CN111440411A - 一种抗菌抗静电汽车内饰用改性abs材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：100‑120份ABS树脂，3‑5份高效抗菌剂，2‑3份抗静电剂，5‑10份增韧剂，0.1‑0.5份抗氧剂，1‑1.5份硬脂酸锌；银氨溶液和改性膨润土制备出一种高效抗菌剂，银离子进入改性膨润土中，改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，进而拥有优异的吸附性能，将银离子吸附在蒙脱石层间和微孔中，而且蒙脱石片层间的夹持力将银离子牢牢固定，保障体系的稳定性，解决了银离子作为杀菌剂与载体间的作用力较弱，体系不稳定的技术问题，当该抗静电剂与ABS基材混合后，抗静电剂分散在基材中，石墨和碳粉搭配形成导电通路，进而赋予ABS基材良好的抗静电性能。

Description

一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料
技术领域
本发明属于ABS材料技术领域，具体为一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
背景技术
ABS是有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一种综合性能较好的工程塑料，具有良好尺寸稳定性，突出的耐冲击性、耐热性、介电性、耐磨性，表面光泽性好，易涂装和着色等优点。ABS树脂已被广泛应用于家电、建筑、汽车、办公用品等行业。但ABS的抗静电性能较差，如果可以提高ABS的抗静电性能，将会进一步开拓ABS树脂在汽车、航空、办公机器、电子等领域的应用。
壳体材料：广泛应用于制造电子产品、玩具、厨房用品、文具、家电等的外壳。
机械配件：可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽以及电动工具外壳等。
汽车配件：车内具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄、扶手、手套箱、杂物箱、门槛上下饰件和水箱面罩等，车外有反光镜架等。
中国发明专利CN104497472A公开了一种抗静电ABS改性材料及其制备方法，该改性材料包括如下重量份的原料：ABS树脂62-94份、抗静电剂8-12份、增韧剂8-12份、硬脂酸锌0.8-1.6份、PETS0.05-0.15份、PMI0.3-0.7份、扩散剂0.3-0.7份、抗氧剂0.1-0.6份；所述抗静电剂是由炭黑和碳纤维以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。该发明通过添加抗静电剂、增韧剂、PETS和PMI进行共混改性来提高改性材料的抗静电、加工性能以及抗冲击性能，使得改性材料的表面电阻率达到5-7个数量级，与现有抗静电ABS材料相比显著提高。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
本发明所要解决的技术问题：
(1)现有技术中银离子作为杀菌剂，银离子具有优异的杀菌性能，但是其与载体间的作用力较弱，体系不稳定，通过其制备与ABS混合，杀菌性能不稳定；
(2)氢氧化钠溶液滴加入氯化铝溶液中，控制滴加速度为0.5-1mL/min，使得发生的聚合反应逐级进行，防止滴加速度过快，氯化铝溶液中碱度过高，产生氢氧化物沉淀。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：100-120份ABS树脂，3-5份高效抗菌剂，2-3份抗静电剂，5-10份增韧剂，0.1-0.5份抗氧剂，1-1.5份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150-160℃，转速为50r/min，密炼时间为3-5min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
进一步地，所述ABS树脂为密度在1.26-1.28、熔点在260-280℃、分子量为10-30万、粒径在5-15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，该丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，丙烯腈单体的重量百分比为20％-30％，丁二烯单体的重量百分比为20％-30％，苯乙烯单体的重量百分比为40％-60％。
进一步地，所述高效抗菌剂由如下方法制成：
(1)将质量分数10％氯化铝溶液加入三口烧瓶中，以450-480r/min的转速进行磁力搅拌，滴加质量分数10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度为0.5-1mL/min，滴加完成后继续搅拌30imn，之后在35-40℃下老化1-2天，制得改性液，控制10％氯化铝溶液和10％氢氧化钠溶液的重量比2.5-3∶1；
(2)按照1∶100的重量比将膨润土加入去离子水中，匀速搅拌直至形成浆液，加入步骤(1)制得的改性液，继续搅拌2h后离心、洗涤、过滤，直至滤液中不含氯离子，烘干，制得改性膨润土；
(3)将制得的改性膨润土加入三口烧瓶中，加入去离子水，搅拌均匀后加入质量分数1％十二烷基苯磺酸钠溶液，40-50℃水浴加热，匀速搅拌15-20min后加入质量分数3％银氨溶液，升温至55-60℃，调节pH，直至pH为8-9，之后置于紫外线照射下反应3-5h，离心、洗涤、烘干，制得所述高效抗菌剂，控制改性膨润土、1％十二烷基苯磺酸钠溶液、去离子水和3％银氨溶液的重量比为1∶10∶20∶2-5。
步骤(1)中将氢氧化钠溶液滴加入氯化铝溶液中，控制滴加速度为0.5-1mL/min，使得发生的聚合反应逐级进行，防止滴加速度过快，氯化铝溶液中碱度过高，产生氢氧化物沉淀，制得改性液，步骤(2)中将改性液加入膨润土中，改性液中的羟基铝离子聚合成络合离子使得膨润土层间距变大，而且能够在膨润土中蒙脱石层间产生微孔，导致制备出的改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，之后步骤(3)中通过银氨溶液和改性膨润土制备出一种高效抗菌剂，银离子进入改性膨润土中，改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，进而拥有优异的吸附性能，将银离子吸附在蒙脱石层间和微孔中，而且蒙脱石片层间的夹持力将银离子牢牢固定，保障体系的稳定性，解决了银离子作为杀菌剂与载体间的作用力较弱，体系不稳定的技术问题。
进一步地，所述抗静电剂由如下方法制成：
步骤S1、将石墨加入去离子水中，35-45℃水浴加热，加入过氧化氢，以60-80r/min的转速进行研磨，之后在此温度下静置20-24h，取出，置于150-160℃马弗炉中干燥1h，制得初步处理后的石墨粉，控制石墨、去离子水和过氧化氢的重量比为1∶10-15∶0.1-0.2；
步骤S2、将初步处理后的石墨粉与碳粉按照5∶1的重量比混合，混合均匀后在100-150℃下加热20-30min，降温至30℃，静置3h，之后转移至无水乙醇中，加入KH550，之后回流2h，离心、洗涤，在75-80℃下烘干，制得抗静电剂，控制步处理后的石墨粉和KH550的重量比为1∶0.5-0.8。
步骤S1对石墨进行初步处理，将石墨加入去离子水中，加入过氧化氢并研磨，能够使得石墨表面粗糙，并且在过氧化氢的强氧化作用下石墨粗糙的表面与水形成一层氧化膜，制得初步处理后的石墨粉，之后步骤S2中先将石墨粉与碳粉按照5∶1的比例混合，100-150℃下加热，之后通过KH550进行交联，制得抗静电剂，当该抗静电剂与ABS基材混合后，抗静电剂分散在基材中，石墨和碳粉搭配形成导电通路，进而赋予ABS基材良好的抗静电性能。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和和抗氧剂168中的一种或两种，所述增韧剂为橡胶含量在50％-70％的ABS高胶粉。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料以ABS树脂、高效抗菌剂和抗静电剂等作为原料，高效抗菌剂赋予该材料优异的抗菌性能，高效抗菌剂在制备过程中步骤(1)中将氢氧化钠溶液滴加入氯化铝溶液中，控制滴加速度为0.5-1mL/min，使得发生的聚合反应逐级进行，防止滴加速度过快，氯化铝溶液中碱度过高，产生氢氧化物沉淀，制得改性液，步骤(2)中将改性液加入膨润土中，改性液中的羟基铝离子聚合成络合离子使得膨润土层间距变大，而且能够在膨润土中蒙脱石层间产生微孔，导致制备出的改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，之后步骤(3)中通过银氨溶液和改性膨润土制备出一种高效抗菌剂，银离子进入改性膨润土中，改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，进而拥有优异的吸附性能，将银离子吸附在蒙脱石层间和微孔中，而且蒙脱石片层间的夹持力将银离子牢牢固定，保障体系的稳定性，解决了银离子作为杀菌剂与载体间的作用力较弱，体系不稳定的技术问题；
(2)本发明抗静电剂在制备过程中步骤S1对石墨进行初步处理，将石墨加入去离子水中，加入过氧化氢并研磨，能够使得石墨表面粗糙，并且在过氧化氢的强氧化作用下石墨粗糙的表面与水形成一层氧化膜，制得初步处理后的石墨粉，之后步骤S2中先将石墨粉与碳粉按照5∶1的比例混合，100-150℃下加热，之后通过KH550进行交联，制得抗静电剂，当该抗静电剂与ABS基材混合后，抗静电剂分散在基材中，石墨和碳粉搭配形成导电通路，进而赋予ABS基材良好的抗静电性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：100份ABS树脂，3份高效抗菌剂，2份抗静电剂，5份增韧剂，0.1份抗氧剂1010，1份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
高效抗菌剂由如下方法制成：
(1)将质量分数10％氯化铝溶液加入三口烧瓶中，以450r/min的转速进行磁力搅拌，滴加质量分数10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度为0.5mL/min，滴加完成后继续搅拌30imn，之后在35℃下老化1天，制得改性液，控制10％氯化铝溶液和10％氢氧化钠溶液的重量比2.5∶1；
(2)按照1∶100的重量比将膨润土加入去离子水中，匀速搅拌直至形成浆液，加入步骤(1)制得的改性液，继续搅拌2h后离心、洗涤、过滤，直至滤液中不含氯离子，烘干，制得改性膨润土；
(3)将制得的改性膨润土加入三口烧瓶中，加入去离子水，搅拌均匀后加入质量分数1％十二烷基苯磺酸钠溶液，40℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入质量分数3％银氨溶液，升温至55℃，调节pH，直至pH为8.5，之后置于紫外线照射下反应3h，离心、洗涤、烘干，制得所述高效抗菌剂，控制改性膨润土、1％十二烷基苯磺酸钠溶液、去离子水和3％银氨溶液的重量比为1∶10∶20∶2。
抗静电剂由如下方法制成：
步骤S1、将石墨加入去离子水中，35℃水浴加热，加入过氧化氢，以60r/min的转速进行研磨，之后在此温度下静置20h，取出，置于150℃马弗炉中干燥1h，制得初步处理后的石墨粉，控制石墨、去离子水和过氧化氢的重量比为1∶10∶0.1；
步骤S2、将初步处理后的石墨粉与碳粉按照5∶1的重量比混合，混合均匀后在100℃下加热20min，降温至30℃，静置3h，之后转移至无水乙醇中，加入KH550，之后回流2h，离心、洗涤，在75℃下烘干，制得抗静电剂，控制步处理后的石墨粉和KH550的重量比为1∶0.5。
实施例2
一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：105份ABS树脂，4份高效抗菌剂，2份抗静电剂，6份增韧剂，0.2份抗氧剂1010，1.2份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
其余同实施例1。
实施例3
一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：115份ABS树脂，4份高效抗菌剂，2份抗静电剂，8份增韧剂，0.4份抗氧剂1010，1.2份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
其余同实施例1。
实施例4
一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，由如下重量份原料制成：120份ABS树脂，5份高效抗菌剂，3份抗静电剂，10份增韧剂，0.5份抗氧剂1010，1.5份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
其余同实施例1。
对比例1
本对比例与是实施例1相比，用纳米银代替高效抗菌剂，制备方法如下所示：
第一步、将ABS树脂和纳米银加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
对比例2
本对比例与实施例1相比，用石墨代替抗静电剂，制备方法如下所示：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150℃，转速为50r/min，密炼时间为3min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂1010和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
所述增韧剂为橡胶含量在50％的ABS高胶粉。
对比例3
本对比例为市场中一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
对实施例1-4和对比例1-3的抗菌性能和抗静电性能进行检测，结果如下表所示；
Figure BDA0002502972160000101
从上表中能够看出实施例1-4的表面电阻率为5.0×105-5.8×105(Ω)，对大肠杆菌的杀菌率为98.9-99.2％，对金黄色葡萄球菌的杀菌率为96.9-97.6％，对比例1-3的表面电阻率为6.5×105-8.6×105(Ω)，对大肠杆菌的杀菌率为94.6-98.3％，对金黄色葡萄球菌的杀菌率为91.0-93.8％；所以通过银氨溶液和改性膨润土制备出一种高效抗菌剂，银离子进入改性膨润土中，改性膨润土具有较大的比表面积和孔体积，进而拥有优异的吸附性能，将银离子吸附在蒙脱石层间和微孔中，而且蒙脱石片层间的夹持力将银离子牢牢固定，保障体系的稳定性，解决了银离子作为杀菌剂与载体间的作用力较弱，体系不稳定的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，其特征在于，由如下重量份原料制成：100-120份ABS树脂，3-5份高效抗菌剂，2-3份抗静电剂，5-10份增韧剂，0.1-0.5份抗氧剂，1-1.5份硬脂酸锌；
该抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料由如下方法制成：
第一步、将ABS树脂和高效抗菌剂加入密炼机中密炼，控制密炼温度为150-160℃，转速为50r/min，密炼时间为3-5min，之后粉碎，在70℃下干燥10h，制得复合材料；
第二步、将复合材料、增韧剂、抗静电剂、抗氧剂和硬脂酸锌加入混合釜中搅拌均匀，之后加入双螺杆挤出机中挤出，控制挤出温度为一区190℃、二区220℃、三区220℃，制得抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，其特征在于，所述ABS树脂为密度在1.26-1.28、熔点在260-280℃、分子量为10-30万、粒径在5-15μm的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，该丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，丙烯腈单体的重量百分比为20％-30％，丁二烯单体的重量百分比为20％-30％，苯乙烯单体的重量百分比为40％-60％。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，其特征在于，所述高效抗菌剂由如下方法制成：
(1)将10％氯化铝溶液加入三口烧瓶中，以450-480r/min的转速进行磁力搅拌，滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度为0.5-1mL/min，滴加完成后继续搅拌30imn，之后在35-40℃下老化1-2天，制得改性液，控制10％氯化铝溶液和10％氢氧化钠溶液的重量比2.5-3∶1；
(2)按照1∶100的重量比将膨润土加入去离子水中，匀速搅拌直至形成浆液，加入步骤(1)制得的改性液，继续搅拌2h后离心、洗涤、过滤，直至滤液中不含氯离子，烘干，制得改性膨润土；
(3)将制得的改性膨润土加入三口烧瓶中，加入去离子水，搅拌均匀后加入1％十二烷基苯磺酸钠溶液，40-50℃水浴加热，匀速搅拌15-20min后加入3％银氨溶液，升温至55-60℃，调节pH，直至pH为8-9，之后置于紫外线照射下反应3-5h，离心、洗涤、烘干，制得所述高效抗菌剂，控制改性膨润土、1％十二烷基苯磺酸钠溶液、去离子水和3％银氨溶液的重量比为1∶10∶20∶2-5。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，其特征在于，所述抗静电剂由如下方法制成：
步骤S1、将石墨加入去离子水中，35-45℃水浴加热，加入过氧化氢，以60-80r/min的转速进行研磨，之后在此温度下静置20-24h，取出，置于150-160℃马弗炉中干燥1h，制得初步处理后的石墨粉，控制石墨、去离子水和过氧化氢的重量比为1∶10-15∶0.1-0.2；
步骤S2、将初步处理后的石墨粉与碳粉按照5∶1的重量比混合，混合均匀后在100-150℃下加热20-30min，降温至30℃，静置3h，之后转移至无水乙醇中，加入KH550，之后回流2h，离心、洗涤，在75-80℃下烘干，制得抗静电剂，控制步处理后的石墨粉和KH550的重量比为1∶0.5-0.8。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌抗静电汽车内饰用改性ABS材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和和抗氧剂168中的一种或两种，所述增韧剂为橡胶含量在50％-70％的ABS高胶粉。
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CN112679872A (zh) * 2020-12-17 2021-04-20 安徽强旭塑业科技有限公司 一种抗静电塑料电瓶壳及其生产方法
CN115975445A (zh) * 2022-12-29 2023-04-18 绍兴百立杰环保科技有限公司 一种防霉抗菌除甲醛隔膜的制备方法

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