CN109337280A - 健身器材用新型抗菌abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包含ABS树脂、二氧化钛与石墨烯复合材料、粉末橡胶、增塑剂、有机抗菌剂、以及纳米银。采用二氧化钛与石墨烯复合材料作为无机抗菌剂，配合有机抗菌剂一起，来提高新型抗菌ABS材料的抗菌性能，此外，通过在新型抗菌ABS材料表面镀银膜，来提高ABS材料表面的抗菌性能。本发明还公开一种新型抗菌ABS材料的制备方法，其制备工艺简单，生产周期短。

Description

健身器材用新型抗菌ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工制造技术领域，具体涉及一种健身器材用新型抗菌ABS材料及其制备方法。
背景技术
随着人们健康意识的提高，各种健身器材被广泛使用，例如，跑步机、拉力器、腹肌健身器等。健身器材的部分材料采用塑料制成。ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，具有优良的抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能，同时还具有易于加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，因此，常被用在健身器材的塑料制品中，例如跑步机中的扶手。由于跑步机中的扶手经常与人体接触，因此，跑步机扶手的表面很容易滋生细菌。运动人员与跑步机扶手接触后沾染细菌，进而导致各种疾病。而ABS塑料材料的抗菌性能很差，ABS塑料材料易被各种有害细菌污染，在湿度适合的情况下，极易繁殖细菌。随着人们对健康意识的不断增强，对健身器材中接触频繁的塑料部件提出了抗菌的需求。
目前，通过在ABS塑料中添加抗菌剂能够有效解决上述问题。市场上所采用的抗菌剂主要包括无机、有机抗菌剂两大类。其中，无机抗菌剂主要是负载抗菌性金属离子(如银离子、锌离子、铜离子等中的一种或几种)的无机物，可用于负载的载体种类很多，包括沸石(天然或合成沸石)、磷酸锆、可溶性玻璃、磷酸钙、硅胶等，例如专利US4906464，US4911898，US4059678，US5296238，US6939820，CN1323588C等介绍的载银、锌离子无机抗菌剂。无机抗菌剂具有安全性高、耐热性好、杀菌持久等特点，然而其杀菌不具有即时性，由于采用贵金属导致其价格较高。有机抗菌剂按其结构进行划分，包括季铵盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等，目前市场上广泛使用的有机抗菌剂有噻菌灵、百菌清、多菌灵、吡啶硫酮锌、2-正辛基-4-异噻唑-3酮(OIT)、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3- 酮(DCOIT)、10,10′-氧联吩噁吡(OBPA)、正丁基苯并异噻唑啉酮(BBIT)、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)等。有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌防霉效果好，使用范围广等优点，但也存在易产生耐药性、耐热性差等问题， 由于有机抗菌剂与一般无机载体的相容性较差，不利于负载使用，一般直接将其添加到塑料中进行使用，因此不像无机抗菌剂那样缓慢释放金属离子而具有抗菌持久性，在使用过程中易迁出、使用寿命短。
为了弥补单一抗菌剂的不足，通过将无机和有机抗菌剂复配制备复合抗菌剂，提高抗菌剂的抗菌效果成为近 年来抗菌塑料研究的热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种健身器材用新型抗菌ABS材料及其制备方法，可以解决现有技术中抗菌ABS材料的杀菌不具有即时性以及抗菌持久性差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 50-80份
二氧化钛与石墨烯复合材料 2-10份
粉末橡胶 10-20份
增塑剂 5-10份
有机抗菌剂 2-10份
纳米银 2-10份，
所述二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成，其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为5-20%；所述纳米银通过等离子溅射技术在抗菌ABS材料表面形成银镀膜层。
优选的，所述钛源包括硫酸氧钛、钛酸四丁酯或异丙醇钛中的任意一种。
优选的，所述粉末橡胶为全硫化丁苯粉末橡胶、全硫化羧基丁苯粉末橡胶、全硫化丙烯酸酯类粉末橡胶中的至少一种。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、环氧油酸丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯或三异丙苯基磷酸酯中的任意一种。
优选的，所述有机抗菌剂为吡啶硫酮锌、聚六亚甲基胍盐酸盐、2,4,4’- 三氯-2’-羟基二苯醚、邻苯基苯酚、10,10’-氧联吩噁吡、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯中的任意一种。
优选的，所述新型抗菌ABS材料还包括抗氧化剂，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂627A中的任意一种。
优选的，所述新型抗菌ABS材料还包括改性剂，所述改性剂包括N-苯基接枝马来酰亚胺、十溴二苯乙烷、高胶粉或聚乙二醇体系聚酰胺中的一种或几种的混合。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下实施步骤：
步骤1：将氧化石墨超声分散在乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加丙三醇、以及无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液，其中，丙三醇与无水乙醚的体积比为0.5-1.2:1；
步骤2：将钛源加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、有机抗菌剂与增塑剂搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
优选的，所述恒温晶化温度为100-180℃，晶化时间为12-48h；所述焙烧温度为400-500℃，焙烧时间为2-8h。
优选的，所述等离子溅射工艺中，射频功率为50-150W，工作电压为200-300V，沉积温度为500-900℃，溅射时间为1-2h。
本发明的有益效果：
本发明公开一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包含ABS树脂、二氧化钛与石墨烯复合材料、粉末橡胶、增塑剂、有机抗菌剂、以及纳米银。石墨烯作为无机纳米材料的载体具有较大的比表面积，不但可以增大二氧化钛在石墨烯中的负载量，同时石墨烯起到良好的分散作用，可以避免二氧化钛堆叠；采用具有交联结构的粉末橡胶作为抗菌剂载体，由于粉末橡胶内部高度交联结构，并且粉末橡胶具有与有机抗菌剂以及二氧化钛与石墨烯复合材料相容性好的优点，使其成为一种优良的抗菌剂载体，可将抗菌剂负载于其内部和表面，有效解决了抗菌剂与普通的载体相容性差、难以负载的问题，并且粉末橡胶在负载了抗菌剂之后仍能保持粉末橡胶原有的特点，包括粒径小，比表面积大，与树脂相容性好的优点，将其添加到ABS树脂中，可以有效提高无机抗菌剂以及有机抗菌剂的抗菌效率，延长其时效性、耐水性；
此外，本发明还利用等离子溅射工艺在抗菌ABS塑料表面镀银膜，从而进一步提高抗菌ABS塑料的抗菌性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 50-80份
二氧化钛与石墨烯复合材料 2-10份
粉末橡胶 10-20份
增塑剂 5-10份
有机抗菌剂 2-10份
纳米银 2-10份，
本发明中，二氧化钛与石墨烯复合材料是以钛源以及氧化石墨作为原料，通过化学反应复合形成。其中，钛源包括硫酸氧钛、钛酸四丁酯或异丙醇钛中的任意一种。由于氧化石墨表面含有丰富的电负性含氧官能团，氧化石墨可以与钛源中的阳离子结合，因此可以获得无机纳米复合物。本发明人发现，当二氧化钛在石墨烯表面的负载量为5-20%时，抗菌ABS材料的抗菌性能较好。由于氧化石墨具有较大的比表面积，二氧化钛在其表面的负载量较大，同时在其表面的分散性好，进而提高二氧化钛的抗菌性能。
本发明中，粉末橡胶采用全硫化丁苯粉末橡胶、全硫化羧基丁苯粉末橡胶、全硫化丙烯酸酯类粉末橡胶中的至少一种。优选全硫化丁苯粉末橡胶。该种粉末橡胶是指凝胶含量达到60wt％或更高，更优选75wt％或更高，干燥后无需加隔离剂即可自由流动的橡胶微粉。该全硫化粉末橡胶的粒径在 20nm～2000nm之内。该全硫化粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的。在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该全硫化粉末橡胶是通过将橡胶胶乳辐照交联而将橡胶粒子粒径固定的。该全硫化粉末橡胶的优点是橡胶粒子粒径小、比表面积大、相容性好，并且具有特殊的交联结构，能够在加工过程中保持原有形态，从而有利于橡胶粒子在树脂中很好的分散。全硫化丁苯粉末橡胶可以作为有机抗菌剂以及无机抗菌材料的良好载体。本发明中，由于无机抗菌材料为二氧化钛与石墨烯复合材料，部分有机抗菌剂为固体，因此将二氧化钛与石墨烯复合材料以及固态有机抗菌剂直接加入到全硫化丁苯粉末橡胶后无法完全被全硫化丁苯粉末橡胶吸收。为此，本发明首先需要将二氧化钛与石墨烯复合材料以及有机抗菌剂制备成溶液，便于全硫化丁苯粉末橡胶吸收，即将二氧化钛与石墨烯复合材料以及有机抗菌剂溶解在增塑剂中。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、环氧油酸丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯或三异丙苯基磷酸酯中的任意一种。有机抗菌剂为吡啶硫酮锌、聚六亚甲基胍盐酸盐、2,4,4’- 三氯-2’-羟基二苯醚、邻苯基苯酚、10,10’-氧联吩噁吡、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯中的任意一种。通过增塑剂将二氧化钛与石墨烯复合材料、有机抗菌剂与全硫化丁苯粉末橡胶结合，以形成抗菌粉末橡胶。为了使有机抗菌剂以及二氧化钛与石墨烯复合材料更好地负载到全硫化丁苯粉末橡胶的表面以及内部，本发明将有机抗菌剂、二氧化钛与石墨烯复合材料与全硫化丁苯粉末橡胶混合均匀后， 静置至所述有机抗菌剂、二氧化钛与石墨烯复合材料被全硫化丁苯粉末橡胶完全吸收即可。本发明采用粉末橡胶，有效解决了有机抗菌剂以及无机抗菌剂与普通载体相容性差、难以负载的问题，同时粉末橡胶在负载了有机抗菌剂以及无机抗菌剂之后仍能保持粉末橡胶原有的特点，包括粒径小，比表面积大，与ABS 树脂相容性好的优点。因此，将其添加到ABS树脂中，可起到提高抗菌效率， 延长抗菌时效性和耐水性的作用。同时，由于部分抗菌剂被负载于粉末橡胶的内部，因此当表面的抗菌剂析出后，其内部的抗菌剂可以在浓度梯度的作用下继续往外析出，从而提高其抗菌的长效性。
为了提高抗菌ABS材料的抗氧化性，本发明中，新型抗菌ABS材料还包括抗氧化剂，其中抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂627A中的任意一种。同时为了进一步提高新型抗菌ABS材料耐热性、阻燃性、增韧性、以及抗静电性，本发明中，新型抗菌ABS材料还包括改性剂，改性剂包括用于提高材料耐热性的N-苯基接枝马来酰亚胺、用于阻燃的十溴二苯乙烷、用于增韧的高胶粉以及用于抗静电的聚乙二醇体系聚酰胺。
为了进一步提高新型抗菌ABS材料的抗菌性，本发明中，通过等离子溅射技术在抗菌ABS材料的表面镀银膜。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将氧化石墨超声分散在乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加丙三醇、以及无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；其中，丙三醇与无水乙醚的体积比为0.5-1.2:1；
步骤2：将钛源加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、有机抗菌剂与增塑剂搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
其中，恒温晶化温度为100-180℃，晶化时间为12-48h；焙烧温度为400-500℃，焙烧时间为2-8h。等离子溅射工艺中，射频功率为50-150W，工作电压为200-300V，沉积温度为500-900℃，溅射时间为1-2h。
实施例1：
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 50份
二氧化钛与石墨烯复合材料 10份
全硫化丁苯粉末橡胶 20份
邻苯二甲酸二辛酯 10份
聚六亚甲基胍盐酸盐 2份
纳米银 2份
二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成。其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为5%。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将50mg氧化石墨超声分散在50ml乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加25ml丙三醇以及50ml无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；
步骤2：将10mg硫酸氧钛加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，恒温晶化温度为120℃，晶化时间为20h，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，焙烧温度为450℃，焙烧时间为6h，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；在该条件下，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为5%；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、聚六亚甲基胍盐酸盐与邻苯二甲酸二辛酯搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与全硫化丁苯粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，射频功率为50W，工作电压为250V，沉积温度为550℃，溅射时间为1h，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
实施例2：
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 60份
二氧化钛与石墨烯复合材料 8份
全硫化丁苯粉末橡胶 12份
邻苯二甲酸二辛酯 8份
聚六亚甲基胍盐酸盐 3份
纳米银 4份
二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成。其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为7%。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将50mg氧化石墨超声分散在50ml乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加30ml丙三醇以及50ml无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；
步骤2：将10mg硫酸氧钛加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，恒温晶化温度为120℃，晶化时间为20h，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，焙烧温度为450℃，焙烧时间为6h，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；在该条件下，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为7%；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、聚六亚甲基胍盐酸盐与邻苯二甲酸二辛酯搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与全硫化丁苯粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，射频功率为70W，工作电压为250V，沉积温度为700℃，溅射时间为1h，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
实施例3：
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 70份
二氧化钛与石墨烯复合材料 7份
全硫化丁苯粉末橡胶 15份
邻苯二甲酸二异壬酯 7份
2,4,4’- 三氯-2’-羟基二苯醚 5份
纳米银 5份
二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成。其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为10%。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将50mg氧化石墨超声分散在50ml乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加40丙三醇以及50ml无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；
步骤2：将20mg钛酸四丁酯加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，恒温晶化温度为120℃，晶化时间为20h，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，焙烧温度为450℃，焙烧时间为6h，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；在该条件下，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为10%；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、2,4,4’- 三氯-2’-羟基二苯醚与邻苯二甲酸二异壬酯搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与全硫化丁苯粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，射频功率为100W，工作电压为250V，沉积温度为700℃，溅射时间为1h，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
实施例4：
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 75份
二氧化钛与石墨烯复合材料 6份
全硫化丁苯粉末橡胶 17份
邻苯二甲酸二异壬酯 6份
邻苯基苯酚 8份
纳米银 7份
二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成。其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为12%。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将50mg氧化石墨超声分散在50ml乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加45ml丙三醇以及50ml无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；
步骤2：将25mg钛酸四丁酯加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，恒温晶化温度为120℃，晶化时间为20h，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，焙烧温度为450℃，焙烧时间为6h，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；在该条件下，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为12%；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、邻苯基苯酚与邻苯二甲酸二异壬酯搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与全硫化丁苯粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，射频功率为100W，工作电压为250V，沉积温度为800℃，溅射时间为1h，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
实施例5：
一种健身器材用新型抗菌ABS材料，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 80份
二氧化钛与石墨烯复合材料 5份
全硫化丁苯粉末橡胶 18份
三异丙苯基磷酸酯 5份
邻苯基苯酚 10份
纳米银 9份
二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成。其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为15%。
一种健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，包括以下实施步骤：
步骤1：将50mg氧化石墨超声分散在50ml乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加55ml丙三醇以及50ml无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液；
步骤2：将30mg异丙醇钛加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，恒温晶化温度为120℃，晶化时间为20h，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，焙烧温度为450℃，焙烧时间为6h，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；在该条件下，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为15%；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、邻苯基苯酚与三异丙苯基磷酸酯搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与全硫化丁苯粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，射频功率为100W，工作电压为250V，沉积温度为800℃，溅射时间为1h，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：
ABS树脂 50-80份
二氧化钛与石墨烯复合材料 2-10份
粉末橡胶 10-20份
增塑剂 5-10份
有机抗菌剂 2-10份
纳米银 2-10份，
所述二氧化钛与石墨烯复合材料是由钛源以及氧化石墨复合形成，其中，二氧化钛在石墨烯表面的负载量为5-20%；所述纳米银通过等离子溅射技术在抗菌ABS材料表面形成银镀膜层。
2.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述钛源包括硫酸氧钛、钛酸四丁酯或异丙醇钛中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述粉末橡胶为全硫化丁苯粉末橡胶、全硫化羧基丁苯粉末橡胶、全硫化丙烯酸酯类粉末橡胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环氧大豆油、环氧油酸丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯或三异丙苯基磷酸酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述有机抗菌剂为吡啶硫酮锌、聚六亚甲基胍盐酸盐、2,4,4’- 三氯-2’-羟基二苯醚、邻苯基苯酚、10,10’-氧联吩噁吡、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述新型抗菌ABS材料还包括抗氧化剂，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114、抗氧剂168、抗氧剂627A中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述新型抗菌ABS材料还包括改性剂，所述改性剂包括N-苯基接枝马来酰亚胺、十溴二苯乙烷、高胶粉或聚乙二醇体系聚酰胺中的一种或几种的混合。
8.一种根据权利要求1~7任意一项所述健身器材用新型抗菌ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下实施步骤：
步骤1：将氧化石墨超声分散在乙醇中，获得氧化石墨烯的醇溶液，然后向氧化石墨烯的醇溶液中分别滴加丙三醇以及无水乙醚进行搅拌混合，得到氧化石墨烯溶液，其中，丙三醇与无水乙醚的体积比为0.5-1.2:1；
步骤2：将钛源加入到步骤1中的氧化石墨烯溶液中，搅拌混合后倒入反应釜中，密闭后在自生压力下进行恒温晶化，待晶化完毕后离心，获得含钛的氧化石墨烯复合材料；
步骤3：将含钛的氧化石墨烯复合材料进行焙烧，获得二氧化钛与石墨烯复合材料；
步骤4：将步骤3中的二氧化钛与石墨烯复合材料、有机抗菌剂与增塑剂搅拌混合，获得抗菌剂混合溶液，然后将抗菌剂混合溶液与粉末橡胶混合，直至粉末橡胶将抗菌剂混合溶液全部吸收，得到抗菌粉末橡胶；
步骤5：将ABS树脂以及步骤4中获得的抗菌粉末橡胶混合，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，获得抗菌ABS塑料前躯体；
步骤6：在Ar气氛下，使用纳米银作为靶材，进行等离子体溅射工艺，从而在步骤5的抗菌ABS塑料前躯体的表面形成银镀膜层。
9.根据权利要求8所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述恒温晶化温度为100-180℃，晶化时间为12-48h；所述焙烧温度为400-500℃，焙烧时间为2-8h。
10.根据权利要求8所述一种健身器材用新型抗菌ABS材料，其特征在于：所述等离子溅射工艺中，射频功率为50-150W，工作电压为200-300V，沉积温度为500-900℃，溅射时间为1-2h。
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