CN106167594A - 白色家电专用抗菌塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种白色家电专用抗菌塑料及其制备方法，所述白色家电专用抗菌塑料由下述重量份的原料制备而成：聚氯乙烯树脂95‑105份、柠檬酸三丁酯15‑25份、硬脂酸铅15‑25份、紫外吸收剂0.5‑1.5份、无机抗菌剂1‑5份。本发明所述一种白色家电专用抗菌塑料，通过合理的配比，优选出适合提高塑料的无机填料、紫外吸收剂、无机抗菌剂的种类及用量，提高了抗紫外性能、抗菌性能和强度，是一种理想的白色家电用抗菌塑料。

Description

白色家电专用抗菌塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料，尤其涉及一种白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
背景技术
塑料(Plastic)，是指以高分子量的合成树脂为主要组分，加入适当添加剂，如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等，经加工成型的塑性(柔韧性)材料，或固化交联形成的刚性材料。塑料是20世纪的产物，自从它被开发以来，各方面的用途日益广泛。
按改性中是否发生了化学反应，可将塑料的改性方法分为物理改性和化学改性；按使用功能可分为共混增韧改性、填充增强改性、功能化改性和阻燃改性。塑料的物理改性主要通过加入其它聚合物、填料及相容剂，达到改善材料性能的目的，包括共混改性、无机粒子增强增韧改性和阻燃改性等。塑料共混物研究和应用已得到了学术界与工业界的广泛关注和迅速发展。
抗菌塑料，是指塑料自身具有杀灭或抑制微生物生长繁殖活动功能的一类新型功能塑料。自然界有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物生长的功能，例如一些无机金属材料及其化合物、具有特定基团的有机物和部分矿物等。就目前的抗菌塑料而言，更多的是指抗菌功能复合材料，即在塑料中添加一定的抗菌物质从而使塑料达到具有抑制或杀灭其表面细菌能力的目的。抗菌塑料能够抑制或杀灭沾污在其制品表面的微生物，可以保持用品表面的清洁状态，从而减少有害微生物对接触这些用品的人类的侵害，因而在制备健康型日用品领域得到越来越广泛的应用。
微米级无机刚性粒子可在不降低其拉伸强度和刚性的同时，还能提高材料抗冲性能和热变形温度。纳米材料与技术从20世纪90年代开始兴起，逐渐使无机填料粒子向纳米化和功能化方向发展。纳米粒子填充聚合物必须实现纳米粒子与聚合物在纳米尺度上的均匀分散，才能达到较好的增强、增韧效果。因此，采用纳米粒子改性聚合物，应当进行适当的表面处理，降低粒子的表面能，并增加塑化过程中粒子与基体之间的界面相互作用，提高机械剪切力，最终达到纳米粒子均匀分散的效果。
光稳定剂是一类能够有效抑制或减缓由于光化学作用而使高分子材料或染料发生降解的助剂。一般分为紫外线吸收剂、激发态猝灭剂、自由基捕获剂、无机类紫外线屏蔽剂这四大类。其中紫外线吸收剂是目前普遍使用的光稳定剂，它是一类能够强烈地选择性地吸收高能量的紫外光，并进行能量转换，以热能或无害的低能辐射将能量释放或消耗的物质，能有效的保护人体和材料免受紫外线的损害。
本发明提供了一种塑料，强度高，并具有优异的抗菌、抗紫外性能。
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是提供一种白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种白色家电专用抗菌塑料，由下述重量份的原料制备而成：聚氯乙烯树脂95-105份、柠檬酸三丁酯15-25份、硬脂酸铅15-25份、紫外吸收剂0.5-1.5份、无机抗菌剂1-5份。
优选地，所述的紫外吸收剂为5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮中一种或多种的混合物。
更优选地，所述的紫外吸收剂由5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮混合而成，所述5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述的无机抗菌剂为草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌中一种或多种的混合物。
更优选地，所述的无机抗菌剂由草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌混合而成，所述草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
优选地，所述的无机抗菌剂的粒径为70-90nm。
本发明还提供了上述白色家电专用抗菌塑料的其制备方法，将各组分加入到高速混合机中混合均匀后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即得。
本发明所述一种白色家电专用抗菌塑料，通过合理的配比，优选出适合提高塑料的无机填料、紫外吸收剂、无机抗菌剂的种类及用量，提高了抗紫外性能、抗菌性能和强度，是一种理想的白色家电用抗菌塑料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例中各原料介绍：
聚氯乙烯树脂：CAS号：9002-86-2，具体采用新疆天业集团有限公司生产的型号SG-5为聚氯乙烯树脂。
柠檬酸三丁酯，CAS号：77-94-1。
硬脂酸铅，CAS号：1072-35-1。
5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮，CAS号：40678-73-7。
5-溴-2-氨基二苯甲酮，CAS号：39859-36-4。
4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮，CAS号：76809-63-7。
草酸锌，CAS号：547-68-2，粒径为80nm。
钨酸锌，CAS号：13597-56-3，粒径为80nm。
磷酸二氢锌，CAS号：13598-37-3，粒径为80nm。
实施例1
白色家电专用抗菌塑料原料(重量份)：聚氯乙烯树脂100份、柠檬酸三丁酯21份、硬脂酸铅16份、紫外吸收剂0.9份、无机抗菌剂3份。
所述的紫外吸收剂由5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
所述的无机抗菌剂由草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌按质量比为1:1:1搅拌混合均匀得到。
白色家电专用抗菌塑料制备：
将各组分加入到高速混合机中，室温下控制转速在350转/分，混合8分钟，取出后转入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度240℃，主机转速为350转/分；挤出后冷却牵条、风干切粒。得到实施例1的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例2的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例3的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的紫外吸收剂由5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例4的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由钨酸锌、磷酸二氢锌按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例5的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由草酸锌、磷酸二氢锌按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例6的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述的无机抗菌剂由草酸锌、钨酸锌按质量比为1:1搅拌混合均匀得到。得到实施例7的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法。
测试例1
分别将实施例1-7制得的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法放入硫化机中压制成厚度为1mm的片，再经过冷压成型，切制成2cm×5cm的样品条。
按GB/T16422.2—1999塑料实验室光源曝露试验方法，置于氙灯曝晒光老化试验箱中照射，然后按GB2409—80塑料黄色指数试验方法，测其黄色指数，得到其变黄指数△YI如下表1所示。
表1：耐光照老化性能测试表
变黄指数△YI是表征光氧老化性能的一个重要指标，△YI越小，表示耐光照老化性能越好。
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮复配)变黄指数△YI明显低于实施例2-4(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌复配)变黄指数△YI明显低于实施例5-7(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌中任意二者复配)。
测试例2
对实施例1-7制备得到的白色家电专用抗菌塑料及其制备方法的抗菌性能进行测试，抗(细)菌检测按照国标GB21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》进行测试。大肠杆菌ATYCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538。具体测试结果见表2。
表2：抗菌性能测试结果表
样品 大肠杆菌杀菌率，％ 金黄色葡萄球菌杀菌率，％
实施例1 95.5 97.2
实施例2 92.5 95.1
实施例3 92.8 94.3
实施例4 92.4 94.6
实施例5 90.7 92.5
实施例6 91.4 93.0
实施例7 91.2 92.3
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮复配)抗菌性能明显优于实施例2-4(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌复配)抗菌性能明显优于实施例5-7(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌中任意二者复配)。
测试例3
根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，对实施例1-7制备的塑料进行人工加速老化实验(90℃，500h)。具体测试结果见表3。
表3：抗老化性能测试表(90℃，500h)
样品 拉伸强度保持率，％ 冲击强度保持率，％
实施例1 89.3 89.2
实施例2 86.8 85.6
实施例3 86.5 86.1
实施例4 86.9 86.3
实施例5 87.6 87.5
实施例6 88.2 87.2
实施例7 87.3 87.3
比较实施例1与实施例2-4，实施例1(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮复配)抗老化性能明显优于实施例2-4(5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌复配)抗老化性能明显优于实施例5-7(草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌中任意二者复配)。

Claims (7)

1.一种白色家电专用抗菌塑料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：聚氯乙烯树脂95-105份、柠檬酸三丁酯15-25份、硬脂酸铅15-25份、紫外吸收剂0.5-1.5份、无机抗菌剂1-5份。
2.如权利要求1所述的白色家电专用抗菌塑料，其特征在于：所述的紫外吸收剂为5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮中一种或多种的混合物。
3.如权利要求2所述的白色家电专用抗菌塑料，其特征在于：所述的紫外吸收剂由5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮混合而成，所述5-氯-2-(((二甲氨基)亚甲基)氨基)二苯甲酮、5-溴-2-氨基二苯甲酮、4-(N-碘乙酰氨基)二苯甲酮的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的白色家电专用抗菌塑料，其特征在于：所述的无机抗菌剂为草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌中一种或多种的混合物。
5.如权利要求4所述的白色家电专用抗菌塑料，其特征在于：所述的无机抗菌剂由草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌混合而成，所述草酸锌、钨酸锌、磷酸二氢锌的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。
6.如权利要求1-3中任一项所述的白色家电专用抗菌塑料，其特征在于：所述的无机抗菌剂的粒径为70-90nm。
7.如权利要求1-6中任一项所述白色家电专用抗菌塑料的制备方法，其特征在于：将各组分加入到高速混合机中混合均匀后加入双螺杆挤出机中挤出造粒即得。
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