CN108929516A - 抗菌abs塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌ABS塑料及其制备方法。所述抗菌ABS塑料,其特征在于,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、0.2‑12份抗菌剂、0.1‑0.5份抗氧剂。本发明制备的抗菌ABS塑料,具有良好的抗菌性能及低挥发气味,并且力学性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及塑料技术领域,尤其涉及一种抗菌ABS塑料及其制备方法。
背景技术
高分子合金材料是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。高分子合金材料产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。
最近十几年,高分子合金材料的年均需求增长率为10%左右,其中附加值最高的工程塑料合金的增长率更高达15%左右,成为各跨国公司积极开发的品种。在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中,工程塑料合金占绝大多数,合金化已成为当前工程塑料改性的主要方法。而我国工程塑料合金品种少、质量差,每年进口量占需求总量的60%以上。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂具有较高的冲击强度,耐热性和尺寸稳定性,综合性能优良,易于加工,由于其具有的种种优点,被广泛应用于工业零配件,电子电器产品的外壳和传动件,办公设备,以及其它领域。
然而,现有技术中ABS塑料的抗菌性能并不理想。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种抗菌ABS塑料及其制备方法,具有良好的抗菌性能。
为实现上述目的,本发明提供一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、0.2-12份抗菌剂。
优选的,一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、0.2-12份抗菌剂、0.1-0.5份抗氧剂。
进一步的,在本发明中:
所述抗菌剂为抗菌改性硅藻土、纳米氧化锌和纳米氧化铜中的至少一种。
所述抗菌改性硅藻土,采用下述方法制备而成:取80-120g壳聚糖加入1000-2000g质量分数为0.5-2%的乙酸水溶液中以转速为100-400r/min搅拌20-40min混合均匀,再加入10-30g油酸钠、60-150g硅藻土以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为65-85℃干燥15-25h,即得抗菌改性硅藻土。
所述纳米氧化锌优选为抗菌改性纳米氧化锌。
所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为:将100-200g皂角萃取液、10-20g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液;再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h,即得所述抗菌改性纳米氧化锌。
进一步地,所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为:将100-200g皂角萃取液、10-50g亚乙基脲、10-20g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液;再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h,即得所述抗菌改性纳米氧化锌。
进一步的,所述皂角萃取液的制备方法为:将皂角粉碎至2-10目后加入萃取釜中进行超临界萃取,所述超临界萃取的压力为35-42Mpa,萃取温度为35-41℃,萃取时间为70-150min,CO2流体的流量为12-19kg/h,得到萃取产物;将萃取产物置于3-7℃的环境中恒温80-120min,离心分离去除杂质,得到所述皂角萃取液。
更加优选的,所述抗菌剂为抗菌改性硅藻土和抗菌改性纳米氧化锌按照质量比(1-2):(1-2)混合而成。
所述抗氧剂为己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]或N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
本发明还提供了一种抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂(如果有)置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机料斗内,挤出造粒。
进一步地,所述步骤S2为将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区195-205℃;二区205-215℃;三区215-225℃;四区205-215℃;挤出过程总停留时间为1-3分钟,控制压强为12-17Mpa。
本发明制备的抗菌ABS塑料,具有良好的抗菌性能及低挥发气味,并且力学性能良好。
具体实施方式
实施例中原料介绍:
N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,CAS号:23128-74-7。
亚乙基脲,CAS号:120-93-4。
ABS树脂为韩国LG化学公司型号为AP-163的ABS树脂。
N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,CAS号:3069-29-2。
纳米氧化锌为南京天行新材料有限公司提供的型号为TZP-50的纳米氧化锌,一次粒径为30nm。
壳聚糖为山东陆海蓝圣生物科技股份有限公司提供的型号为LS-J1的壳聚糖,脱乙酰度为90%。
油酸钠,CAS号:143-19-1。
硅藻土为灵寿县鸿鹏矿产品加工厂提供的1250目硅藻土,颜色为白色。
皂角为亳州百川药业有限公司提供的大皂角,原产地山东。
实施例1
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、6份抗菌改性硅藻土、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为:取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5%的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀,再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为75℃干燥20h,即得所述抗菌改性硅藻土。
实施例2
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、6份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为:将150g皂角萃取液、15g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液;再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为60℃干燥20h,即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为:将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取,所述超临界萃取的压力为37Mpa,萃取温度为40℃,萃取时间为100min,CO2流体的流量为15kg/h,得到萃取产物;将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min,然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质,得到皂角萃取液。
实施例3
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、3份抗菌改性硅藻土、3份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为:取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5%的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀,再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为75℃干燥20h,即得所述抗菌改性硅藻土。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为:将150g皂角萃取液、15g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液;再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为60℃干燥20h,即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为:将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取,所述超临界萃取的压力为37Mpa,萃取温度为40℃,萃取时间为100min,CO2流体的流量为15kg/h,得到萃取产物;将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min,然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质,得到皂角萃取液。
实施例4
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、6份纳米氧化锌、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
实施例5
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、3份抗菌改性硅藻土、3份纳米氧化锌、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为:取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5%的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀,再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为75℃干燥20h,即得所述抗菌改性硅藻土。
实施例6
一种抗菌ABS塑料,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、6份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌ABS塑料的制备方法,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,工艺控制:一区200℃;二区210℃;三区220℃;四区210℃;挤出过程总停留时间为2分钟,主机转速:400rpm,控制压强为15Mpa。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为:将150g皂角萃取液、30g亚乙基脲、15g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液;再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h,以转速为6000r/min离心分离20min,弃上清液,将沉淀在温度为60℃干燥20h,即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为:将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取,所述超临界萃取的压力为37Mpa,萃取温度为40℃,萃取时间为100min,CO2流体的流量为15kg/h,得到萃取产物;将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min,然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质,得到皂角萃取液。
测试例1
将实施例1-6制备的抗菌ABS塑料进行性能测试。具体结果见表1。
抗菌性能测试:参考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。检测用菌:大肠杆菌ATCC25922。
TVOC测试,测试标准:德国汽车工业联合会标准VDA277。
耐低温性能测试:将抗菌ABS塑料置于25℃下48小时后进行拉伸强度(其值记为A1)测试,然后置于-15℃下48小时后再进行拉伸强度(其值记为A2)测试,其中拉伸强度按照标准GB/T1040.1-2006进行测试。按下式计算拉伸强度降低率。拉伸强度降低率(%)=(A1-A2)/A1×100。
表1:测试数据表
本发明制备的抗菌ABS塑料,具有良好的抗菌性能及低挥发气味,并且力学性能良好。
Claims (10)
1.一种抗菌ABS塑料,其特征在于,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、0.2-12份抗菌剂。
2.如权利要求1所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,包括下述重量份原料:100份ABS树脂、0.2-12份抗菌剂、0.1-0.5份抗氧剂。
3.如权利要求1或2所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述抗菌剂为抗菌改性硅藻土、纳米氧化锌和纳米氧化铜中的至少一种。
4.如权利要求3所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述抗菌改性硅藻土,采用下述方法制备而成:取80-120g壳聚糖加入1000-2000g质量分数为0.5-2%的乙酸水溶液中以转速为100-400r/min搅拌20-40min混合均匀,再加入10-30g油酸钠、60-150g硅藻土以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为65-85℃干燥15-25h。
5.如权利要求3所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述纳米氧化锌为抗菌改性纳米氧化锌。
6.如权利要求5所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为:将100-200g皂角萃取液、10-20g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液;再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h。
7.如权利要求6所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为:将100-200g皂角萃取液、10-50g亚乙基脲、10-20g N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液;再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h,离心分离,将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h。
8.如权利要求6或7所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述皂角萃取液的制备方法为:将皂角粉碎至2-10目后加入萃取釜中进行超临界萃取,所述超临界萃取的压力为35-42Mpa,萃取温度为35-41℃,萃取时间为70-150min,CO2流体的流量为12-19kg/h,得到萃取产物;将萃取产物置于3-7℃的环境中恒温80-120min,离心分离去除杂质。
9.如权利要求2-8中任一项所述的抗菌ABS塑料,其特征在于,所述抗氧剂为己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]或N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
10.如权利要求2-9中任一项所述的抗菌ABS塑料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将ABS树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀,得到混合料;
S2、将混合料投入双螺杆挤出机料斗内,挤出造粒。
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