CN110746736A - 一种复合抗菌abs材料的制备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合抗菌ABS材料及其制备方法，包括下述重量份计的组分：ABS 100份，复合抗菌剂0.3‑1.2份，硅烷偶联剂1‑5份，分散剂0.2‑1份，抗氧化剂1.5‑2.5份，变色抑制剂0.5‑2份。所述复合抗菌剂，由下述组分按重量份组成：IONPURE载银抗菌剂40‑60份、壳聚糖4‑6份、纳米氧化锌20‑40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)5‑15份。本发明的抗菌ABS塑料抗菌性能强，抗菌有效期长，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有明显的抑菌效果。具有易加工、高抗菌、不易变色，力学性能优异等优点。
Description
技术领域
本发明属于新材料制备技术领域，尤其涉及一种复合抗菌ABS材料的制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为Acrylonitrile-Butadiene-Styrenecopolymer，简称ABS。通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS树脂其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
自然界中存在着各种各样的微生物，在日常生活中，微生物与人们有着密不可分的联系，而部分细菌、真菌、病毒等作为病原菌却严重危害着人类的健康，甚至危及生命。随着人们生活水平的提高，抗菌塑料在日常生活制品中的应用越来越收到人们的欢迎。如厨房、卫生间里面长期和水接触的塑料器件，由于长期处于潮湿的环境里面，很容易滋生各种细菌和霉菌，而这些制品又经常与人体或食品接触，对人类健康造成危害。如果用抗菌塑料来制备这些物品，就可以大大减少或避免这些危害。抗菌塑料应用的另一个重要领域是家用电器，空调排水管道由于长期潮湿，很容易滋生细菌、霉菌等致病菌，这些致病菌又很容易随着空调换气进入室内，危害人民健康，导致所谓的“空调病”。将空调的排水、换气管道换成抗菌塑料，就可以极大地避免空调病的发生。食品包装也是抗菌塑料应用的一个重要领域，因为包装材料和食物直接接触，所以抗菌塑料的使用可以起到一定的杀菌防腐作用，致病细菌确实给人类健康带来了巨大的威胁。
抗菌剂包括无机、有机和天然生物抗菌剂三大类型。无机抗菌剂以新型光催化型和载银的纳米复合型抗菌材料为主要发展趋势,其中光催化型无机抗菌剂依赖光致激发的强氧化自由基而起杀菌作用；载银等金属离子型抗菌剂通过与活性基团如巯基键合或置换金属离子辅基等方式使微生物的生命活性物质失活而起抗菌作用。有机抗菌剂则以开发专效于生物分子(如微生物代谢酶、膜受体等)的抗菌剂为其拓展方向,其通过作用于细胞壁和细胞膜系统、生化反应酶、遗传物质等达到抗抑或杀菌作用。
叶绿素铜酸(CCA)是由叶绿素铜钠盐(SCC)酸化而制得。SCC是一种无毒可食用的天然色素，其结构中具有带两个共轭双键的卟啉环，该结构使得CCA能够吸收太阳光中的红光和蓝光，起到吸收和传递可见光的作用，因而CCA能够扩大纳米氧化锌等抗菌剂的激发波长范围，提高其抗菌效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合抗菌ABS材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种复合抗菌ABS材料的制备，由以下重量份的组分制备而成：ABS 100份，复合抗菌剂0.3-1.2份，硅烷偶联剂1-5份，分散剂0.2-1份，抗氧化剂1.5-2.5份，变色抑制剂0.5-2份；
所述的复合抗菌剂是由下述重量份的原料组成的：
ONPURE载银抗菌剂40-60份、壳聚糖4-6份、纳米氧化锌20-40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)5-15份；
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
一种复合抗菌剂ABS材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的变色抑制剂为羟基碳酸铝镁变色抑制剂，为了提高ABS的加工稳定性，减少色差，变色抑制剂的加入抑制ABS树脂变色效果显著，且添加量小，不会影响塑料制品的机械与力学性质。
(2)在崇尚绿色环保的今天，不仅要求材料具有良好的使用性能，还要求材料环保、卫生且具有抗菌功能。叶绿素铜酸(CCA)是由叶绿素铜钠盐(SCC)酸化而制得。SCC是一种无毒可食用的天然色素，其结构中具有带两个共轭双键的卟啉环，该结构使得CCA能够吸收太阳光中的红光和蓝光，起到吸收和传递可见光的作用，因而CCA能够扩大纳米氧化锌等抗菌剂的激发波长范围，提高其抗菌效率。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例中原料介绍：
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH550。
所述抗氧化剂由抗氧化剂1076和抗氧化剂1010混合而成。
所述分散剂为聚乙烯蜡。
所述变色抑制剂为羟基碳酸铝镁变色抑制剂。
所述复合抗菌剂为实验室自制。
实施例1
一种复合抗菌ABS材料，包括以下重量份的组分：ABS 100份，复合抗菌剂0.6份，硅烷偶联剂1.5份，分散剂0.5份，抗氧化剂2份，变色抑制剂1份；所述复合抗菌剂由以下重量组分组成：ONPURE载银抗菌剂50份、壳聚糖6份、纳米氧化锌40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)10份；
一种上述复合抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
实施例2
一种复合抗菌ABS材料，包括以下重量份的组分：ABS 100份，复合抗菌剂0.8份，硅烷偶联剂1.5份，分散剂0.5份，抗氧化剂2份，变色抑制剂1份；所述复合抗菌剂由以下重量组分组成：ONPURE载银抗菌剂50份、壳聚糖6份、纳米氧化锌40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)10份；
一种上述复合抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
实施例3
一种复合抗菌ABS材料，包括以下重量份的组分：ABS 100份，复合抗菌剂1份，硅烷偶联剂1.5份，分散剂0.5份，抗氧化剂2份，变色抑制剂1份；所述复合抗菌剂由以下重量组分组成：ONPURE载银抗菌剂50份、壳聚糖6份、纳米氧化锌40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)10份；
一种上述复合抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
对比例1
一种复合抗菌ABS材料，包括以下重量份的组分：ABS 100份，复合抗菌剂1份，硅烷偶联剂1.5份，分散剂0.5份，抗氧化剂2份；所述复合抗菌剂由以下重量组分组成：ONPURE载银抗菌剂50份、壳聚糖6份、纳米氧化锌40份，光敏剂CCA(叶绿素铜酸)10份；
一种上述复合抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA(叶绿素铜酸)；
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
对比例2
一种复合抗菌ABS材料，包括以下重量份的组分：ABS 100份，复合抗菌剂1份，硅烷偶联剂1.5份，分散剂0.5份，抗氧化剂2份，变色抑制剂1份；所述复合抗菌剂由以下重量组分组成：ONPURE载银抗菌剂50份、壳聚糖6份、纳米氧化锌40份；
一种上述复合抗菌ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
本发明实施例1至对比例2制备的抗菌塑料的抗菌性能如表1所示：
表1
从表1抗菌塑料的抗菌性能测试结果可以看出抗菌剂含量越高抗菌效果越好，从实施例3和对比例1可以看出变色抑制剂的加入大幅度提高了ONPURE载银抗菌剂的稳定性，从而提高了抗菌效果，从实施例3和对比例2可以看出叶绿素铜酸钠盐SCC的加入也大大提高了纳米氧化锌的抗菌效果，从而提高整体ABS材料的抗菌性能。
最后说明的是，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 (5)
1.一种复合抗菌ABS材料，其特征在于，包括下述重量份原料：ABS100份，复合抗菌剂0.3-1.2份，硅烷偶联剂1-5份，分散剂0.2-1份，抗氧化剂1.5-2.5份，变色抑制剂0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的复合抗菌ABS材料，其特征在于：所述变色抑制剂为羟基碳酸铝镁变色抑制剂。
3.根据权利要求1所述的复合抗菌ABS材料，其特征在于：所述复合抗菌剂包括如下重量份数的的组分：IONPURE载银抗菌剂40-60份、壳聚糖4-6份、纳米氧化锌20-40份，光敏剂CCA5-15份。
4.如权利要求3所述的复合抗菌ABS材料，其特征在于，所述CCA的制备方法为：称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA。
5.如权利要求1所述的复合抗菌剂ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定质量的叶绿素铜酸钠盐SCC置于烧瓶中，加入适量去离子水，搅拌至SCC充分溶解，然后滴加浓度为38％的盐酸使SCC溶液呈现酸性，并置于搅拌器上搅拌反应2h，可观察到有沉淀析出。将上述溶液进行抽滤、洗涤、烘干、研磨处理，得到产物CCA；
(2)按重量组分数称量各组分，将各组分加入热风干燥箱中80℃下干燥3h，然后加入不锈钢搅拌机中，加热的同时用搅拌器进行搅拌，制得混合原料；
(3)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共混粒料，主机螺杆转速120r/min，各加热段温度分别为190、200、210、220、230和220℃；
(4)将共混粒料经干燥后，采用平板硫化机压制成厚度为2mm的薄片，然后裁成尺寸为40mm×40mm的样片。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200204 |
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