CN106566219A - 一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法 Download PDF

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杨桂生
赵敏
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Abstract

本发明公开了一种抗菌聚碳酸酯材料，由包含以下重量份的组分制成：PC树脂100份，玻璃纤维10～50份，增韧剂3～15份，抗菌剂0.7～2.0份，分散剂0.4～1.0份，抗氧剂0.4～1.2份。本发明还公开了一种上述抗菌聚碳酸酯材料的制备方法：称取100份PC树脂、3～15份增韧剂、0.7～2.0份抗菌剂、0.4～1.0份分散剂、0.4～1.2份抗氧剂混合均匀后，所得的混合物料和10～50份玻璃纤维加入螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。本发明公开的抗菌聚碳酸酯材料具有持久的抗菌性、收缩率低、刚性大、韧性好等优点。

Description

一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)因其物理机械性能优良，抗冲击强度高，良好的电性能，尺寸稳定性好等特点而被广泛应用于电子电器、建材、包装、汽车工业等社会生活各领域，尤其是用于制造产品的外壳例如电器开关面板、玩具外壳、手机外壳等，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物之一。
然而，产品的外壳部件，要接触各种各样的外部环境，长久使用容易累积大量病菌，形成污染源，有报道表明手机上每平方厘米驻扎的细菌数量比马桶还多。随着科技的发展，社会的进步人们越来越注重生活品质，环保健康方面的要求越来越高。现有技术大多通过喷涂抗菌漆等方法来改善抗菌性，但该工艺步骤繁琐且容易出现掉漆等问题，难以持久。
发明内容
针对现有材料抗菌性能差的缺陷，本发明的目的是提供一种抗菌聚碳酸酯材料，具有持久的抗菌性、收缩率低、刚性大、韧性好等优点。
本发明的另一个目的是提供一种上述抗菌聚碳酸酯材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种抗菌聚碳酸酯材料，由包含以下重量份的组分制成：
所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为3.2～28g/10min。
所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为6～18μm，优选为7～11μm。
所述增韧剂选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(EMA-GMA)、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)中的一种或一种以上。
所述抗菌剂选自纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐、含Ag1+硅酸盐中的一种或一种以上。
所述分散剂选自季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、PE蜡或硅酮粉中的一种或一种以上。
所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)中的一种或一种以上。
本发明还提供了一种上述抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
称取100份PC树脂、3～15份增韧剂、0.7～2.0份抗菌剂、0.4～1.0份分散剂、0.4～1.2份抗氧剂混合均匀后，所得的混合物料和10～50份玻璃纤维加入螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
所述混合均匀是在高混机中进行，转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min。
所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为220～265℃。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明提供了一种抗菌耐候聚碳酸酯材料及其制备方法，所得材料具有持久的抗菌性，与未使用抗菌剂配方比较，添加抗菌剂后材料的抗菌性显著提高，达到90％以上，尤其是采用聚六亚甲基胍磷酸盐/纳米氧化银复配的抗菌体系材料的抗菌性能达到99％，抗菌性非常优异；对于维护公共卫生，保护人体健康有着重要的意义，同时还具有收缩率低、刚性大、韧性好、加工成形方便等特点，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
以下所用的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为3.2～28g/10min。
以下所用的玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为6～18μm，优选为7～11μm。
实施例1
将100份PC树脂、5份增韧剂MBS、1份含Ag1+硅酸盐、0.4份分散剂PE蜡和0.4份抗氧剂(抗氧剂1076/抗氧剂168＝1/2)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为500rmp，混合温度为80℃，混合3min混合均匀；
将混合物料和10份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为220℃，230℃，240℃，255℃，265℃，挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试，测试结果见表1。
实施例2
将100份PC树脂、3份增韧剂EMA-GMA、0.7份抗菌剂(聚六亚甲基胍磷酸盐/纳米氧化银＝2/1)、0.6份分散剂PETS和0.6份抗氧剂(抗氧剂1010/抗氧剂168＝1/2)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为40℃，混合3min混合均匀；
将混合物料和20份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为220℃，230℃，240℃，250℃，260℃，挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试，测试结果见表1。
实施例3
将100份PC树脂、10份增韧剂LLDPE-g-MAH、2份纳米二氧化钛、1.0份分散剂EBS和1.2份抗氧剂(抗氧剂1010/抗氧剂168＝2/3)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合10min混合均匀；
将混合物料和50份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为230℃，245℃，250℃，265℃，255℃，挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试，测试结果见表1。
实施例4
将100份PC树脂、15份增韧剂MBS、1.5份纳米氧化银、0.6份分散剂硅酮粉和1.0份抗氧剂(抗氧剂1076/抗氧剂626＝2/3)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合10min混合均匀；
将混合物料和30份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为230℃，240℃，250℃，260℃，250℃，挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试，测试结果见表1。
对比例1
将100份PC树脂、5份增韧剂MBS、0.4份分散剂PE蜡和0.4份抗氧剂(抗氧剂1076/抗氧剂168＝1/2)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为500rmp，混合温度为80℃，混合3min混合均匀；
将混合物料和10份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为220℃，230℃，240℃，255℃，265℃，挤出机拉条切粒制得材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
对比例2
将100份PC树脂、0.6份分散剂剂硅酮粉和1.0份抗氧剂(抗氧剂1076/抗氧剂626＝2/3)，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合10min混合均匀；
将混合物料和30份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为230℃，240℃，250℃，260℃，250℃，挤出机拉条切粒制得材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用注塑机注塑成型，注塑温度为265℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
表1
由上表可知，本发明制备的抗菌聚碳酸酯材料具有优越的抗菌性，加入抗菌剂后材料的抗菌性显著提高，均达到99％以上的抗菌率，同时抗菌剂加入后材料的性能影响不大。所得的材料既具有优良的抗菌性，又具有刚性大，收缩率小，韧性好等优点。可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
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 (10)

1.一种抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为3.2～28g/10min。
3.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为6～18μm，优选为7～11μm。
4.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述增韧剂选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述抗菌剂选自纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐、含Ag1+硅酸盐中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述分散剂选自季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、PE蜡或硅酮粉中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的抗菌聚碳酸酯材料，其特征在于：所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或一种以上。
8.一种权利要求1至7任一所述的抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
称取100份PC树脂、3～15份增韧剂、0.7～2.0份抗菌剂、0.4～1.0份分散剂、0.4～1.2份抗氧剂混合均匀后，所得的混合物料和10～50份玻璃纤维加入螺杆挤出机挤出造粒，经螺杆挤出机拉条切粒制得抗菌聚碳酸酯材料。
9.根据权利要求8所述的抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：所述混合均匀是在高混机中进行，转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min。
10.根据权利要求8所述的抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为220～265℃。
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