CN106751394B - 一种抗菌abs材料以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，阻燃剂18～23份，相容剂7～12份，填料11～16份，抗氧剂0.4～0.9份，增韧剂2～7份，润滑剂1～1.5份，耐热改性剂5～10份，分散剂0.1～0.6份，改性抗菌剂3～5份。本发明还提供了该抗菌ABS材料的制备方法。本发明所提供的抗菌ABS材料的抗菌性能很强，能用于抗菌性能要求较高的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种抗菌ABS材料以及制备方法。
背景技术
ABS材料的英文名称为acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer，是一种用途极广的热塑性通用塑料，无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒，其应用包括：
⒈壳体材料：广泛应用于制造电子产品、玩具、厨房用品、文具、家电等的外壳。
⒉机械配件：可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽以及电动工具外壳等。
⒊汽车配件：车内具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄、扶手、手套箱、杂物箱、门槛上下饰件和水箱面罩等，车外有反光镜架等。
⒋其它制品：各类化工防腐蚀管材、镀金制品、文具、玩具、泡沫塑料、仿木制品等。
例如，公开号为CN103122121B、公开日为2014.12.24、申请人为浙江誉隆科技发展有限公司的中国发明公开了“纳米粒子增强ABS复合材料及其制备方法”，属于ABS复合材料的技术领域，所述的方法首先利用表面活性剂包覆纳米粒子，形成表面改性纳米粒子；所述的纳米粒子为有机蒙脱土、纳米二氧化钛和纳米水滑石；然后将表面改性纳米粒子与ABS利用双螺杆挤出机中熔融共混得到ABS复合材料粒料。该发明的方法应用于回收ABS的改性，虽然可以提高其力学性能和抗老化性能，使其性能达到并超过摩托车和电动车用塑料件的标准要求，可以替代新ABS料使用，但是该ABS复合材料与现有的ABS材料一样不具备抗菌性能，不能用于抗菌性能要求较高的场合。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗菌ABS材料，其抗菌性能很强，能用于抗菌性能要求较高的场合。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，阻燃剂18～23份，相容剂7～12份，填料11～16份，抗氧剂0.4～0.9份，增韧剂2～7份，润滑剂1～1.5份，耐热改性剂5～10份，分散剂0.1～0.6份，改性抗菌剂3～5份。
优选地，本发明所述阻燃剂为三(三溴苯基)氰尿酸酯。
优选地，本发明所述相容剂为ABS-g-MAH。
优选地，本发明所述填料为玻纤。
优选地，本发明所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成。
优选地，本发明所述增韧剂为氯化聚乙烯。
优选地，本发明所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
优选地，本发明所述耐热改性剂为双马来酰亚胺。
优选地，本发明所述分散剂为EBS。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述抗菌ABS材料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硫酸铜溶于水中，加入乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基氯化铵后置于微波合成器中，100W功率、100℃下搅拌4min后加入草酸钠溶液，100℃下搅拌反应5h后将得到的产物抽滤，滤饼用蒸馏水反复洗涤后90℃下真空干燥，置于马弗炉中500℃下焙烧2h后得到多孔纳米氧化铜；
(2)将多孔纳米氧化铜浸泡于水中，超声处理15min后转入100℃水浴中，6小时后取出，90℃下真空烘干后得到预处理多孔纳米氧化铜，将预处理多孔纳米氧化铜浸渍于硝酸锌溶液中，室温下静置25h后110℃下真空干燥3h，转入马弗炉中500℃下焙烧2h后得到抗菌剂；
(3)将抗菌剂加入乙醇水溶液中，超声搅拌30min后加入MMA，继续超声搅拌20min后加入引发剂AIBN，加热至60℃后水浴反应2h，将得到的产物抽滤后分别用乙醇和去离子水洗涤3次，100℃下真空干燥至恒重后得到改性抗菌剂；
(4)按重量份数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中90℃下干燥3h，然后投入高混机中干混5min得到干混料，将干混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出得到挤出料，将挤出料冷却后造粒得到抗菌ABS材料，其中，双螺杆挤出的参数为：料斗部温度155℃，料筒前部温度185℃，模头温度190℃，模具温度195℃，挤出温度175℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
A、本发明以硫酸铜、草酸钠为原料，在乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基氯化铵帮助下通过微波水热合成法制得具有多孔结构的多孔纳米氧化铜，然后将其用水超声并水煮处理得到预处理多孔纳米氧化铜，超声、水煮处理有效清理了多孔纳米氧化铜的孔道中的杂质并扩大了孔容，然后以预处理多孔纳米氧化铜、硝酸锌为原料通过浸渍法制得抗菌剂，该抗菌剂由多孔纳米氧化铜和负载于其上的氧化锌复合而成，纳米氧化铜具有良好的抗菌能力，不过其抗菌广谱性有所欠缺，而氧化锌具有很强的光解能力，在紫外线照射下能杀灭大部分菌体，其抗菌广谱性非常广，不过需要经紫外线照射才能达到很好的抗菌效果，所以本发明制得的抗菌剂综合了纳米氧化铜和氧化锌的优点，达到了协同增效的效果，具备了非常好的抗菌性能，能大大提高ABS材料的抗菌性能。
B、本发明制得的抗菌剂属于无机材料，表面呈现亲水性，而ABS为有机材料，表面呈现疏水性，所以二者之间的相容性不好，抗菌剂容易团聚不易分散，因此本发明采用包覆聚合法将PMMA包覆于抗菌剂的表面制得改性抗菌剂，PMMA将抗菌剂表面的亲水性变成了疏水性，改善了抗菌剂与ABS之间的相容性，使得改性抗菌剂能均匀分散于ABS内，从而进一步提高ABS材料的抗菌性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯22份，ABS-g-MAH 8份，玻纤16份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.4份，氯化聚乙烯4份，季戊四醇硬脂酸酯1.3份，双马来酰亚胺9份，EBS 0.2份，改性抗菌剂4份。
该抗菌ABS材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将硫酸铜溶于水中，加入乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基氯化铵后置于微波合成器中，100W功率、100℃下搅拌4min后加入草酸钠溶液，100℃下搅拌反应5h后将得到的产物抽滤，滤饼用蒸馏水反复洗涤后90℃下真空干燥，置于马弗炉中500℃下焙烧2h后得到多孔纳米氧化铜；
(2)将多孔纳米氧化铜浸泡于水中，超声处理15min后转入100℃水浴中，6小时后取出，90℃下真空烘干后得到预处理多孔纳米氧化铜，将预处理多孔纳米氧化铜浸渍于硝酸锌溶液中，室温下静置25h后110℃下真空干燥3h，转入马弗炉中500℃下焙烧2h后得到抗菌剂；
(3)将抗菌剂加入乙醇水溶液中，超声搅拌30min后加入MMA，继续超声搅拌20min后加入引发剂AIBN，加热至60℃后水浴反应2h，将得到的产物抽滤后分别用乙醇和去离子水洗涤3次，100℃下真空干燥至恒重后得到改性抗菌剂；
(4)按重量份数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中90℃下干燥3h，然后投入高混机中干混5min得到干混料，将干混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出得到挤出料，将挤出料冷却后造粒得到抗菌ABS材料，其中，双螺杆挤出的参数为：料斗部温度155℃，料筒前部温度185℃，模头温度190℃，模具温度195℃，挤出温度175℃。
实施例2
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯20份，ABS-g-MAH 10份，玻纤14份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.6份，氯化聚乙烯2份，季戊四醇硬脂酸酯1.5份，双马来酰亚胺7份，EBS 0.4份，改性抗菌剂4.5份。
该抗菌ABS材料的制备方法与实施例1一样。
实施例3
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯18份，ABS-g-MAH 12份，玻纤12份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.8份，氯化聚乙烯6份，季戊四醇硬脂酸酯1.1份，双马来酰亚胺5份，EBS 0.6份，改性抗菌剂3份。
该抗菌ABS材料的制备方法与实施例1一样。
实施例4
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯23份，ABS-g-MAH 7份，玻纤15份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.5份，氯化聚乙烯5份，季戊四醇硬脂酸酯1.2份，双马来酰亚胺6份，EBS 0.5份，改性抗菌剂3.5份。
该抗菌ABS材料的制备方法与实施例1一样。
实施例5
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯21份，ABS-g-MAH 9份，玻纤13份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.7份，氯化聚乙烯7份，季戊四醇硬脂酸酯1份，双马来酰亚胺8份，EBS 0.3份，改性抗菌剂5份。
该抗菌ABS材料的制备方法与实施例1一样。
实施例6
抗菌ABS材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，三(三溴苯基)氰尿酸酯19份，ABS-g-MAH 11份，玻纤11份，由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成的抗氧剂0.9份，氯化聚乙烯3份，季戊四醇硬脂酸酯1.4份，双马来酰亚胺10份，EBS 0.1份，改性抗菌剂4.4份。
该抗菌ABS材料的制备方法与实施例1一样。
参考QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性试验方法》测试实施例1-6和对比例的抗菌率，抗菌率越高表明抗菌性能越强，对比例为公开号为CN103122121B的中国发明。
测试结果见下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例 | |
| 抗菌率/％ | 98.7 | 98.4 | 98.6 | 98.8 | 99.0 | 98.9 | 1.5 |
由该表可以看出，实施例1-6的抗菌率均显著高于对比例，表明具有很强的抗菌性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理以及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种抗菌ABS材料，其特征在于，由以下重量份数的组分制备而成：ABS 100份，阻燃剂18～23份，相容剂7～12份，填料11～16份，抗氧剂0.4～0.9份，增韧剂2～7份，润滑剂1～1.5份，耐热改性剂5～10份，分散剂0.1～0.6份，改性抗菌剂3～5份；
所述的一种抗菌ABS材料通过下述的制备方法制备得到：
(1)将硫酸铜溶于水中，加入乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基氯化铵后置于微波合成器中，100W功率、100℃下搅拌4min后加入草酸钠溶液，100℃下搅拌反应5h后将得到的产物抽滤，滤饼用蒸馏水反复洗涤后90℃下真空干燥，置于马弗炉中500℃下焙烧2h后得到多孔纳米氧化铜；
(2)将多孔纳米氧化铜浸泡于水中，超声处理15min后转入100℃水浴中，6小时后取出，90℃下真空烘干后得到预处理多孔纳米氧化铜，将预处理多孔纳米氧化铜浸渍于硝酸锌溶液中，室温下静置25h后110℃下真空干燥3h，转入马弗炉中500℃下焙烧2h后得到抗菌剂；
(3)将抗菌剂加入乙醇水溶液中，超声搅拌30min后加入MMA，继续超声搅拌20min后加入引发剂AIBN，加热至60℃后水浴反应2h，将得到的产物抽滤后分别用乙醇和去离子水洗涤3次，100℃下真空干燥至恒重后得到改性抗菌剂；
(4)按重量份数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中90℃下干燥3h，然后投入高混机中干混5min得到干混料，将干混料加入双螺杆挤出机中熔融挤出得到挤出料，将挤出料冷却后造粒得到抗菌ABS材料，其中，双螺杆挤出的参数为：料斗部温度155℃，料筒前部温度185℃，模头温度190℃，模具温度195℃，挤出温度175℃。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述阻燃剂为三(三溴苯基)氰尿酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述相容剂为ABS-g-MAH。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述填料为玻纤。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂1010混合而成。
6.根据权利要求5所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述增韧剂为氯化聚乙烯。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
8.根据权利要求7所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述耐热改性剂为双马来酰亚胺。
9.根据权利要求8所述的一种抗菌ABS材料，其特征在于：所述分散剂为EBS。
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