CN103571151B - 一种高抗菌阻燃abs材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高抗菌阻燃ABS材料及其制备方法，其由ABS树脂、增韧剂、溴系阻燃剂、辅助阻燃剂、聚四氟乙烯、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、硬脂酸单甘油酯与锌离子抗菌剂按重量份制备而成的。本发明采用锌离子抗菌剂、溴系阻燃剂与辅助阻燃剂，同时采用高效分散剂硬脂酸单甘油酯将抗菌剂进行预分散，能够使得抗菌材料在组合物中分散均匀，防止抗菌剂的团聚；同时分散剂的润滑作用利于抗菌剂在阻燃ABS材料表面的富集，大大提高了材料的抗菌效果。提高抗菌剂的抗菌效果，提高ABS材料的抗菌性、阻燃性与优异的力学性能。

Description

一种高抗菌阻燃ABS材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高抗菌阻燃ABS材料及其制备方法。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（简称ABS树脂）是5大合成树脂之一，它将聚丁二烯（PB）、聚丙烯腈（PAN）、聚苯乙烯（PS）的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能；并且它的冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能均优良；还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，因此ABS树脂广泛应用于冰箱、空调、洗衣机及其它日用品中。

现阶段随着社会进步和人们生活水平的提高，越来越多的人发现细菌、霉菌等有害微生物严重危害着人们的自身健康和生活质量。因此为了高品质生活的追求，人们更加关注日常生活中抗菌材料的应用。因此目前人们关注针对ABS的抗菌改性，主要是通过添加银离子系抗菌剂对其抗菌改性。如CN103146119A提供了一种耐磨抗菌ABS改性材料及其制备方法，其中添加了纳米银和纳米二氧化钛离子，利用等离子体溅射工艺在ABS材料表面形成一层二氧化钛薄膜，此方法对材料进行了二次加工，增加了加工的复杂性和成本。

同时针对现阶段客户对现用材料阻燃性能要求的提高，阻燃ABS材料的开发应用前景也较广泛，但由于阻燃ABS材料中所用阻燃剂大多为溴系阻燃剂，其在加工过程中易与银离子系抗菌剂发生反应，从而降低了材料的抗菌效率。因此迄今为止，阻燃ABS材料的抗菌研究报道较少。因此，本发明所研制的高抗菌阻燃ABS材料的意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供了一种高抗菌阻燃ABS材料及其制备方法，该材料具有制备程序简单、无污染，高光泽、高抗菌、阻燃性能好、易加工等优点。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种高抗菌阻燃ABS材料，由以下组分按重量份组成：

ABS树脂50-80份

增韧剂5-10份

溴系阻燃剂15-20份

辅助阻燃剂1-10份

聚四氟乙烯0.1-0.5份

热稳定剂0.5-2.5份

抗氧剂0.3-1.0份

润滑剂0.2-1.2份

硬脂酸单甘油酯3-5份

锌离子抗菌剂0.1-1.5份。

进一步，所述ABS树脂为乳液聚合物或本体聚合物，其中AN的质量百分比含量为25-32%、胶的质量百分比含量为13-18%，在220℃/10kg条件下其熔体流动速率为15-25g/10min。

进一步，所选增韧剂为丙烯酸类、丁二烯类增韧剂、氯化聚乙烯中的一种或两种复合。

进一步，所选溴系阻燃剂为四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴代三嗪中的一种或两种复合。

进一步，所选辅助阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、滑石粉中的至少一种。

进一步，所述聚四氟乙烯的分子量为200万-500万。

进一步，所述热稳定剂为金属皂盐、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或两种复合。

进一步，所述抗氧剂为抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯）、抗氧剂1076（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯）、抗氧剂168（亚磷酸酯类为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯）、抗氧剂245（二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]）、抗氧剂1098（N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺）中的一种或两种复合。

进一步，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅油、白矿油、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯均聚蜡中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供上述高抗菌阻燃ABS材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将3-5份硬脂酸单甘油酯与0.1-1.5份锌离子抗菌剂按在300-500转/分的高混机中搅拌1-3分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将50-80份ABS树脂、5-10份增韧剂、15-20份溴系阻燃剂、1-10份辅助阻燃剂、0.1-0.5份聚四氟乙烯、0.5-2.5份热稳定剂、0.3-1.0份抗氧剂、0.2-1.2份润滑剂依次加入搅拌机中，在200-400转/分的搅拌机中混合3-5分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在100-200转/分钟的低速下搅拌3-10分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到高抗菌阻燃ABS材料。

本发明的有益效果：

1、本发明采用锌离子抗菌剂，而不用普通银离子抗菌剂，从而避免了溴系阻燃剂在加工过程中产生的游离溴与银离子抗菌剂中的银离子发生反应,生产化学性能稳定的溴化银，使抗菌剂的效果降低甚至失效；从而提高了抗菌剂的抗菌效果；

2、本发明中阻燃剂选用溴系阻燃剂与三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、滑石粉辅助阻燃剂混合组成，减少游离溴的量，从而避免游离溴聚合作用，提高ABS材料的抗菌性。

3、本发明制备方法简单，采用锌离子抗菌剂同时采用高效分散剂硬脂酸单甘油酯将抗菌剂进行预分散，能够使得抗菌材料在组合物中分散均匀，防止抗菌剂的团聚；同时分散剂的润滑作用利于抗菌剂在阻燃ABS材料表面的富集，大大提高了材料的抗菌效果。

4、本发明中加入了阻燃剂、增韧剂，增强了ABS材料的阻燃效果和抗冲效果，制得的材料整体力学性能优异，具有较好的抗菌阻燃作用。

具体实施方式：

实施例1：

（1）将3份硬脂酸单甘油酯与0.1份锌离子抗菌剂按在300转/分的高混机中搅拌3分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将50份ABS树脂、10份丙烯酸类增韧剂、15份溴代三嗪、4份三氧化二锑、0.2份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸锌、0.3份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硅油依次加入搅拌机中，在200转/分的搅拌机中混合5分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在200转/分钟的低速下搅拌10分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到高抗菌阻燃ABS材料。

实施例2：

（1）将4份硬脂酸单甘油酯与0.5份锌离子抗菌剂按在400转/分的高混机中搅拌2分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将60份ABS树脂、7份增韧剂苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、18份四溴双酚A、5份五氧化二锑、0.2份聚四氟乙烯、1份硬脂酸钙、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂1076抗氧剂、0.5份季戊四醇硬脂酸酯依次加入搅拌机中，在300转/分的搅拌机中混合4分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在150转/分钟的低速下搅拌5分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到高抗菌阻燃ABS材料。

实施例3：

（1）将5份硬脂酸单甘油酯与1.5份锌离子抗菌剂按在500转/分的高混机中搅拌1分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将80份ABS树脂、10份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、10份溴化环氧、10份溴代三嗪、1份硼酸锌、0.5份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸钙、0.5份硬脂酸镁、0.5份抗氧剂245、1.2份乙撑双硬脂酸酰胺依次加入搅拌机中，在400转/分的搅拌机中混合3分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在100转/分钟的低速下搅拌10分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到高抗菌阻燃ABS材料。

对比例1：

按照实施例1中的第2、3步骤及各组份的配比制备对比例1，对比例1中不加硬脂酸单甘油酯与锌离子抗菌剂，具体如下：

将50份ABS树脂、10份丙烯酸类增韧剂、15份溴代三嗪、4份三氧化二锑、0.2份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸锌、0.3份抗氧剂1010、0.5份润滑剂硅油依次加入搅拌机中，在200转/分的搅拌机中混合5分钟；然后加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到ABS材料。

对比例2：

按照实施例2中的配比与制备方法制备对比例2，区别仅在于对比例2中采用银离子抗菌剂，具体如下：

（1）将4份硬脂酸单甘油酯与0.5份银离子抗菌剂按在400转/分的高混机中搅拌2分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将60份ABS树脂、7份增韧剂苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、18份四溴双酚A、5份五氧化二锑、0.2份聚四氟乙烯、1份硬脂酸钙、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂1076抗氧剂、0.5份季戊四醇硬脂酸酯依次加入搅拌机中，在300转/分的搅拌机中混合4分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在150转/分钟的低速下搅拌5分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到ABS材料。

对比例3：

按照实施例3中的配比与制备方法制备对比例3，区别仅在于对比例3中采用银离子抗菌剂，具体如下：

（1）将5份硬脂酸单甘油酯与1.5份银离子抗菌剂按在500转/分的高混机中搅拌1分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将80份ABS树脂、10份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、10份溴化环氧、10份溴代三嗪、1份硼酸锌、0.5份聚四氟乙烯、0.5份硬脂酸钙、0.5份硬脂酸镁、0.5份抗氧剂245、1.2份乙撑双硬脂酸酰胺依次加入搅拌机中，在400转/分的搅拌机中混合3分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在100转/分钟的低速下搅拌10分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到ABS材料。

将实施例1-3与对比例1-3制备的ABS材料按照相关的检测标准分别检测各自的熔体流动速率、机械强度、阻燃性与抗菌性等性能，其具体数据见下表一：

表一：ABS材料主要物性指标：

从上表一可看出，本发明实施例1-3制备的ABS材料具有高抗菌与阻燃性能，并且其相关的机械强度也符合ABS材料使用要求；本发明采用预分散的锌离子抗菌剂作为抗菌剂，其相对于对比例2-3中加入的银离子抗菌剂，避免了溴系阻燃剂在加工过程中产生的游离溴与银离子抗菌剂中的银离子发生反应,生产化学性能稳定的溴化银，使抗菌剂的效果降低甚至失效；从而达到了较好的抗菌效果。对比例1中没有加任何的抗菌剂，其抗菌效果差，不符合当今人们对抗菌剂的要求。本发明制备的高抗菌阻燃ABS材料可有效地抑制和杀死其表面的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，可广泛的应用到家电及其它日用品中。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：

ABS树脂50-80份

增韧剂5-10份

溴系阻燃剂15-20份

辅助阻燃剂1-10份

聚四氟乙烯0.1-0.5份

热稳定剂0.5-2.5份

抗氧剂0.3-1.0份

润滑剂0.2-1.2份

硬脂酸单甘油酯3-5份

锌离子抗菌剂0.1-1.5份；

所选辅助阻燃剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、滑石粉中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂为乳液聚合物或本体聚合物，其中AN的质量百分比含量为25-32%、胶的质量百分比含量为13-18%，在220℃/10kg条件下其熔体流动速率为15-25g/10min。

3.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所选增韧剂为丙烯酸类、丁二烯类增韧剂、氯化聚乙烯中的一种或两种复合。

4.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于:所选溴系阻燃剂为四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧、溴代三嗪中的一种或两种复合。

5.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述聚四氟乙烯的分子量为200万-500万。

6.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述热稳定剂为金属皂盐、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或两种复合。

7.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1098中的一种或两种复合。

8.根据权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅油、白矿油、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯均聚蜡中的至少一种。

9.一种制备如权利要求1所述的高抗菌阻燃ABS材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将3-5份硬脂酸单甘油酯与0.1-1.5份锌离子抗菌剂按在300-500转/分的高混机中搅拌1-3分钟进行预分散，获得稀释的分散性较好的抗菌剂预混物；

（2）将50-80份ABS树脂、5-10份增韧剂、15-20份溴系阻燃剂、1-10份辅助阻燃剂、0.1-0.5份聚四氟乙烯、0.5-2.5份热稳定剂、0.3-1.0份抗氧剂、0.2-1.2份润滑剂依次加入搅拌机中，在200-400转/分的搅拌机中混合3-5分钟；然后加入（1）中分散好的抗菌剂预混物在100-200转/分钟的低速下搅拌3-10分钟，得到混合均匀的混合物；

（3）将（2）混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、水冷、风干、切料得到高抗菌阻燃ABS材料。