CN104962030A - 一种天然抗菌耐老化abs材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天然抗菌耐老化ABS材料,ABS树脂70~90%,植物源提取物3~7%,纳米黄土5~18%,蓝莓籽油0.5~2%,两性表面活性剂1.5~3%;藉此,将上述原料通过多种途径的加工手段,合理复配,协同增效,赋予ABS材料具有天然抗菌、防霉、抗氧化、抗紫外线及远红外保健等多重功效。用于制造ABS制品不仅抗菌谱广,抑菌能力强,抗菌成分不易析出,抗菌效果持久。而且耐老化能力和力学性能更优良,长期暴露在日光下,不变色,不变形,不脆裂,使用寿命长。与此同时,远红外效应还可起到自洁、净化环境空气,消除异味的作用,利于人体健康和环境友好。因此大大拓展了ABS的应用范围,蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体地说是涉及一种天然抗菌耐老化ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,是一种强度高、韧性好、耐热、耐低温、耐化学药品腐蚀、电器性能优良,易于加工成型的热塑型高分子材料。被广泛应用于汽车、电子通讯、家用电器、建筑、医疗卫生、包装、办公用品、玩具、体育器材、日用品等领域。尤其是近年来更发展到应用于民生以及与人体密切接触等诸多方面的制品,但因ABS嵌段共聚物的特殊性,其组分中的丁二烯含不饱和双键,这就使得ABS在阳光、氧和热作用下易发生老化变色,变脆、甚至龟裂,导致物理机械性能的下降。同时由于ABS不具有抗菌性,其制品用一段时间过后,表面会变得肮脏,滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物,特别在温度、湿度等客观条件适宜时更易繁殖蔓延,不同的人接触就会导致交叉感染,成为细菌污染源和疾病传播源,给人类健康带来了巨大的威胁。
有鉴于上述因素,近些年,国内外很多学者都在致力于研究开发具有抗菌功能的ABS,取得了一定的成果。经检索,目前用于ABS的抗菌剂按结构主要分为无机、有机和天然三大类。无机抗菌剂采用银、锌、铜等金属离子为抗菌剂,以磷酸盐、膨润土、沸石等多孔无机非金属材料为载体制得,具有抗菌效率高,耐热性强,但容易氧化变色而使抗菌能力降低乃至失效,力学性能大幅度下降,用量相对较大,成本高,市场推广困难。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等,虽然杀菌效率较高,添加量较少,但耐热性差,易析出,毒性较大,不仅抗菌持久性短,而且被人体吸收,对人体健康会造成很大的潜在危害,实用价值不高。与之相比,天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的,其来源广泛,成本低,具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点,故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成,抗菌成分单一,抗菌谱窄,其与聚乙烯之间的相容性差,易产生团聚、分散不均匀等问题,且在使用过程中抗菌成分易析出,抗菌效果不能持久。此外,现有抗菌剂不能同时兼具抗菌耐老化和保健功能,为了达到ABS制品所需的耐老化指标,通常采用共混改性的方法往ABS中添加抗氧剂来提高其耐老化性能。但公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物,在阳光、氧和热作用下都有逐渐向ABS制品表面析出的趋势,存在易失效和卫生安全隐患。
因此,研究出一种同时具备天然抗菌耐老化、保健与力学性能,且功效持久,使用寿命长的ABS材料显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂均匀分布在ABS树脂中而使多种生物活性物质协同增效的天然抗菌耐老化ABS材料及其制备方法,以解决现有技术存在的问题。
为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:一种天然抗菌耐老化ABS材料,按重量百分比计,其原料配方组成为:ABS树脂70~90%,植物源提取物3~7%,纳米黄土5~18%,蓝莓籽油0.5~2%,两性表面活性剂1.5~3%,所述的植物源提取物是由重量百分含量25~35%的地菍、35~55%的板栗壳和20~30%的文冠木提取制得,其制备方法包括以下步骤:
①制备植物源提取物:按配方称取地菍、板栗壳、文冠木分别用水洗净,干燥后混合,粉碎成60目粗粉,加入相当于粗粉重量5~12倍的浓度为80~95wt%的乙醇溶液,浸泡1~3h后,回流提取2h,过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液,取滤液减压浓缩至1/2体积,上HPD100大孔树脂柱,在流速5~10ml/min下吸附3h,用浓度为25~50wt%的丙酮溶液洗脱,回收丙酮,减压浓缩,喷雾干燥,得到植物源提取物;
②制备纳米黄土,采集一定量的黄土以1∶5的固液重量比加入浓度为10~50wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值在4.5~6之间,置于闭式耐酸反应釜中,在100~180℃反应2~9h,出料,冷却,用去离子水洗涤至中性,干燥,在200~500℃下煅烧0.5~1h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1200~2500目,得到白色的纳米黄土;
③制备蓝莓籽油:采集饱满、无腐烂的蓝莓籽,破碎,蒸炒,送入压榨油机于35~60℃下压榨,得到籽油和籽渣,在籽渣中加入相当于籽渣重量3~9倍的浓度为65~85wt%的乙醇于30~50℃下提取2h,过200目筛,滤液与籽油合并,在合并油中加入占合并油重量0.5~3%的活性炭,于45~60℃下脱色2h,得到蓝莓籽油;
④按配方称取纳米黄土,以1∶6~25的固液重量比加入去离子水,再加入占纳米黄土重量1.5~3%的聚乙二醇,在75℃下搅拌0.5~3h,形成稳定均匀胶体溶液;然后将配方量的植物源提取物溶解于去离子水中,使固液重量比为1∶3,再加入配方量的两性表面活性剂搅拌混合均匀后添加到上述胶体溶液中,在频率40kHz、温度65~75℃、功率50~350W下超声分散0.5~2h,真空干燥,粉碎,得到植物源/黄土复合抗菌剂;
⑤按配方称取蓝莓籽油,加入聚乙烯蜡并控制其重量比为1∶0.5,在60~75℃下搅拌至充分熔化且混合均匀,得到预混料;
⑥按配方称取ABS树脂送入高速混合机中,加入步骤⑤的预混料,在35~50℃下混合3~5min,再加入步骤④的植物源/黄土复合抗菌剂,升温到70~85℃,继续混合30~50min,送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,双螺杆挤出机各段的温度为185~245℃,熔融挤出后冷却造粒,得到天然抗菌耐老化ABS材料。
本发明所述的两性表面活性剂为十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、椰油基二羟乙基氧化胺、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基羟磺基丙基甜菜碱、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱中的任意一种或两种以上的混合。
上述方法所给出的配方是保证本发明产生所期望效果的基本配方,是本发明的技术核心,然而在实际应用中,完全可以在本发明配方的基础上,根据各种需要添加相容剂、偶联剂、增韧剂、着色剂等,这些都属于本领域公知的常识,且只要控制适当,也不会对本发明产生负面影响。
上述原料配方中的地菍(Melastoma dodecandnun Lour)为野牡丹科植物地菍的全草,又名铺地稔、铺地锦等,其味甘、酸、涩,性稍凉;具有清热化湿、祛瘀止痛、收敛止血之功效。研究表明,地菍含有多糖、黄酮类、氨基酸、阿魏酸、槲皮素、酚类、β-谷甾醇、胡萝卜苷、豆甾醇、齐墩果酸、萹蓄苷、没食子酸、正十六酸和山奈酚等化学成分,具有抗菌消炎、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等作用[李丽等,“地菍的化学成分和药理作用研究进展”《广西中医学院学报》2011年第1期]。现代药理学表明,黄酮类、酚类、没食子酸、山奈酚等成分具有较强的抗菌活性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及绿脓杆菌等多种致病菌都有显著的抑制作用。
上述原料配方中的文冠木为无患子科文冠果属文冠果Xanthocerassorbifoli Bunge的干燥茎枝,能祛风湿,消肿止痛,敛干黄水。临床用于治疗风湿性关节炎、风湿内热、皮肤风湿等症。有研究表明,文冠木中含有(2R,3R)-双氢杨梅树皮素、杨梅树皮素、槲皮素、儿茶精、没食子儿茶精、(2R,3R)-3,3′,5,5′,7-五羟基二氢黄酮、(2S)-3′,4′,5,5′,7-五羟基二氢黄酮、表没食子儿茶精等化学成分,其具有广泛的生物活性,在抑菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、抗病毒、镇痛及活血等多方面具有很强的作用[倪慧艳,“文冠木化学成分研究”《中药材》2009年第5期]。
上述原料配方中的板栗壳为板栗的外果皮,板栗又名栗子、大栗等,药性甘、涩、平,具有降逆、止血的功效,研究表明:板栗壳中含有β-谷甾醇、β-胡萝卜苷、豆甾-5-烯-3β,7α-醇、麦角甾-6,22-二烯-3β,5α,8α-三醇、齐墩果酸、豆甾-4-烯-6α-醇-3-酮、豆甾-4-烯-6β-醇-3-酮、原儿茶酸、水杨酸、豆甾-5-烯-3β-羟基-7-酮、对羟基桂皮酸甲酯、没食子酸、绿原酸、香草醛、乳糖和芦丁等化学成分,具有广泛的生物活性,在抑菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、抗病毒等多方面具有很强的作用[贾陆等,“板栗壳化学成分研究”《中国医药工业杂志》2010年第2期]。
从已公开的文献报道看,国内外对地菍、文冠木、板栗壳的生物活性物质具有抗菌、抗氧化研究尽管较成熟,但将地菍、文冠木、板栗壳的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与纳米黄土复合作为抗菌剂添加到ABS树脂中而具有天然抗菌耐老化和保健功能的同时提升力学性能在国内外还未见相关研究的报道,也未见工业化生产。
本发明将地菍、文冠木、板栗壳三种植物源提取物复配使用,功效互补,能最大限度地发挥各生物活性物质的优势而将其劣势减小到最低程度,在此基础上与纳米黄土进行复合,使多种生物活性物质协同增效而更好地发挥抗菌耐老化机制,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,还获得了抗紫外线、自由基捕捉活性和保健功效。很好的弥补了天然抗菌剂成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的不足,为ABS兼具天然抗菌耐老化和保健功能的同时提升力学性能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配比,不能预料到本发明中的植物源提取物与纳米黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
上述原料配方中的蓝莓籽油,是一种从杜鹃花科越橘属植物蓝莓种子提取的植物油,含有黄酮类、多糖类、花青素、芦丁、氨基酸、胡萝卜素、维生素A、维生素E、异戊酸L-薄荷酯、亚麻醇、顺-7-十四烯醛、γ-谷甾醇、β-谷甾醇、苯乙醇、视黄醛、脂肪酸、L-抗坏血酸-2,6-二棕榈酸酯、亚油酸乙酯和角鲨烯等多种活性成分[屈小媛等,“蓝莓籽油挥发性成分分析”《贵州农业科学》2013年第10期],具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、抗过敏、抗衰老、抗疲劳、增强记忆力等功效。
上述原料配方中的纳米黄土,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎屑矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎屑矿物中的石英、长石和云母类含量占碎屑矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以SiO2占优势,其次为Al2O3、CaO,再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、TiO2、MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有大量的过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂添加入ABS树脂中制备出天然抗菌耐老化ABS材料的相关研究未见报道。
本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与植物源提取物之间的高亲和性,采用两性表面活性剂与阳离子、非离子、两性离子有良好配伍性的特征,协同诱导植物源提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使植物源提取物更容易插层到黄土的层间结构之中,形成纳米级的植物源/黄土复合抗菌剂,该复合抗菌剂与蓝莓籽油、ABS树脂在熔融条件下以共插层形式,使植物源/黄土复合抗菌剂均匀分散在ABS树脂中,得到天然抗菌耐老化ABS材料。发明人意外地发现,蓝莓籽油与聚乙烯蜡之间通过热处理复配具有较好的协同效应,不仅增强了ABS材料的抗菌耐老化能力和保健功效。而且使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于ABS树脂中,产生良好的界面粘结性能,有效减少ABS树脂分子链间内摩擦力,阻止了其团聚的可能。同时提高了ABS树脂的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能,其表面结构产生变化,力学性能和加工性能得以提升。有效解决了天然抗菌剂在ABS树脂中界面不相容、产生团聚和分散不均匀的问题。
本发明人出乎预料地发现,黄土中SiO2含量高,酸化后的黄土微孔中酸度增加,经煅烧失去结构水,除去微孔中杂质较彻底,产生大量的空间,同时改变无机杂质的晶体结构而活化,增强杂质本身同酸反应的能力,获得纯度高、多孔粒细的SiO2,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-Si-OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表面表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团。而两性表面活性剂能够与植物源提取物最大限度互溶,并通过相互吸引产生协同增效作用,两者协同对纳米黄土的层间结构进行扩张的同时获得需要的电荷,从而将植物源提取物引入到黄土层间,极易渗透到黄土片层的内部,使植物源提取物负载于纳米黄土的均匀性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌耐老化能力和保健功效。很好的克服了现有天然抗菌剂的抗菌成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当植物源提取物在ABS树脂中扩散时,由于ABS树脂、纳米黄土、植物源提取物、蓝莓籽油、两性表面活性剂的性能进行有机结合形成一种受限体系,使该体系中插入的植物源提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,使植物源提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致植物源提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌耐老化时效,当ABS制品表面的植物源提取物浓度降低时,可以通过ABS基体相不断向表面自迁移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制植物源提取物析出速率。并且由于部分植物源提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的植物源提取物析出后,其内部的植物源提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果。制品使用较长时间后仍然能够保持较好的抗菌耐老化、保健和力学性能。
本发明将黄土、地菍、文冠木、板栗壳、蓝莓籽、两性表面活性等原料进行处理后添加到ABS树脂中,各原料发挥作用相得益彰,协同增效,使ABS材料获得了天然抗菌、防霉、抗氧化、抗紫外线及远红外保健等多重功效,其用于制造ABS制品不仅具有广谱的抗菌性,而且抑菌率高、抗菌性好、抗菌持久。特别对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变形杆菌等细菌有非常好的抑制、杀灭作用,杀灭率可达到95%以上。还具有优异的耐老化能力和更好的力学性能,使ABS制品长期暴露在日光下,不变色,不变形,不脆裂,使用寿命长。与此同时,远红外辐射效应可起到自洁、净化环境空气,消除异味的作用,利于人体健康和环境友好。且抗菌原料取自天然,环保无污染,成本低廉,容易推广应用。
本发明所述的ABS材料可以用于任何常规的ABS制品,譬如制备日常用方向盘、容器、卫生洁具玩具、体育用品、冰箱内层、手机外壳和各类电器面板等,因此大大拓展了ABS的应用范围,蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例一
1.原料准备:
①制备植物源提取物:称取地菍28kg、板栗壳47kg、文冠木25kg分别用水洗净,干燥后混合,粉碎成60目粗粉,加入相当于粗粉重量9倍的浓度为90wt%的乙醇溶液,浸泡3h后,回流提取2h,过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液,取滤液减压浓缩至1/2体积,上HPD100大孔树脂柱,在流速8ml/min下吸附3h,用浓度为35wt%的丙酮溶液洗脱,回收丙酮,减压浓缩,喷雾干燥,得到植物源提取物;
②制备纳米黄土,采集一定量的黄土以1∶5的固液重量比加入浓度为10~50wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值为5,置于闭式耐酸反应釜中,在150℃反应3h,出料,冷却,用去离子水洗涤至中性,干燥,在400℃下煅烧0.5h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1800目,得到白色的纳米黄土;
③制备蓝莓籽油:采集饱满、无腐烂的蓝莓籽,破碎,蒸炒,送入压榨油机于50℃下压榨,得到籽油和籽渣,在籽渣中加入相当于籽渣重量9倍的浓度为65wt%的乙醇于50℃下提取2h,过200目筛,滤液与籽油合并,在合并油中加入占合并油重量2%的活性炭,于60℃下脱色2h,得到蓝莓籽油;
④两性表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、椰油基二羟乙基氧化胺、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基羟磺基丙基甜菜碱、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱中的任意一种或两种以上的混合。
2.原料配方:
ABS树脂77kg,植物源提取物4.2kg,纳米黄土16kg,蓝莓籽油1.3kg,十八烷基二羟乙基氧化胺0.9kg,椰油酰胺丙基甜菜碱0.6kg。
3.制备步骤:
①称取纳米黄土16kg,加入去离子水320kg,再加入聚乙二醇0.4kg,在75℃下搅拌2h,形成稳定均匀胶体溶液;
②称取植物源提取物4.2kg溶解于12.6kg去离子水中,再加入十八烷基二羟乙基氧化胺0.9kg、椰油酰胺丙基甜菜碱0.6kg搅拌混合均匀后添加到步骤①的胶体溶液中,在频率40kHz、温度65℃、功率300W下超声分散1.5h,真空干燥,粉碎,得到植物源/黄土复合抗菌剂;
③称取蓝莓籽油1.3kg,加入聚乙烯蜡0.65kg,在70℃下搅拌至充分熔化且混合均匀,得到预混料;
④称取ABS树脂77kg送入高速混合机中,加入步骤③的预混料,在40℃下混合5min,再加入步骤②的植物源/黄土复合抗菌剂,升温到75℃,继续混合50min,送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,双螺杆挤出机各段的温度为185~245℃,熔融挤出后冷却造粒,得到天然抗菌耐老化ABS材料。
实施例二
1.原料准备:
①制备植物源提取物:称取地菍30kg、板栗壳50kg、文冠木20kg分别用水洗净,干燥后混合,粉碎成60目粗粉,加入相当于粗粉重量12倍的浓度为95wt%的乙醇溶液,浸泡2h后,回流提取2h,过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液,取滤液减压浓缩至1/2体积,上HPD100大孔树脂柱,在流速10ml/min下吸附3h,用浓度为50wt%的丙酮溶液洗脱,回收丙酮,减压浓缩,喷雾干燥,得到植物源提取物;
②制备纳米黄土,采集一定量的黄土以1∶5的固液重量比加入浓度为10~50wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值为4.5,置于闭式耐酸反应釜中,在100℃反应6h,出料,冷却,用去离子水洗涤至中性,干燥,在350℃下煅烧1h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1600目,得到白色的纳米黄土;
③制备蓝莓籽油:采集饱满、无腐烂的蓝莓籽,破碎,蒸炒,送入压榨油机于60℃下压榨,得到籽油和籽渣,在籽渣中加入相当于籽渣重量6倍的浓度为75wt%的乙醇于35℃下提取2h,过200目筛,滤液与籽油合并,在合并油中加入占合并油重量1.5%的活性炭,于45℃下脱色2h,得到蓝莓籽油;
④两性表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、椰油基二羟乙基氧化胺、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基羟磺基丙基甜菜碱、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱中的任意一种或两种以上的混合。
2.原料配方:
ABS树脂73.4kg,植物源提取物5kg,纳米黄土18kg,蓝莓籽油1.5kg,十四烷基二羟乙基氧化胺1.2kg,烷基羟磺基丙基甜菜碱0.9kg。
3.制备步骤:
①称取纳米黄土18kg,加入去离子水396kg,再加入聚乙二醇0.45kg,在75℃下搅拌1.5h,形成稳定均匀胶体溶液;
②称取植物源提取物5kg溶解于15kg去离子水中,再加入十四烷基二羟乙基氧化胺1.2kg、烷基羟磺基丙基甜菜碱0.9kg搅拌混合均匀后添加到步骤①的胶体溶液中,在频率40kHz、温度75℃、功率250W下超声分散2h,真空干燥,粉碎,得到植物源/黄土复合抗菌剂;
③称取蓝莓籽油1.5kg,加入聚乙烯蜡0.75kg,在65℃下搅拌至充分熔化且混合均匀,得到预混料;
④称取ABS树脂73.4kg送入高速混合机中,加入步骤③的预混料,在50℃下混合3min,再加入步骤②的植物源/黄土复合抗菌剂,升温到85℃,继续混合35min,送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,双螺杆挤出机各段的温度为185~245℃,熔融挤出后冷却造粒,得到天然抗菌耐老化ABS材料。
Claims (2)
1.一种天然抗菌耐老化ABS材料,其特征在于,按重量百分比计,其原料配方组成为:ABS树脂70~90%,植物源提取物3~7%,纳米黄土5~18%,蓝莓籽油0.5~2%,两性表面活性剂1.5~3%;所述的植物源提取物是由重量百分含量25~35%的地菍、35~55%的板栗壳和20~30%的文冠木提取制得,其制备方法包括以下步骤:
①制备植物源提取物:按配方称取地菍、板栗壳、文冠木分别用水洗净,干燥后混合,粉碎成60目粗粉,加入相当于粗粉重量5~12倍的浓度为80~95wt%的乙醇溶液,浸泡1~3h后,回流提取2h,过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液,取滤液减压浓缩至1/2体积,上HPD100大孔树脂柱,在流速5~10ml/min下吸附3h,用浓度为25~50wt%的丙酮溶液洗脱,回收丙酮,减压浓缩,喷雾干燥,得到植物源提取物;
②制备纳米黄土,采集一定量的黄土以1∶5的固液重量比加入浓度为10~50wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值在4.5~6之间,置于闭式耐酸反应釜中,在100~180℃反应2~9h,出料,冷却,用去离子水洗涤至中性,干燥,在200~500℃下煅烧0.5~1h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1200~2500目,得到白色的纳米黄土;
③制备蓝莓籽油:采集饱满、无腐烂的蓝莓籽,破碎,蒸炒,送入压榨油机于35~60℃下压榨,得到籽油和籽渣,在籽渣中加入相当于籽渣重量3~9倍的浓度为65~85wt%的乙醇于30~50℃下提取2h,过200目筛,滤液与籽油合并,在合并油中加入占合并油重量0.5~3%的活性炭,于45~60℃下脱色2h,得到蓝莓籽油;
④按配方称取纳米黄土,以1∶6~25的固液重量比加入去离子水,再加入占纳米黄土重量1.5~3%的聚乙二醇,在75℃下搅拌0.5~3h,形成稳定均匀胶体溶液;然后将配方量的植物源提取物溶解于去离子水中,使固液重量比为1∶3,再加入配方量的两性表面活性剂搅拌混合均匀后添加到上述胶体溶液中,在频率40kHz、温度65~75℃、功率50~350W下超声分散0.5~2h,真空干燥,粉碎,得到植物源/黄土复合抗菌剂;
⑤按配方称取蓝莓籽油,加入聚乙烯蜡并控制其重量比为1∶0.5,在60~75℃下搅拌至充分熔化且混合均匀,得到预混料;
⑥按配方称取ABS树脂送入高速混合机中,加入步骤⑤的预混料,在35~50℃下混合3~5min,再加入步骤④的植物源/黄土复合抗菌剂,升温到70~85℃,继续混合30~50min,送入双螺杆挤出机中熔融共混挤出,双螺杆挤出机各段的温度为185~245℃,熔融挤出后冷却造粒,得到天然抗菌耐老化ABS材料。
2.根据权利要求1所述的一种天然抗菌耐老化ABS材料,其特征在于,所述的两性表面活性剂为十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、椰油基二羟乙基氧化胺、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基羟磺基丙基甜菜碱中的任意一种或两种以上的混合。
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