40，0.4kg抗氧剂1010/168(1∶1)，0.3kg润滑剂季戊四醇硬脂酸酯；
(3)将上述物料在高速混合机中高速搅拌混合3-5min；
(4)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，挤出、熔融、造粒；
双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz，性能测试结果见表1。
实施例2
一种具有抗菌性能的聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃环境下，干燥3-4h；
(2)按照以下组分及含量备料：78.2kg干燥的聚对苯二甲酸丁二酯，12kg阻燃剂溴化环氧树脂BEP-1，3kg阻燃剂三氧化二锑，5kg增韧剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA 12024，0.5kg抗滴落改性剂高分子量的特殊改性聚四氟乙烯PTFE TN3500，0.6kg抗菌剂Conval PAg-40，0.4kg抗氧剂1010/168(1∶1)，0.3kg润滑剂季戊四醇硬脂酸酯；
(3)将上述物料在高速混合机中高速搅拌混合3-5min；
(4)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，挤出、熔融、造粒；
双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz，性能测试结果见表1。
实施例3
一种具有抗菌性能的聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃环境下，干燥3-4h；
(2)按照以下组分及含量备料：77.8kg干燥的聚对苯二甲酸丁二酯，12kg阻燃剂溴化环氧树脂BEP-1，3kg阻燃剂三氧化二锑，5kg增韧剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA 12024，0.5kg抗滴落改性剂高分子量的特殊改性聚四氟乙烯PTFE TN3500，1kg抗菌剂Conval PAg-40，0.4kg抗氧剂1010/168(1∶1)，0.3kg润滑剂季戊四醇硬脂酸酯；
(3)将上述物料在高速混合机中高速搅拌混合3-5min；
(4)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，挤出、熔融、造粒；
双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz，性能测试结果见表1。
实施例4
一种具有抗菌性能的聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃环境下，干燥3-4h；
(2)按照以下组分及含量备料：70.2kg干燥的聚对苯二甲酸丁二酯，15kg阻燃剂溴化环氧树脂BEP-1，5kg阻燃剂三氧化二锑，8kg增韧剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA 12024，0.5kg抗滴落改性剂高分子量的特殊改性聚四氟乙烯PTFE TN3500，0.6kg抗菌剂Conval PAg-40，0.4kg抗氧剂1010/168(1∶1)，0.3kg润滑剂季戊四醇硬脂酸酯；
(3)将上述物料在高速混合机中高速搅拌混合3-5min；
(4)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，挤出、熔融、造粒；
双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz，性能测试结果见表1。
表1
Claims (10)
1.一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，该组合物由包含以下重量份的组分制成：
聚对苯二甲酸丁二酯70-80，
阻燃剂 15-20，
抗滴落改性剂 0.1-0.5，
增韧剂 3-8，
抗菌剂 0.3-1，
加工助剂 0.5-1。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的阻燃剂为溴系阻燃剂与三氧化二锑的组合物，所述的溴系阻燃剂为溴化环氧树脂、溴代聚苯乙烯或聚溴代苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的抗滴落改性剂为高分子量的特殊改性聚四氟乙烯，该特殊改性聚四氟乙烯为经过丙烯酸酯包覆或是丙烯腈或苯乙烯-丙烯腈共聚物改性后的聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的增韧剂选自马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的抗菌剂选自含有银、锌或铜离子的无机抗菌剂，优选含有银离子的无机抗菌剂。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的加工助剂为润滑剂或抗氧剂，其中，润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、脂肪酸酰胺、硬脂酸金属皂类、脂肪双酰胺蜡类、聚乙烯蜡类或褐煤蜡酸乙二酯酯类中的一种或几种；抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种。
7.根据权利要求1或6所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂选自丽科蜡E、季戊四醇硬脂酸酯或乙撑双硬脂酰胺；所述的抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种。
8.一种根据如权利要求1所述的抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分和重量份含量备料：
聚对苯二甲酸丁二酯70-80，
阻燃剂 15-20，
抗滴落改性剂 0.1-0.5、
增韧剂 3-8，
抗菌剂 0.3-1，
加工助剂 0.5-1；
(2)将上述混合物加入高速混合机中搅拌3-5min，得到混合均匀的物料；
(3)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口，物料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，制备得到聚对苯二甲酸丁二酯组合物。
9.根据权利要求8所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸丁二酯在110-120℃条件下干燥3-4h。
10.根据权利要求8所述的一种抗菌性聚对苯二甲酸丁二酯组合物的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机各区段温度分别控制在：180-220℃，200-240℃，220-250℃，220-240℃，220-240℃，220-240℃，机头温度控制在220-250℃，主机转速为15-35Hz。
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