CN111748214A - 一种抗菌型abs塑料制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料制品技术领域，公开了一种抗菌型ABS塑料制备工艺，该工艺包括以下步骤：将水性树脂、再生ABS颗粒、硅烷偶联剂进行均匀混合，得混合物A，再将环保抗菌剂、抗静电剂、无机氧化剂、环保填充剂和复合色泽抑制剂进行混合搅拌，得混合物B；再将混合物B与混合物A搅拌混合后，干燥处理，通过双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，制得抗菌母粒，再把抗菌母粒经过高温熔融后，通过注塑机加工，注塑成ABS塑料。本设计的抗菌性ABS塑料，具有较强的抗菌性，以活性炭为载体，采用纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌的协同作用，使得ABS塑料具有高强度的杀菌抑菌性能，提高了ABS塑料的环保性、耐用性以及光泽性，成本低、无毒无害。

Description

一种抗菌型ABS塑料制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料制品技术领域，具体是一种抗菌型ABS塑料制备工艺。
背景技术
ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料，ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
随着社会的发展，ABS塑料于日常生活中的应用也越来越多，为了追求高质量、环保健康的生活，人们对ABS塑料制品的环保型由其关注，所以抗菌型家用电器的需求日益上涨，以及国家对循环经济和资源再利用的大力倡导，极大的刺激了抗菌、绿色环保材料的发展。日常生活中，适宜的温度和湿度等外部环境容易使细菌在ABS塑胶制品中滋生感染，因此，针对抗菌性环保ABS塑料的制备效率也是日渐提升，但是现有工艺制备的抗菌型ABS塑料，虽具有一定的抗菌性，但是其环保性较差，可回收性较低，而且长时间的使用，ABS塑料的色泽性和耐用性有待提高。因此，本领域技术人员提供了一种抗菌型ABS塑料制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌型ABS塑料制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗菌型ABS塑料制备工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、将一定量的水性树脂、再生ABS颗粒、硅烷偶联剂放入不锈钢混合罐内进行均匀混合15-30min，转速为2000～3000r/min，温度控制在70-90℃，得混合物A；
S2、再将环保抗菌剂、抗静电剂、无机氧化剂、环保填充剂和复合色泽抑制剂进行混合搅拌15-20min，转速为1500～2000r/min，温度控制在50-80℃，得混合物B；
S3、将上述所得的混合物B加入到混合物A中，再次进行搅拌混合，时间为20-40min，温度在70-90℃，均匀混合后，放入干燥箱内进行干燥处理，得混合原料；
S4、再将上述所得的混合原料通过双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，制得抗菌母粒，然后再把抗菌母粒经过高温熔融后，通过注塑机加工，注塑成所需样式的ABS塑料；
所述ABS塑料的原料按重量份组分为：水性树脂30-50份、再生ABS颗粒20-40份、硅烷偶联剂1-5份、分散剂0.5-2份、增塑剂10-15份、环保抗菌剂8-10份、抗静电剂5-10份、无机氧化剂1-5份、环保填充剂2-10份、复合色泽抑制剂2-5份。
作为本发明进一步的方案：所述再生ABS颗粒是由废弃家用电器、日用品、机械上的小部件或汽车用ABS塑胶经破碎、清洗、干燥、挤出、造粒工序制备而成，且再生ABS颗粒的金属含杂量小于0.5％。
作为本发明再进一步的方案：所述复合色泽抑制剂为唑类衍生物剂和苯胺类剂配置而成的复合物，其中唑类衍生物剂为2-疏基苯并噻唑、苯并噻唑、苯丙咪唑、丙苯三唑和氨基三唑种的一种，苯胺类剂为邻甲基苯胺、乙酰邻甲基苯胺、乙氧基甲基苯胺和氯甲基苯胺种的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述无机氧化剂为氧化钙、氧化镁或氧化铝中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述环保填充剂按重量份组分为：植物纤维15-20份、果壳粉10-20份、谷壳粉5-10份、云母粉1-5份、秸秆灰30-50份，该环保填充剂的制备方法为：将一定量的植物纤维、果壳粉、谷壳粉、云母粉和秸秆灰放入混料罐内进行充分混合均匀，然后再放入干燥箱内进行干燥处理后，即可制得环保填充剂。
作为本发明再进一步的方案：所述抗静电剂为聚氧乙烯共聚物、聚丙烯晴、聚噻吩中的一种或两种。
作为本发明再进一步的方案：所述环保抗菌剂按重量份组分为：纳米级氧化银10-20份、活性炭5-10份、纳米氧化锌8-15份、吡啶硫酮锌2-8份和水。
作为本发明再进一步的方案：所述环保抗菌剂的制备方法为以下步骤：
A、将活性炭通过碾磨制成粉末状，再将粉末状的活性炭和水置于超声机中，进行搅拌混合5-10min；
B、然后继续在上述活性炭搅拌条件下加入纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌，充分搅拌30-40min，即可制得环保抗菌剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，在实际应用过程中，本设计的抗菌性ABS塑料，具有较强的抗菌性，以活性炭为载体，采用纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌的协同作用，使得ABS塑料具有高强度的杀菌抑菌性能，而且环保填充剂配合无机氧化剂的运用，不仅可以提高ABS塑料的可回收性以及节能环保性，且成本低、无毒无害，应用更佳环保，同时进一步提高了ABS塑料成品的性能以及光泽性，同时配合复合色泽抑制剂的作用，可以确保ABS塑料制品在长久使用过程中，色泽的持久性以及耐用性。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种抗菌型ABS塑料制备工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、将一定量的水性树脂、再生ABS颗粒、硅烷偶联剂放入不锈钢混合罐内进行均匀混合15-30min，转速为2000～3000r/min，温度控制在70-90℃，得混合物A；
S2、再将环保抗菌剂、抗静电剂、无机氧化剂、环保填充剂和复合色泽抑制剂进行混合搅拌15-20min，转速为1500～2000r/min，温度控制在50-80℃，得混合物B；
S3、将上述所得的混合物B加入到混合物A中，再次进行搅拌混合，时间为20-40min，温度在70-90℃，均匀混合后，放入干燥箱内进行干燥处理，得混合原料；
S4、再将上述所得的混合原料通过双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，制得抗菌母粒，然后再把抗菌母粒经过高温熔融后，通过注塑机加工，注塑成所需样式的ABS塑料；
上述的，再生ABS颗粒是由废弃家用电器、日用品、机械上的小部件或汽车用ABS塑胶经破碎、清洗、干燥、挤出、造粒工序制备而成，且再生ABS颗粒的金属含杂量小于0.5％；
进一步的，复合色泽抑制剂为唑类衍生物剂和苯胺类剂配置而成的复合物，其中唑类衍生物剂为2-疏基苯并噻唑、苯并噻唑、苯丙咪唑、丙苯三唑和氨基三唑种的一种，苯胺类剂为邻甲基苯胺、乙酰邻甲基苯胺、乙氧基甲基苯胺和氯甲基苯胺种的一种；
无机氧化剂为氧化钙、氧化镁或氧化铝中的一种，抗静电剂为聚氧乙烯共聚物、聚丙烯晴、聚噻吩中的一种或两种。
实施例1
本发明制备工艺中ABS塑料的原料按重量份组分为：水性树脂30份、再生ABS颗粒20份、硅烷偶联剂2份、分散剂0.5份、增塑剂10份、环保抗菌剂8份、抗静电剂5份、无机氧化剂1份、环保填充剂4份、复合色泽抑制剂2份；
其中，环保填充剂按重量份组分为：植物纤维15份、果壳粉10份、谷壳粉5份、云母粉2份、秸秆灰30份，该环保填充剂的制备方法为：将一定量的植物纤维、果壳粉、谷壳粉、云母粉和秸秆灰放入混料罐内进行充分混合均匀，然后再放入干燥箱内进行干燥处理后，即可制得环保填充剂；
进一步的，环保抗菌剂按重量份组分为：纳米级氧化银10份、活性炭5份、纳米氧化锌8份、吡啶硫酮锌3份和水，其制备方法为以下步骤：将活性炭通过碾磨制成粉末状，再将粉末状的活性炭和水置于超声机中，进行搅拌混合5-10min，在活性炭搅拌条件下加入纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌，充分搅拌30-40min，即可制得环保抗菌剂。
实施例2
本发明制备工艺中ABS塑料的原料按重量份组分为：水性树脂50份、再生ABS颗粒40份、硅烷偶联剂5份、分散剂2份、增塑剂15份、环保抗菌剂10份、抗静电剂10份、无机氧化剂5份、环保填充剂10份、复合色泽抑制剂5份；
其中，环保填充剂按重量份组分为：植物纤维20份、果壳粉20份、谷壳粉10份、云母粉5份、秸秆灰50份，该环保填充剂的制备方法为：将一定量的植物纤维、果壳粉、谷壳粉、云母粉和秸秆灰放入混料罐内进行充分混合均匀，然后再放入干燥箱内进行干燥处理后，即可制得环保填充剂；
进一步的，环保抗菌剂按重量份组分为：纳米级氧化银20份、活性炭10份、纳米氧化锌15份、吡啶硫酮锌8份和水，其制备方法为以下步骤：将活性炭通过碾磨制成粉末状，再将粉末状的活性炭和水置于超声机中，进行搅拌混合5-10min，在活性炭搅拌条件下加入纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌，充分搅拌30-40min，即可制得环保抗菌剂。
实施例3
本发明制备工艺中ABS塑料的原料按重量份组分为：水性树脂40份、再生ABS颗粒30份、硅烷偶联剂3份、分散剂1份、增塑剂12份、环保抗菌剂9份、抗静电剂7份、无机氧化剂4份、环保填充剂5份、复合色泽抑制剂4份；
其中，环保填充剂按重量份组分为：植物纤维17份、果壳粉15份、谷壳粉8份、云母粉3份、秸秆灰35份，该环保填充剂的制备方法为：将一定量的植物纤维、果壳粉、谷壳粉、云母粉和秸秆灰放入混料罐内进行充分混合均匀，然后再放入干燥箱内进行干燥处理后，即可制得环保填充剂；
进一步的，环保抗菌剂按重量份组分为：纳米级氧化银15份、活性炭8份、纳米氧化锌13份、吡啶硫酮锌6份和水，其制备方法为以下步骤：将活性炭通过碾磨制成粉末状，再将粉末状的活性炭和水置于超声机中，进行搅拌混合5-10min，在活性炭搅拌条件下加入纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌，充分搅拌30-40min，即可制得环保抗菌剂。
对比实施例1
选用现有工艺制备ABS塑料。
实验一
①将本发明实施例1-3所采用的制备工艺制备的ABS塑料与对比实施例1所制备的ABS塑料进行对比实验，根据《ASTM D257绝缘材料滞留电阻或电导率的标准试验方法》对本发明实施例1-3和对比实施1进行抗静电测试，在温度为25℃，相对湿度55％的条件下，测得ABS塑料表面电阻率结果如下表所示：
Figure BDA0002586626620000061
由上表可知，本发明显著的降低了ABS塑料的表面电阻率，解决了由于ABS塑料的表面电阻率较大，产生的静电荷会在加工、运输、使用中引发吸附尘土、脱模困难、静电放电等问题，进一步增强了ABS塑料的性能；
实验二
②将本发明实施例1-3所采用的制备工艺制备的ABS塑料与对比实施例1所制备的ABS塑料进行对比实验；
参见《QB/T2591-2003》对实施例1-3和对比实施例1制备的ABS塑料进行抗菌性测试；
参见《ASTM-D256》对ABS塑料的冲击强度进行测试；
参见《ASTM-D638》对ABS塑料的拉伸强度进行测试；
参见《德国汽车工业联合会标准VDA277》的测试标准对ABS塑料的TVOC含量进行测试；具体测试数据如下表所示：
Figure BDA0002586626620000062
由上表可知，本发明采用的ABS塑料制备工艺，相对于对比实施例1的制备工艺所生产的ABS塑料的性能来看，本发明的抗菌率在98％-99.5％，具备良好的抗菌性以及低挥发性气味，同时ABS塑料的拉伸强度以及抗冲击强度更好，耐用性更久，综上所述，本发明设计的抗菌性ABS塑料，不仅具有较强的抗菌性和抗静电性，同时对于气味的挥发性低，产生的异味较小，同时环保性高，成本低、无毒无害，而且耐用性更久。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
S1、将一定量的水性树脂、再生ABS颗粒、硅烷偶联剂放入不锈钢混合罐内进行均匀混合15-30min，转速为2000～3000r/min，温度控制在70-90℃，得混合物A；
S2、再将环保抗菌剂、抗静电剂、无机氧化剂、环保填充剂和复合色泽抑制剂进行混合搅拌15-20min，转速为1500～2000r/min，温度控制在50-80℃，得混合物B；
S3、将上述所得的混合物B加入到混合物A中，再次进行搅拌混合，时间为20-40min，温度在70-90℃，均匀混合后，放入干燥箱内进行干燥处理，得混合原料；
S4、再将上述所得的混合原料通过双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，制得抗菌母粒，然后再把抗菌母粒经过高温熔融后，通过注塑机加工，注塑成所需样式的ABS塑料；
所述ABS塑料的原料按重量份组分为：水性树脂30-50份、再生ABS颗粒20-40份、硅烷偶联剂1-5份、分散剂0.5-2份、增塑剂10-15份、环保抗菌剂8-10份、抗静电剂5-10份、无机氧化剂1-5份、环保填充剂2-10份、复合色泽抑制剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述再生ABS颗粒是由废弃家用电器、日用品、机械上的小部件或汽车用ABS塑胶经破碎、清洗、干燥、挤出、造粒工序制备而成，且再生ABS颗粒的金属含杂量小于0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述复合色泽抑制剂为唑类衍生物剂和苯胺类剂配置而成的复合物，其中唑类衍生物剂为2-疏基苯并噻唑、苯并噻唑、苯丙咪唑、丙苯三唑和氨基三唑种的一种，苯胺类剂为邻甲基苯胺、乙酰邻甲基苯胺、乙氧基甲基苯胺和氯甲基苯胺种的一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述无机氧化剂为氧化钙、氧化镁或氧化铝中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述环保填充剂按重量份组分为：植物纤维15-20份、果壳粉10-20份、谷壳粉5-10份、云母粉1-5份、秸秆灰30-50份，该环保填充剂的制备方法为：将一定量的植物纤维、果壳粉、谷壳粉、云母粉和秸秆灰放入混料罐内进行充分混合均匀，然后再放入干燥箱内进行干燥处理后，即可制得环保填充剂。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述抗静电剂为聚氧乙烯共聚物、聚丙烯晴、聚噻吩中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述环保抗菌剂按重量份组分为：纳米级氧化银10-20份、活性炭5-10份、纳米氧化锌8-15份、吡啶硫酮锌2-8份和水。
8.根据权利要求7所述的一种抗菌型ABS塑料制备工艺，其特征在于，所述环保抗菌剂的制备方法为以下步骤：
A、将活性炭通过碾磨制成粉末状，再将粉末状的活性炭和水置于超声机中，进行搅拌混合5-10min；
B、然后继续在上述活性炭搅拌条件下加入纳米级氧化银、纳米氧化锌和吡啶硫酮锌，充分搅拌30-40min，即可制得环保抗菌剂。
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