CN105936734A - 一种透明阻燃抗菌abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透明阻燃抗菌ABS材料及其制备方法，所述的透明阻燃抗菌ABS材料，由包括如下重量份的原料制成：树脂A 60‑85份，抗菌剂0.5‑2份，阻燃母粒10‑20份，增韧剂5‑25份。所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：树脂B 60‑90份，磷氮系阻燃剂10‑30份，硼酸锌5‑20。本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料将阻燃剂制备成母粒，可以使阻燃剂在共混物中分散的更加均匀；使用粒径小的阻燃剂可以使材料的透光率提高。

Description

一种透明阻燃抗菌ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其是涉及一种透明阻燃抗菌ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈组成的三元共聚物，集中了苯乙烯的高流动性、丁二烯的橡胶韧性和丙烯腈的耐化学品特性，具有优良的加工性能、耐低温性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能及高光泽和优异的电镀性能，同时具有耐蠕变性好、尺寸稳定性高、成型收缩率小等优异特点,在军工、汽车、电子电器等领域应用非常广泛。但一方面ABS树脂的氧指数只有18，属于易燃材料。因此，对ABS树脂进行阻燃改性是目前常用的一种ABS树脂改性方法。另一方面，随着社会经济的发展，人们除了对材料使用性能的要求越来越高外，更对材料表面的美观要求越来越青睐，因此开发出不仅具有使用性能，更具有透明质感的改性材料是目前的一个趋势。目前有不少高分子材料在未经过改性前可做到透明级，如透明聚碳酸酯，亚克力、透明ABS树脂、透苯等，但这些材料通过阻燃改性后，均变成非透明材料。在获得了其对性能的要求的同时，也失去了其外观的美学价值。
另外，对于材料还应该有抗菌方面的要求。随着人们生活水平的提交，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一。
目前，中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准。抗菌标准为：抗细菌率符合I≥99％的抗菌塑料可以作为强抗菌塑料，抗细菌率符合I≥90％的抗菌塑料可以作为有抗菌作用塑料。
因此，开发出一种透明阻燃抗菌ABS材料显得尤为重要，具有巨大的市场空间。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种透明阻燃抗菌ABS材料及其制备方法，透明阻燃抗菌ABS材料具有优异的抗菌效果，制备方法简单易行，加工容易，成本低廉。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种透明阻燃抗菌ABS材料，由包括如下重量份的原料制成：
其中，所述的树脂A为MABS。
进一步，所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：
树脂B 60-90份，
磷氮系阻燃剂 10-30份，
硼酸锌 5-20份；
其中，所述的树脂B为MABS；所述的树脂A与树脂B的规格相同或不同。
进一步，所述的磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种的混合物；所述的硼酸锌的粒径为2-4μm。
进一步，所述的树脂A的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2；所述的树脂B的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
进一步，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韧剂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韧剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韧剂中的一种或两种以上。
进一步，所述的抗菌剂为四级铵盐，所述的四级铵盐的通式为R4NX；其中，R为烃基，R相同或不同；所述的X为卤素负离子或酸根。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料的组分中还包括重量份为0.1-3份的助剂。
所述的助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂或颜料。
所述的热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或两种以上。
所述的光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫外线吸收剂。
所述的加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂(选自硬脂酸钙Cast、硬脂酸锌Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺)中的一种或两种以上。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将树脂B、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
(2)将树脂A、阻燃母粒、增韧剂、抗菌剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混料；
(3)将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺杆温度控制在180-230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40：1，螺杆转速为200-800转/分钟，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到透明阻燃抗菌ABS材料。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料加入到注塑机中加工成所需样条，所述的注塑机的料筒温度190-240℃，模具温度60-70℃，注塑压力6-10MPa。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料的应用，该透明阻燃抗菌ABS材料应用于电器仪表、医用器械、电子行业。
相对于现有技术，本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料及其制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料经过测试，其阻燃等级达到V-2或V-1级别，力学性能优异。
(2)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料透明度超过70％。
(3)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料添加抗菌剂后，制备的透明阻燃抗菌ABS复合材料具有优异的抗菌效果。
(4)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料将阻燃剂制备成母粒，可以使阻燃剂在共混物中分散的更加均匀；使用粒径小的阻燃剂可以使材料的透光率提高。
(5)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料的制备方法有助于改善工作环境。
(6)本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料的制备方法简单易行，加工容易，成本低廉，非常适合在电器仪表、医用器械、电子行业等即需要阻燃，又需要一定透明性等领域推广应用。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
本发明实施例所述的MABS选用日本电气化学的MABS TE-10S；
本发明实施例所述的增韧剂选用韩国LG化学的MBS EM-500；
本发明实施例所述的抗菌剂为目前市售的十二烷基三甲基氯化铵；
本发明实施例所述的磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐，所述的聚磷酸盐选用艾迪科的FP-2200；
本发明实施例所述的硼酸锌选用成都市开飞高能化学工业有限公司的ZB-500；
本发明对比例所述的溴代三嗪选用以色列死海溴公司的FR-245；
本发明对比例所述的阻燃协效剂选用云南木利锑业有限公司的S-05N；
本发明对比例所述的三聚氰胺氰尿酸盐选用巴斯夫的MC-25；
本发明对比例所述的四溴双酚A选用以色列死海溴公司的FR-1524；
本发明对比例所述的溴化环氧选用韩国宇进的CXB-714C；
本发明对比例所述的十溴二苯乙烷选用美国雅保公司的4010；
本发明对比例所述的抗菌剂选自三洋化成的PELESTAT 6500；
本发明所述的实施例和对比例得到的组合物采用ISO标准测试其相关性能。测试阻燃等级使用的UL-94垂直燃烧仪是美国ATLAS HVUL-2；测试透光率使用的是是林上科技有限公司LS105A透光率计；抗菌率测定，采用中国轻工行业标准QB/T 2591-2003《抗菌塑料——抗菌性能评价及其测试方法》标准；实验菌种为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌。
下面结合实施例来详细说明本发明。
一种透明阻燃抗菌ABS材料，由包括如下重量份的原料制成：MABS60-85份，抗菌剂0.5-2份，阻燃母粒10-20份，增韧剂5-25份。
所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：MABS 60-90份，磷氮系阻燃剂10-30份，硼酸锌5-20份。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将MABS、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
(2)将MABS、阻燃母粒、增韧剂、抗菌剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混料；
(3)将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到透明阻燃抗菌ABS材料。
所述的双螺杆挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度230℃；螺杆转速为200-800转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40：1，螺杆转速为200-800转/分钟。
所述的透明阻燃抗菌ABS材料的应用，所述的透明阻燃抗菌ABS材料应用于电器仪表、医用器械或电子行业。
实施例1-4、对比例1-4
将表1与表2中所列的各原料进行制备后得到的ABS复合材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，并按测试标准进行各性能测试。
表1阻燃母粒的各原料含量(重量百分比)
组份 A1 A2 A3 A4
MABS树脂 70 70 65 65
聚磷酸盐 10 20 / 15
三聚氰胺氰尿酸盐 / / 30 10
硼酸锌 20 10 5 10
表2实施例与对比例中各原料的具体配比及性能测试数据
从表2的实施例和对比例中可以看出，相比较起溴系阻燃剂，本发明选用以MABS树脂为载体的磷氮系阻燃剂和硼酸锌阻燃母粒来作为阻燃剂，力学性能较为优异，流动性能比传统的阻燃ABS更优异。更重要的是，其透光率较传统阻燃ABS得到大幅度提高，透光率可以做到70％以上。
另外，通过添加抗菌剂，添加抗菌剂后，材料的抗菌能力明显增加。本发明所述的透明阻燃抗菌ABS材料综合了ABS基体树脂的透明性及阻燃性，适合在电器仪表、医用器械、电子行业等即需要阻燃，又需要一定透明性等领域推广应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：由包括如下重量份的原料制成：
其中，所述的树脂A为MABS。
2.根据权利要求1所述的透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：所述的阻燃母粒由包括如下重量份的原料制成：
树脂B 60-90份，
磷氮系阻燃剂 10-30份，
硼酸锌 5-20份；
其中，所述的树脂B为MABS；所述的树脂A与树脂B的规格相同或不同。
3.根据权利要求2所述的透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：所述的磷氮系阻燃剂为聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种的混合物；所述的硼酸锌的粒径为2-4μm。
4.根据权利要求2所述的透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：所述的树脂A的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2；所述的树脂B的透光率>80％，悬臂梁缺口冲击强度>10kJ/m2。
5.根据权利要求1所述的透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：所述增韧剂为MBS型增韧剂、ASA型增韧剂、EVA型增韧剂中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的透明阻燃抗菌ABS材料，其特征在于：所述的抗菌剂为四级铵盐，所述的四级铵盐的通式为R4NX；其中，R为烃基，R相同或不同；所述的X为卤素负离子或酸根。
7.权利要求2-6中任一项所述的透明阻燃抗菌ABS材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将树脂B、磷氮系阻燃剂和硼酸锌加入到高温混炼机中，在170-250℃的温度下进行预混合，造粒冷却后得到阻燃母粒；
(2)将树脂A、阻燃母粒、增韧剂、抗菌剂在高速混合机充分混合10-60分钟，得到预混料；
(3)将预混料经过精密计量的送料装置输送到双螺杆挤出机中，挤出机的各段螺杆温度控制在180-230℃之间，双螺杆挤出机的长径比为25-40：1，螺杆转速为200-800转/分钟，在螺杆的剪切、混炼及输送下，物料得以充分熔化、复合，再经过挤出造粒、干燥得到透明阻燃抗菌ABS材料。
8.权利要求1-6中任一项所述的透明阻燃抗菌ABS材料的应用，其特征在于：该透明阻燃抗菌ABS材料应用于电器仪表、医用器械、电子行业。
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