CN110591184A - 一种苯乙烯类高分子抗菌材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种苯乙烯类高分子抗菌材料及其制备方法，属于功能性高分子复合材料领域。所述抗菌材料是以20～100份的苯乙烯类聚合物共混5～20份的无机粉、5～25份的纳米银/硅藻土复合材料、2～10份的助剂等经过共混、塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒制成。本发明方法可以使银离子或氢氧化银吸附到硅藻土表面并经热处理还原成银纳米颗粒，纳米银能在硅藻土表面均匀有效的分散，避免因“团聚”的影响而降低其抗菌效果，保证了纳米银/硅藻土复合材料在苯乙烯类高分子聚合物中发挥高效、持久和稳定的抗菌效果。所述抗菌材料化学性质稳定，抗菌性能高效持久，具有对人体无害、对环境友好等特点。

Description

一种苯乙烯类高分子抗菌材料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能性高分子复合材料领域，具体涉及一种苯乙烯类高分子抗菌 材料及其制备方法。
背景技术
随着工业卫生水平的提高以及人们健康意识的增强，越来越多的人发现细 菌、霉菌和病毒等有害微生物严重危害着人们的身体健康、生活质量和居住环境。 苯乙烯类高分子材料在我们生活当中的应用随处可见，例如医疗输血管、导尿管、 婴幼车配件、牙刷柄、共享单车把手等等。这些应用领域的苯乙烯类高分子材料 不仅要具备一定的力学和耐老化性能，而且还应该满足人们在卫生方面的需求。 然而，目前市场上具有抗菌功能的苯乙烯类高分子材料较少，且产品质量参差不 齐。因此，开发切实有效，质量稳定的抗菌苯乙烯类高分子材料具有重要的研究 意义，且已成为目前高分子领域的一个研究热点。
但是，我国在苯乙烯类功能高分子抗菌材料领域的研究尚处于起步阶段。其 中抗菌高分子材料的制备大多是通过共混纳米抗菌剂造粒而成，纳米抗菌剂具有 安全性、持久性和化学稳定性等特点，但在与高分子材料共混阶段容易发生团聚， 导致抗菌活性降低。因此，将纳米抗菌剂负载在一定的无机粉体材料上，可有效 的解决纳米颗粒的团聚问题，且能够均匀的分散在高分子基体中。
专利申请CN201810773008.X公开了一种载银抗菌剂的制备方法，其对大肠 杆菌，金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌和杀菌效果。但是由于应用技术上的问题， 至今未在高分子材料中应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料及其制备 方法。这种基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料 不但具有性质稳定、对人体无害、与人体接触不会引起过敏反应或损伤、环境友 好的优势，而且还具有持久、高效、耐劳等特点。在婴幼儿车配件、牙刷柄、医 疗机械、建共享单车把手等行业有着非常广泛的应用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种苯乙烯类高分子抗菌材料，所述抗菌材料的原料按质量份计算包含以下 组分：苯乙烯类聚合物20～100份，纳米银/硅藻复合材料5～25份、微米级无 机粉体5～20份、表面修饰剂0.3～2份、分散剂0.8～3份、抗氧化剂0.5～3份、 润滑剂0.5～5份与稳定剂0～5份。在本技术方案中，载银硅藻土采用的工艺原 理为电解沉积法。将硅藻土置于电解池中，以银棒作为阳极，钛棒作为阴极，水 作为电解液，通入一定的电流后在阳极溶出大量的银离子在电解液中生成氢氧化 银，沉积在硅藻土表面，经热还原后生成纳米银颗粒。硅藻土表面的纳米银颗粒 遇水容易生成银离子，银离子带正电能够抑制细菌细胞膜(带负电)运输营养物 质，其次银离子还能够进入细菌的细胞中，干扰细菌的正常代谢，从而实现杀菌 的目的。当细菌死亡后分泌的还原性物质又可将银离子从一价还原成银单质，依 靠硅藻土对水的吸附功能，又可实现银单质在其表面的沉积。这样纳米银-银离 子-纳米银的循环，使得纳米银/硅藻土复合材料具有高效、持久、稳定的抗菌效 果。
本发明复合了无机硅藻土粉体，利用其对水强大的吸附能力，使得纳米银颗 粒均匀的分布在表面，防止因为纳米银颗粒的团聚，导致抗菌活性的降低。本发 明的这种抗菌苯乙烯类弹性体可以在实际应用中起到抗菌、抑菌的作用。
作为优选，所述的苯乙烯类聚合物为苯乙烯-丁二烯(ES20)、乙烯-苯乙烯- 丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯丙烯腈(SAN树脂)、4-(1,1-二苯乙基) 苯乙烯(DPES)、丁苯橡胶(SBR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS 树脂)、丙烯腈-氯乙烯-苯乙烯的三元共聚物(ACS树脂)、聚苯乙烯(PS)或 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ABS树脂)中的一种或几种的复配物。
作为优选，所述的微纳米级无机粉体为滑石粉、碳酸钙、煅烧高岭土、硅灰 石粉、硅藻土、白炭黑中的一种或几种的复配物。
作为优选，所述的表面修饰剂为硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、 硼酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂中的一种或几种复配物。
作为优选，所述的分散剂为低分子量的乙烯-丙烯酸共聚物、低分子量的聚 丙烯、低分子量的聚苯乙烯、低分子量的聚乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几 种的复配物。
作为优选，所述的抗氧化剂为四[β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷 酸酯中的一种或两种的复配物。
作为优选，所述的润滑剂为N，N，-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸正 丁酯(BS、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、甲基硅油、 苯甲基硅油和乙基硅油等中的一种或几种的复配物。
作为优选，所述的稳定剂为亚磷酸二苯一葵酯、亚磷酸一苯二葵酯、β—线 基丁烯酸酯和三羟甲基丙烷中的一种或几种复配物。
本发明基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料 的制备方法，包含以下步骤：
(1)纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置 于电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入50～100mA 电源，在磁力搅拌下电解1～3h，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面， 过滤，按照常规方法进行干燥处理之后，在300～500℃和惰性气体保护下热处理 1～3h；
(2)纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取步骤(1) 得到的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合 机中，启动搅拌器，升温至100～120℃，然后加入表面修饰剂，以500～1000r/min 的速度旋转20～50分钟；测试其活化度，达到100％，即可；
(3)纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤(2)表面 修饰后的一维纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂， 加热至110～150℃，进行预分散处理，时间5～10分钟；
(4)将苯乙烯类聚合物置于50℃的真空中进行干燥处理，冷却待用；
(5)混练、造粒：将步骤(3)得到的预分散后的纳米Ag/硅藻土复合材料 和无机粉体置于容器中，加入步骤够(4)干燥处理后的苯乙烯类聚合物和剩余 的原料，搅拌混合3～10分钟，然后倒入哈克双螺杆挤出机中，进行塑化、混炼、 挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：螺杆转速：20～80转/ 分钟。
本发明具有以下有益效果：
(1)以价格低廉、性质稳定的硅藻土作为载体，负载纳米银颗粒，硅藻土 具有一定的吸水能力，可以有效的提高银离子的释放速率。
(2)硅藻土对苯乙烯类弹性体具有一定的增强作用，且可以使纳米银颗粒 均匀分散在硅藻土表面，提高抗菌效率。
(3)采用简单的物理熔融共混方法制备苯乙烯类抗菌材料，制备工艺简单， 无需另外设计聚合物生产设备。
(4)采用本发明的方法，可以使纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高 分子聚合物材料在整个制备过程中，都保持了其稳定的化学性能，而不会减小或 失去其各项优异性能；
(5)采用本发明的方法，可以使纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高 分子聚合物材料，得到充分有效的分散、混合，可以在材料内部形成微观状态下 的微孔或空穴，由此形成可以使纳米银/硅藻土复合材料比较容易的从苯乙烯类 功能高分子聚合物材料内部迁移到其表面的毛细管似的通道，从而使其具有高效 持久的抗菌性能；
(6)采用本发明的方法，可以使纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高 分子聚合物抗菌材料，根据其采用的苯乙烯类高分子聚合物载体，按照需要的比 例共混，制备具有抗菌性能的苯乙烯类功能高分子聚合物材料。
附图说明
图1为未添加纳米银/硅藻土复合材料的ES20对大肠杆菌的抗菌效果；
图2为未添加纳米银/硅藻土复合材料的ES20对金黄色葡萄球菌的抗菌效 果；
图3为添加10份纳米银/硅藻土复合材料的ES20对大肠杆菌的抗菌效果；
图4为添加10份纳米银/硅藻土复合材料的ES20对金黄色葡萄球菌的抗菌 效果；
图5为未添加纳米银/硅藻土复合材料的SEBS对大肠杆菌的抗菌效果；
图6为未添加纳米银/硅藻土复合材料的SEBS对金黄色葡萄球菌的抗菌效 果。
图7为添加10份纳米银/硅藻土复合材料的SEBS对大肠杆菌的抗菌效果；
图8为添加10份纳米银/硅藻土复合材料的SEBS对金黄色葡萄球菌的抗菌 效果。
具体实施方法
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯高分子抗菌材料，原料按质量份 计算包括以下组分：苯乙烯-丁二烯弹性体(ES20)72份，纳米Ag/硅藻土复合 材料10份、微米级无机粉体10份、表面修饰剂1份、分散剂1.5份、抗氧化剂 1.5份、润滑剂2份、稳定剂2份。
其中，ES20弹性体为中石化巴陵石化产品；
纳米银/硅藻土复合材料的粒径为30-50μm。
微米级无机粉体是1000目碳酸钙粉体。
表面修饰剂是硅烷偶联剂。
分散剂为低分子量的聚苯乙烯。
抗氧化剂为四[β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比1:1的复配物。
润滑剂为硬脂酸正丁酯(BS)。
稳定剂为β—线基丁烯酸酯。
制备方法如下：
(1)纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置于 电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入75mA电源， 在磁力搅拌下电解90min，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面，过滤， 干燥处理，然后在400℃和惰性气体保护下热处理2h，得到纳米银/硅藻土复合 材料；
(2)纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取纳米银/硅 藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合机中，启动搅拌器， 升温至110℃，然后加入表面修饰剂，高速旋转35分钟；测试其活化度，达到 100％，即可；
(3)纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤(2)表面 修饰后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂，加热 至130℃，进行预分散处理，时间8分钟；
(4)将ES20弹性体置于50℃的真空中进行干燥处理，冷却待用；
(5)混炼、造粒：将预分散后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于以 容器中，加入干燥处理后的ES20弹性体和剩余的原料，搅拌混合5分钟，然后 使用哈克转矩流变仪进行塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤出机 的设备和工艺条件为：
哈克双螺杆挤出机
螺杆长径比L/D：25:1
料筒温度控制：
控制区间 1区 2区 3区 4区 5区 机头
温度℃ 150 170 190 190 180 175
螺杆转速：20～80r/min。
按照上述设备和工艺条件可以制备：一种基于纳米银/硅藻土复合材料的新 型ES20弹性体抗菌材料，可以作为抗菌聚合物材料在多个领域得到广泛的应用。
抗菌效果的测试：按照《ISO22196-2007塑料制品表面抗菌性能评价方法》 测试结果如图1-4所示。测试结果说明：混有纳米银/硅藻土复合材料的新型ES20 抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均大于99.99％，表明所制备材 料具有良好的杀菌和抑菌效果。
实施例2
一种基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料， 原料按质量份计算包括以下组分：苯乙烯-乙烯-丁二烯弹性体(SEBS)72份，纳 米Ag/硅藻土复合材料10份、微米级无机粉体10份、表面修饰剂1份、分散剂 1.5份、抗氧化剂1.5份、润滑剂2份与稳定剂2份。
其中，SEBS弹性体牌号为日本旭化成的JT-83；
纳米银/硅藻土复合材料的的粒径为30-50μm；
微米级无机粉体是1000目碳酸钙粉体。
表面修饰剂是硼酸酯偶联剂与磷酸酯偶联剂按照质量比1:1的复配物。
分散剂为低分子量的聚苯乙烯。
抗氧化剂为四[β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比)1:1的复配物。
润滑剂为硬脂酸正丁酯(BS)。
稳定剂为β—线基丁烯酸酯。
制备方法如下：
(1)纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置于 电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入100mA电源， 在磁力搅拌下电解60min，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面，过滤， 干燥处理，然后在300℃和惰性气体保护下热处理3h，得到纳米银/硅藻土复合 材料；
(2)纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取纳米银/硅 藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合机中，启动搅拌器， 升温至100℃，然后加入表面修饰剂，高速旋转50分钟；测试其活化度，达到 100％，即可；
(3)纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤(2)表面 修饰后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂，加热 至110℃，进行预分散处理，时间10分钟；
(4)将SEBS弹性体置于50℃的真空中进行干燥处理，冷却待用；
(5)混炼、造粒：将所述预分散后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置 于以容器中，加入干燥处理后的SEBS弹性体和剩余的原料，搅拌混合5分钟， 然后使用哈克转矩流变仪进行塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤 出机的设备和工艺条件为：
哈克双螺杆挤出机
螺杆长径比L/D：25:1
料筒温度控制：
控制区间 1区 2区 3区 4区 5区 机头
温度℃ 150 180 200 200 205 170
螺杆转速：20～80转/分钟。
按照上述设备和工艺条件可以制备：一种基于纳米银/硅藻土复合材料的新 型SEBS弹性体抗菌材料，可以作为抗菌弹性体材料在多个领域有效应用。
抗菌效果的测试：按照《ISO22196-2007塑料制品表面抗菌性能评价方法》 测试结果如图5-8所示。测试结果说明：混有纳米银/硅藻土复合材料的新型SEBS 抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均大于99.99％，表明所制备材 料具有良好的杀菌和抑菌效果。
实施例3
一种基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料， 原料按质量份计算包括以下组分：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ABS树脂) 72份，纳米Ag/硅藻土复合材料10份、微米级无机粉体10份、表面修饰剂1 份、分散剂1份、抗氧化剂2份、润滑剂2份与稳定剂2份。
ABS弹性体牌号为奇美的PA-777D；
纳米银/硅藻土复合材料的粒径为30-50μm。
微米级无机粉体是1000目滑石粉粉体。
表面修饰剂是硅烷偶联剂。
分散剂为聚乙烯-醋酸乙烯。
抗氧剂为四[β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比)1:1的复配物。
润滑剂为N,N,-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)与硬脂酸酰胺1:1的复配物。
稳定剂为亚磷酸二苯一葵酯。
制备方法如下：
(1)纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置于 电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入50mA电源， 在磁力搅拌下电解120min，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面，过滤， 干燥处理，然后在500℃和惰性气体保护下热处理1h，得到纳米银/硅藻土复合 材料；
(2)纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取纳米银/硅 藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合机中，启动搅拌器， 升温至120℃，然后加入表面修饰剂，高速旋转20分钟；测试其活化度，达到 100％，即可；
(3)纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤(2)表面 修饰后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂，加热 至150℃，进行预分散处理，时间5分钟；
(4)将ABS树脂置于50℃的真空中进行干燥处理，冷却待用；
(5)混炼、造粒：将预分散后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于以 容器中，加入干燥处理后的ABS树脂和剩余的原料，搅拌混合10分钟，然后使 用哈克转矩流变仪进行塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤出机的 设备和工艺条件为：
哈克双螺杆挤出机
螺杆长径比L/D：25:1
料筒温度控制：
控制区间 1区 2区 3区 4区 5区 机头
温度℃ 160 180 195 195 200 180
螺杆转速：20～80转/分钟。
按照上述设备和工艺条件可以制备：一种基于纳米银/硅藻土复合材料的ABS 抗菌材料，可以作为抗菌聚合物材料在多个领域有效应用。
实施例4
一种基于纳米银/硅藻土复合材料的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料， 原料按质量份计算包括以下组分：甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS 树脂)72份，纳米Ag/硅藻土复合材料10份、微米级无机粉体10份、表面修饰 剂1份、分散剂1份、抗氧化剂3份、润滑剂1.5份与稳定剂1.5份。
MBS树脂牌号为中石化齐鲁石化的QIM-05；
纳米银/硅藻土复合材料的的粒径为30-50μm。
微米级无机粉体是1000目白炭黑粉体。
无机粉体的表面修饰剂是硅烷偶联剂。
分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物和低分子量聚丙烯的1:1复配物。
抗氧剂为四[β-(3.5-二叔丁基,4-羟基苯基)丙酸]季戊四酯醇和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比)1:1的复配物。
润滑剂为N,N,-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)。
稳定剂为亚磷酸二苯一葵酯。
制备方法如下：
(1)纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置于 电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入50mA电源， 在磁力搅拌下电解120min，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面，过滤， 干燥处理，然后在500℃和惰性气体保护下热处理1h，得到纳米银/硅藻土复合 材料；
(2)纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取纳米银/硅 藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合机中，启动搅拌器， 升温至110℃，然后加入表面修饰剂，高速旋转30分钟；测试其活化度，达到 100％，即可；
(3)纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤(1)表面 修饰后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂，加热 至125℃，进行预分散处理，时间6分钟；
(4)将MBS树脂置于50℃的真空中进行干燥处理，冷却待用；
(5)混炼、造粒：将预分散后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于以 容器中，加入所述干燥处理后的MBS树脂和剩余的原料，搅拌混合8分钟，然 后使用哈克转矩流变仪进行塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤出 机的设备和工艺条件为：
哈克双螺杆挤出机
螺杆长径比L/D：25:1
料筒温度控制：
控制区间 1区 2区 3区 4区 5区 机头
温度℃ 160 185 205 205 190 185
螺杆转速：20～80转/分钟。
按照上述设备和工艺条件可以制备：一种基于纳米银/硅藻土复合材料的 MBS抗菌材料，可以作为抗菌聚合物材料在多个领域有效应用。

Claims (10)

1.一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述抗菌材料的原料按质量份计算包括以下组分：苯乙烯类聚合物20～100份、纳米银/硅藻土复合材料5～25份、微米级无机粉体5～20份、表面修饰剂0.3～2份、分散剂0.8～3份、抗氧化剂0.5～3份、润滑剂0.5～5份、稳定剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的苯乙烯类聚合物为苯乙烯-丁二烯、乙烯-苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯丙烯腈、4-（1,1-二苯乙基）苯乙烯、丁苯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-氯乙烯-苯乙烯的三元共聚物、聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种的复配物。
3.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的微米级无机粉体为滑石粉、碳酸钙、煅烧高岭土、硅灰石粉、硅藻土中的一种或几种的复配物。
4.根据权利要求1所述的一种基苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的表面修饰剂为硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂中的一种或几种的复配物。
5.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的分散剂为低分子量的乙烯-丙烯酸共聚物、低分子量的聚丙烯、低分子量的聚苯乙烯、低分子量的聚乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的复配物。
6.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为四[β-（3,5-二叔丁基,4-羟基苯基）丙酸]季戊四酯醇、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种或两种的复配物。
7.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的润滑剂为N,N,-亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酸正丁酯、甘油三羟硬脂酸酯、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、甲基硅油、苯甲基硅油、乙基硅油等中的一种或几种复配物。
8.根据权利要求1所述的一种苯乙烯类高分子抗菌材料，其特征在于：所述的稳定剂为亚磷酸二苯一葵酯、亚磷酸一苯二葵酯、β—线基丁烯酸酯、三羟甲基丙烷中的一种或几种的复配物。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的苯乙烯类高分子抗菌材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）纳米银/硅藻土复合材料的制备：通过电解沉积法，称取硅藻土，置于电解槽内，采用银棒作阳极，钛棒作为阴极，水作为电解质，通入50~100mA电源，在磁力搅拌下电解60~120min，使得银离子或者氢氧化银吸附到硅藻土表面，过滤，干燥处理，然后在300~500℃和惰性气体保护下热处理1~3h，得到纳米银/硅藻土复合材料；
（2）纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体的表面修饰处理：称取步骤（1）得到的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体，置于带有夹套加热装置的高速混合机中，启动搅拌器，升温至100~120℃，然后加入表面修饰剂，以500~1000r/min的速度高速旋转20~50min；测试其活化度，达到100%，即可；
（3）纳米银/硅藻土符合材料与无机粉体的预分散处理：将步骤（2）表面修饰后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于捏合机中，加入分散剂，加热至110~150℃，进行预分散处理，时间5~10min；
（4）将苯乙烯类聚合物进行干燥处理，冷却待用；
（5）混炼、造粒：将步骤（3）得到的预分散后的纳米银/硅藻土复合材料和无机粉体置于容器中，加入步骤够（4）干燥处理后的苯乙烯类聚合物和剩余的原料，搅拌混合3~10min，然后倒入哈克双螺杆挤出机进行塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：螺杆转速：20~80r/min。
10.根据权利要求9所述的苯乙烯类功能高分子聚合物抗菌材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的苯乙烯类聚合物是在50℃的真空条件下进行干燥处理。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111218064A (zh) * 2020-03-18 2020-06-02 宁夏大学 一种抗静电、抗菌多功能高分子复合材料及其制备方法
CN112225973A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 河南工业大学 一种防虫包装材料及其制备方法
CN112940442A (zh) * 2021-02-01 2021-06-11 陶相琴 一种抗菌防臭热塑性橡胶鞋材的制备方法
CN114467973A (zh) * 2022-01-07 2022-05-13 台山市新建业（药用）五金包装有限公司 一种食品级和/或医用级包材用纳米银抗菌材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108329612A (zh) * 2018-03-12 2018-07-27 广东技塑新材料股份有限公司 一种永久性抗菌防霉无毒无害聚苯乙烯材料及其制备方法
CN108410141A (zh) * 2017-09-22 2018-08-17 浙江中迪纺织新材料科技有限公司 一种基于一维纳米Ag/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法
US20190009249A1 (en) * 2015-12-28 2019-01-10 Shanghai Kumhosunny Plastics Co., Ltd. Self-Formaldehyde-scavenging heat-resistant ABS material and preparation method therefor
CN109679187A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 上海大觉包装制品有限公司 一种高效抗菌抗静电可降解环保石塑膜材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190009249A1 (en) * 2015-12-28 2019-01-10 Shanghai Kumhosunny Plastics Co., Ltd. Self-Formaldehyde-scavenging heat-resistant ABS material and preparation method therefor
CN108410141A (zh) * 2017-09-22 2018-08-17 浙江中迪纺织新材料科技有限公司 一种基于一维纳米Ag/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法
CN108329612A (zh) * 2018-03-12 2018-07-27 广东技塑新材料股份有限公司 一种永久性抗菌防霉无毒无害聚苯乙烯材料及其制备方法
CN109679187A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 上海大觉包装制品有限公司 一种高效抗菌抗静电可降解环保石塑膜材料及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111218064A (zh) * 2020-03-18 2020-06-02 宁夏大学 一种抗静电、抗菌多功能高分子复合材料及其制备方法
CN111218064B (zh) * 2020-03-18 2022-08-02 宁夏大学 一种抗静电、抗菌多功能高分子复合材料及其制备方法
CN112225973A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 河南工业大学 一种防虫包装材料及其制备方法
CN112225973B (zh) * 2020-10-13 2023-02-03 河南工业大学 一种防虫包装材料及其制备方法
CN112940442A (zh) * 2021-02-01 2021-06-11 陶相琴 一种抗菌防臭热塑性橡胶鞋材的制备方法
CN112940442B (zh) * 2021-02-01 2022-05-10 佛山市融康医疗科技有限公司 一种抗菌防臭热塑性橡胶鞋材的制备方法
CN114467973A (zh) * 2022-01-07 2022-05-13 台山市新建业（药用）五金包装有限公司 一种食品级和/或医用级包材用纳米银抗菌材料及其制备方法
CN114467973B (zh) * 2022-01-07 2024-05-14 台山市新建业（药用）五金包装有限公司 一种食品级和/或医用级包材用纳米银抗菌材料及其制备方法

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