CN110218431A - 高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料及其制备方法，其包括以下重量份的各组分：聚碳酸酯树脂30‑60份、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物树脂20‑40份、相容剂2‑6份、耐化学助剂4‑8份、抗菌剂0.5‑2份、抗氧剂0.2‑0.4份、润滑剂0.2‑0.4份。本发明通过以聚碳酸酯树脂和丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物树脂为基材，配合加入相容剂、耐化学剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂，使材料具备优异的冲击强度、耐化学性和抗菌性能，从而满足市场需求。

Description

高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种工程塑料技术领域，尤其是涉及一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料及其制备方法。

背景技术

热塑性塑料是由聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合成的一种合金材料，聚碳酸酯具有透明、冲击强度高、耐热性佳，耐候性好，抗蠕变、尺寸稳定性好、介电性能优良等优点，但同时也存在加工流动性差、易发生应力开裂、对缺口敏感、耐化学性差等缺点；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物具有较好的耐化学药品性和成型加工性，其耐热和耐候性差相对较差。两者共混改性所得的聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金在性能上可互补，共混合金的耐热性、冲击强度以及拉伸强度优于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，而且其熔体粘度比聚碳酸酯低，加工性能很好好，制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性都大大降低，在电子电气、汽车以及商务机器、通信器材、家电用品及照明设备上广泛应用。

现有的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物改性聚碳酸酯具有冲击强度好，耐热性佳等优点，但在耐化学性、抗菌性方面仍然不能满足市场的需求。

有鉴于此，本发明旨在提供一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的不足，提供一种具有高阻尼减震效果且对于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物粘附力极佳的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其包括以下重量份的各组分：

聚碳酸酯树脂30-60份、

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂20-40份、

相容剂2-6份、

耐化学助剂4-8份、

抗菌剂0.5-2份、

抗氧剂0.2-0.4份、

润滑剂0.2-0.4份。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，包括以下重量份的各组分：

聚碳酸酯树脂30-60份、

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂20-30份、

相容剂4-6份、

耐化学助剂5-8份、

抗菌剂0.5-1.8份、

抗氧剂0.2-0.4份、

润滑剂0.2-0.4份。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种，所述相容剂借助于分子间的键合力，促使不相容的聚碳酸酯树脂与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂结合在一体，进而得到稳定的共混物，其中，所述相容剂可为荷兰POLYSCOPE公司的苯乙烯与马来酸酐共聚物SMA SZ26080、SMA SA714和日本三菱丽阳公司的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物MBS M722Z。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述抗菌剂为无机纳米银或纳米有机硅中的至少一种，其中，所述抗菌剂可为佛山蓝峰公司的无机纳米银LF803和日本ZEMIC公司的纳米有机硅DLD-505。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述耐化学助剂采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物（MBS）或有机硅增韧剂，所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物具有核为有机硅/丙烯酸-丙烯晴，壳为丙烯晴的核壳结构，具体地，所述耐化学助剂可为日本三菱丽阳公司的MBS系增韧剂MBS SX-006、MBS SX-005和日本三菱丽阳公司的S系增韧剂S2030。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的至少一种；所述抗氧剂能吸收材料在加工过程产生的自由基，从而抑制材料在加工过程中发生降解等变化，同时能防止产品因氧化而使性能下降，所述抗氧剂具体可以为巴斯夫的抗氧剂168、1010。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯；所述润滑剂可改善热塑性塑料的加工性能，使材料的成型能力更稳定，所述润滑剂具体可为意大利发基私人有限公司的季戊四醇硬脂酸酯PETS AP、广州创鑫化工科技有限公司的季戊四醇硬脂酸酯PETS N75或德国科宁公司的季戊四醇硬脂酸酯PETS P861中的至少一种。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述聚碳酸酯树脂是由双酚A和碳酸二苯酯催化合成的高重均分子量聚合物，其重均分子量范围在20000-50000。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，优选的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量为15-55%，丙烯腈的重量百分比含量为15-30%，苯乙烯的重量百分比含量为30-60%。

一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，其包括如下步骤，

称取原料：按重量份称取聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂；

预混：将称取的相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂加入高混机内混合5~10min，得到预混组合物；

共混：将称取的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、润滑剂与预混组合物混合搅拌8~10min，得到预塑化原料；

造粒：将预塑化原料放入挤出机内进行挤出造粒，得到高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料。

上述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，优选的，所述挤出机为双螺杆挤出机，挤出机的转速为350~580r/min，挤出机料筒温度为220~240℃。

与现有技术相比，本发明高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料具有以下优点：

其以聚碳酸酯树脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为基材，通过加入相容剂、耐化学剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂，使材料具备优异的冲击强度、耐化学性和抗菌性能，从而满足市场需求，填补这一空白。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

对比例1

以常规聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合成的热塑性塑料作为对照，如SABIC公司生产的C1200HF型号的热塑性塑料。

实施例1

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，包括以下重量份的各组分：

60份聚碳酸酯树脂、

30.6份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、

4份相容剂SMA SZ26080、

4份耐化学助剂MBS SX-006、

0.8份抗菌剂无机纳米银LF803、

0.3份抗氧剂1010、

0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯PETS AP。

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂；将称取的相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂加入小型高混机内混合6min，得到预混组合物；将称取的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、润滑剂与预混组合物加入中型高混机内混合搅拌8min，得到预塑化原料；将预塑化原料放入65型双螺杆挤出机内进行挤出造粒，得到高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料颗粒；其中，挤出机的转速为400r/min，挤出机料筒温度为230℃。

实施例2

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，包括以下重量份的各组分：

58份聚碳酸酯树脂、

30.4份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、

5份相容剂SMA SA714、

5份耐化学助剂MBS SX-005、

1份抗菌剂纳米有机硅DLD505、

0.3份抗氧剂1010、

0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯PETS N75。

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂；将称取的相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂加入小型高混机内混合7min，得到预混组合物；将称取的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、润滑剂与预混组合物加入中型高混机内混合搅拌10min，得到预塑化原料；将预塑化原料放入65型双螺杆挤出机内进行挤出造粒，得到高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料颗粒；其中，挤出机的转速为400r/min，挤出机料筒温度为235℃。

实施例3

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，包括以下重量份的各组分：

60份聚碳酸酯树脂、

27.2份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、

5份相容剂SMA SA714、

6份耐化学助剂MBS SX-005、

1.2份抗菌剂纳米有机硅DLD505、

0.3份抗氧剂1010、

0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯PETS N75。

本实施例的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂；将称取的相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂加入小型高混机内混合7min，得到预混组合物；将称取的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、润滑剂与预混组合物加入中型高混机内混合搅拌10min，得到预塑化原料；将预塑化原料放入65型双螺杆挤出机内进行挤出造粒，得到高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料颗粒；其中，挤出机的转速为400r/min，挤出机料筒温度为235℃。

将实施例1~3制备得到的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料与对比例1中的热塑性塑料通过注塑机加工成测试样条并编号为S1、S2、S3和D1，其中，注塑机的料筒温度 240°C，注塑机的模具温度70°C，注塑机的注塑压力10Mpa；然后测试其力学性能、耐化学性和抑菌性能等，所得结果如表1所示：

表1 实施例1、2、3与对比例1加工成测试样条的性能对照表

由表1可以看出：采用本发明制作高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料以聚碳酸酯树脂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为基材，通过加入相容剂、耐化学剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂，使材料具备优异的冲击强度、耐化学性和抗菌性能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：

聚碳酸酯树脂30-60份、

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂20-40份、

相容剂2-6份、

耐化学助剂4-8份、

抗菌剂0.5-2份、

抗氧剂0.2-0.4份、

润滑剂0.2-0.4份。

2.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：

聚碳酸酯树脂30-60份、

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂20-30份、

相容剂4-6份、

耐化学助剂5-8份、

抗菌剂0.5-1.8份、

抗氧剂0.2-0.4份、

润滑剂0.2-0.4份。

3.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述抗菌剂为无机纳米银或纳米有机硅中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述耐化学助剂使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，核为有机硅/丙烯酸-丙烯晴，壳为丙烯晴的核壳结构。

6.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，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1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述聚碳酸酯树脂是由双酚A和碳酸二苯酯催化合成的高重均分子量聚合物，其重均分子量范围在20000-50000。

9.根据权利要求1所述的高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量为15-55%，丙烯腈的重量百分比含量为15-30%，苯乙烯的重量百分比含量为30-60%。

10.一种高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

称取原料：按重量份称取聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂；

预混：将称取的相容剂、耐化学助剂、抗菌剂、抗氧剂加入高混机内混合5~10min，得到预混组合物；

共混：将称取的聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、润滑剂与预混组合物混合搅拌8~10min，得到预塑化原料；

造粒：将预塑化原料放入挤出机内进行挤出造粒，得到高韧性耐化学性抗菌性热塑性塑料。