CN111499992A - 一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物及其制备方法和应用。该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物包括聚氯乙烯基粉，增塑剂，稳定剂，颜料，抗结剂和抗菌剂。本发明还提供了上述抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的制备方法。本发明的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物具有较好的抗菌性的同时仍能保持优异的抗老化性能。

Description

一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯组合物，尤其涉及一种具有抗菌性的聚氯乙烯搪塑粉组合物，属于抗菌材料技术领域。
背景技术
新型冠状病毒肺炎(COVID-19)，自爆发伊始，严重地威胁着人类的生命健康，在国内外引起了广泛的关注，由此而引发的健康讨论也此起彼伏。
汽车作为现代普及性的交通工具，在日常生活与人类朝夕相伴，其内饰件的安全性与健康性尤为重要，由此，汽车行业也表现了对抗菌性产品的强烈需求。
PVC搪塑粉是制作汽车仪表盘表皮的常见原料，其配方中涉及到的增塑剂等物质容易滋生细菌；另外，汽车内部受湿度、温度、通风等环境因素影响，也容易产生细菌，因此，需要借助抗菌剂来获得高效、稳定的抗菌效果。将抗菌功能引入汽车内饰件中对汽车使用者的健康具有重要影响，因此，开发抗菌型的PVC搪塑粉的意义十分重大。
搪塑表皮的高温制作工艺及耐老化等性能要求对抗菌剂的稳定性提出较高要求，另外，搪塑粉配方本身是一个复杂体系，抗菌剂的引入会引起其他性能的改变，所以，开发一款理想的抗菌PVC搪塑粉是本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有抗菌性能同时具有优异的抗老化性能的聚氯乙烯搪塑粉。
本发明的另一目的在于提供上述具有抗菌性能同时具有优异的抗老化性能的聚氯乙烯搪塑粉的制备方法。
本发明的又一目的在于提供以上述具有抗菌性能同时具有优异的抗老化性能的聚氯乙烯搪塑粉为原料的汽车内饰。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物包括：50重量份-120重量份的聚氯乙烯基粉，60重量份-140重量份的增塑剂，1重量份-20重量份的稳定剂，0.5重量份-20重量份的颜料，1重量份-30重量份的抗结剂和0.005重量份-10重量份的抗菌剂。
本发明的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物将抗菌剂成功地引入到聚氯乙烯搪塑粉中，使制得的搪塑表皮具有优异的抗菌性能，同时并不影响聚氯乙烯搪塑粉的其他性能。另外，本发明抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的特定组成，不需要调整原有的生产工艺、可操作性强并且不会对产品的其他性能造成影响。
在本发明的一具体实施方式中，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物中含有0.2重量份-5重量份的抗菌剂。优选地，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物中含有100重量份的聚氯乙烯树脂，100重量份的增塑剂，10重量份的稳定剂，5重量份的颜料，5重量份的抗结剂，5重量份的抗菌剂。
在本发明的一具体实施方式中，采用的抗菌剂为腈类抗菌剂、酯类抗菌剂、醇类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、噻唑类抗菌剂、异噻唑啉酮衍生物、酚类抗菌剂中的一种或多种组合。具体地，抗菌剂选自1,2-二溴-2,4-己二腈，碘丙炔基正丁氨基甲酸酯，二氯苯醚菊酯，环丙唑醇，戊唑醇，苯并咪唑，噻苯咪唑，2-N-辛基异噻唑啉酮，正辛基异噻唑啉酮，2-苄基-4-氯苯酚，氯甲酚，对叔戊基苯酚和2-苯基苯酚的一种或多种组合。
在本发明的一具体实施方式中，采用的聚氯乙烯基粉为聚合度1000-2000的聚氯乙烯树脂中的一种或多种组合；比如，采用的聚氯乙烯基粉为聚合物为1000、1300、1600、2000的聚氯乙烯树脂中的一种或多种组合。
在本发明的一具体实施方式中，采用的增塑剂选自偏苯三酸酯、脂肪酸酯增塑剂、聚酯增塑剂和环氧大豆油中的一种或多种组合；采用的抗结剂选自硅酸盐、磷酸三钙和无定形二氧化硅中的一种或多种组合；采用的颜料为选自炭黑、钛白粉、氧化铁颜料中的一种或多种组合。
在本发明的一具体实施方式中，采用的稳定剂为光稳定剂、金属皂类稳定剂、稀土稳定剂、环氧类稳定剂、多羟基类稳定剂中的一种或多种组合。具体地，稳定剂选自苯并三唑类紫外吸收剂(如UV-326，UV-P)、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、亚磷酸酯、季戊四醇、木糖醇、甘露醇中的一种或多种组合。
本发明还提供了上述抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的制备方法，该制备方法包括：
将聚氯乙烯基粉、稳定剂、颜料、抗菌剂混合，搅拌混合20min-30min；
以3℃/min-10℃/min的速率(优选5℃/min)升温至100℃-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15min-20min；
停止加热并降温至50℃-60℃，加入抗结剂，直至温度降低室温，得到抗菌聚氯乙烯搪塑粉。
在本发明的一具体实施方式中，抗结剂可以分批次加入，以更好的分散。
本发明的上述抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的应用可以用于搪塑成型。
本发明又提供了一种汽车内饰，该汽车内饰的原料中含有本发明的上述抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物；该汽车内饰包括但不限于汽车仪表盘、手套箱等。
本发明将抗菌剂成功地引入到聚氯乙烯搪塑粉体系中，制得搪塑表皮。另外，本发明的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物不需要调整原有的生产工艺、可操作性强并且不会对产品的其他性能造成影响，具有优异的抗菌性能的同时，仍能保持较好的抗光老化和热老化性能，且VOC含量低，安全环保。
具体实施方式
下面以悬浮聚合的聚氯乙烯树脂为例，对本发明进行进一步的详细说明，但其并不限制本发明的保护范围。
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)10份，颜料(炭黑)5份，抗结剂(硅酸盐)5份和抗菌剂(噻苯咪唑)5份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉组合物。
然后制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
实施例2
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份和咪唑类抗菌剂(噻苯咪唑)0.2份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
实施例3
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份和抗菌剂(噻苯咪唑)1份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
实施例4
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份和抗菌剂(戊唑醇)0.5份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
实施例5
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份和抗菌剂(戊唑醇)2份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入100份增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
对比例1
本对比例提供了一种聚氯乙烯搪塑粉材料，包括以下重量份的成分：聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂和颜料，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入100份增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
对比例2
本对比例提供了一种聚氯乙烯搪塑粉材料，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1600)100份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯)100份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)5份，颜料(炭黑)1份，抗结剂(硅酸盐)5份和纳米银抗菌剂5份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和纳米银抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料。
制成搪塑表皮，进行抗菌性能和热、光稳定性等测试。
将上述实施例和对比例制备的搪塑粉放置于搪塑粉箱中，设定模具温度为220℃，粉料循环2次，烘箱温度为300℃，制备搪塑表皮，其性能见表1。
表1
Figure BDA0002511609850000071
Figure BDA0002511609850000081
注：上表中各项测试的数据是依据不同的测试标准获得的，如抗菌效果测试是参考标准QBT 4341-2012“抗菌聚氨酯合成革抗菌性能试验方法和抗菌效果”，光老化是参考标准SAE J2412(1240.8kJ)，热老化是参考大众TL52296,VOC是参考VDA278，气味测试是参考大众标准PV3900，C3条件下进行的测试。从表1可以看出，添加无机抗菌剂的对比例2具有较好的抗菌效果，但是会影响光老化结果；而使用有机抗菌剂(噻苯咪唑、戊唑醇)的实施例中，可以获得与对比例可比较的其他性能(如光老化、热老化、拉伸、气味)。
实施例6
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1000)50份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯，环氧大豆油)60份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)1份，颜料(钛白粉)0.5份，抗结剂(磷酸三钙)1份和抗菌剂(噻苯咪唑)0.005份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
实施例7
本实施例提供了一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，包括以下重量份的成分：
聚氯乙烯树脂(聚合度为1000)120份，增塑剂(偏苯三酸三辛酯，环氧大豆油)60份，稳定剂(硬脂酸钙/锌、亚磷酸酯、苯并三唑类紫外吸收剂UV-P)20份，颜料(钛白粉)20份，抗结剂(磷酸三钙)30份和抗菌剂(噻苯咪唑)10份。
制备方法如下：
称取聚氯乙烯树脂，稳定剂，颜料和抗菌剂，加入到高速混合器中混合20分钟，得到预混物；
搅拌升温至100-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15-20分钟，当温度升高到120℃时停止加热，当温度降至50-60℃时，加入抗结剂，直至温度降低室温，放料过筛，得到聚氯乙烯搪塑粉材料组合物。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物包括：50重量份-120重量份的聚氯乙烯基粉，60重量份-140重量份的增塑剂，1重量份-20重量份的稳定剂，0.5重量份-20重量份的颜料，1重量份-30重量份的抗结剂和0.005重量份-10重量份的抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物中含有0.2重量份-5重量份的抗菌剂。
3.根据权利要求1所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，抗菌剂为腈类抗菌剂、酯类抗菌剂、醇类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、噻唑类抗菌剂、异噻唑啉酮衍生物、酚类抗菌剂中的一种或多种组合。
4.根据权利要求3所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，抗菌剂为选自1,2-二溴-2,4-己二腈、碘丙炔基正丁氨基甲酸酯、二氯苯醚菊酯、环丙唑醇、戊唑醇、苯并咪唑、噻苯咪唑、2-N-辛基异噻唑啉酮、正辛基异噻唑啉酮、2-苄基-4-氯苯酚、氯甲酚、对叔戊基苯酚和2-苯基苯酚的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，聚氯乙烯基粉为聚合度1000-2000的聚氯乙烯树脂中的一种或多种组合；所述颜料为选自炭黑、钛白粉、氧化铁颜料中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，增塑剂选自偏苯三酸酯、脂肪酸酯增塑剂、聚酯增塑剂和环氧大豆油中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物，其中，稳定剂为苯并三唑类紫外吸收剂、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、亚磷酸酯、季戊四醇、木糖醇、甘露醇中的一种或多种组合；抗结剂选自硅酸盐、磷酸三钙和无定形二氧化硅中的一种或多种组合。
8.权利要求1-7任一项所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的制备方法，该制备方法包括：
将聚氯乙烯基粉、稳定剂、颜料、抗菌剂混合，搅拌混合20min-30min；
以3℃/min-10℃/min的速率升温至100℃-120℃，加入增塑剂，继续搅拌15min-20min；
停止加热并降温至50℃-60℃，加入抗结剂，直至温度降低到室温，得到抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物。
9.权利要求1-7任一项所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物的应用，该抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物用于搪塑成型。
10.一种汽车内饰，该汽车内饰的原料中含有权利要求1-7任一项所述的抗菌聚氯乙烯搪塑粉组合物。
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