CN112175342A - 一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法，该高效释放负离子抗菌免喷涂材料，按照重量份数计，其包含以下各组分：基体树脂60～90份、珠光颜料2～10份、负离子释放剂1～10份、抗菌剂0～5份、分散剂1～5份、相容剂1～5份、偶联剂0.5～2份、抗氧剂0.01～1份。其中负离子释放剂的制备方法为：取蒸馏水和电气石粉于三口杯中，冷水浴中搅拌，取四氯化钛储备液滴入混合液中；将硫酸铵溶液及盐酸混合后滴加到反应体系，混合搅拌，升温并保温；调节混合液pH值，反应1～5h后，将反应液抽滤干燥、烘干、煅烧，冷却制得。本发明同时提供了高效释放负离子抗菌免喷涂材料的制备方法。本发明可广泛应用于高分子材料技术领域。

Description

一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法。
背景技术
低碳环保、节能减排是当今世界发展的重要议题之一，家电、汽车、医疗器械等外观件，为了获得绚丽多彩的外观，通常在塑料基材的表面通过喷漆的方式达到亮丽、美观、特殊的外观效果，但是喷涂工艺存在工序复杂、成本高、污染环境、危害身体健康、成品率低、难以回收等缺点。免喷涂技术应运而生，免喷涂技术是通过向树脂基材中添加特殊效果颜料，如铝粉、铜粉、珠光粉等，通过特殊配套相容技术改性，直接注塑成型即不需要喷涂油漆，相比喷涂产品，它具有容易成型、成品率高、成本低、可回收、不产生污染环境和人身健康等有毒物质的优点，符合当今世界的发展趋势。
负离子是空气中一种带负电荷的气体离子，不仅能促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，有助于调节人体生理机能，消除疲劳，改善心脑血管疾病症状，提高人体免疫力等，具有显著的保健效果，因此它又被称为"空气维生素"。电气石由于自极化效应使得电气石具有一些环境功能性，如在无源条件下可产生负离子，使得电气石成为一种天然负离子发生器。能量变换原理为：电气石由于温度和压力发生变化引起的电气石晶体之间的电势差，这种静电电压差可以高达1.0×106eV，能使其周围空气中的水分子发生微弱的电解作用；氢离子由电气石电极之间的微弱电流中得到电子2H++2e-→H2↑，氢氧根离子与水分子结合形成空气负离子，OH+nH2→O---H(H2O)n。电气石负离子释放量随粒径减小而增高，随着粒径减小，表面能增大极易发生团聚，影响负离子释放量。
纳米二氧化钛是一种永久性维持抗菌效果的抗菌剂，具有如下特点：(1)对人体安全无毒，对皮肤无刺激性；(2)抗菌能力强，抗菌范围广；(3)无臭味、怪味，气味小；(4)耐水洗，储存期长；(5)热稳定性好，高温下不变色，不分解，不挥发，不变质；(6)即时性好，纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果，而普通抗菌剂需要24h。
纳米二氧化钛的抗菌原理：纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。TiO2的电子结构特点有一个满的价带和一个空的导带,在水和空气的体系中,纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线照射下,当电子能量达到或超过其带隙能时,电子就可从价带激发跃迁到导带,同时在价带产生相应的空穴,即生成电子、空穴对,在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面的不同位置,发生一系列反应：
TiO2+hν--e+h
H2O+h--·OH+H
O2+e——O2·
O2·+H——HO2·
2HO2·——O2+H2O2
H2O2+O2·——·OH+OH+O2
吸附溶解在TiO2表面的氧俘获电子形成O2·,生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化),同时能与细菌内的有机物反应,生成CO2和H2O；而空穴则将吸附在TiO2表面的OH和H2O氧化成·OH,·OH有很强的氧化能力,攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基,激发链式反应,最终致使细菌分解。二氧化钛的杀菌作用在它的量子尺寸效应,虽然钛白粉也有光催化作用,也能够产生电子、空穴对,但其到达材料表面的时间在微秒级以上，极易发生复合,很难发挥抗菌效果，而纳米级TiO2,受光激发的电子、空穴从体内迁移至材料表面只需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间,光生电子与空穴的复合在纳秒级,能很快迁移到表面,攻击细菌有机体,起到抗菌作用,所以延长电子空穴对的复合时间、降低电子空穴对的复合频率，增加迁移到材料表面的电子空穴对数量，抗菌效果越明显。
随着科技和生活水平提高，人们对材料性能要求越来越高，多功能材料将在今后的市场竞争者占据主导地位。因此，开发一种具有释放负离子抗菌免喷涂材料具有重大的经济效益和社会价值，可广泛应用于家电、家装、汽车、医疗等领域。
发明内容
本发明就是为了解决上述背景技术中不足，提供了一种具有高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法。
为此，本发明提供了一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，按照重量份数计，包含以下各组分：
Figure BDA0002704809440000031
优选地，负离子释放剂的制备方法为：取蒸馏水300mL加入电气石粉5～20g于三口杯中，冷水浴中搅拌2～10min，取1～5.0moL/L四氯化钛储备液，用恒流泵滴入混合液中；将1～5mol/L配制的硫酸铵溶液及盐酸混合后滴加到反应体系，混合搅拌后，升温至50～100℃并保温0.5～3h；用氨水和水的体积比为1:(2～5)来调节混合液pH值至4～7，反应1～5h后，将反应液抽滤干燥、80～150℃下烘干，500～900℃煅烧1～5h，冷却制得粒径为100～300nm的负离子释放剂。
优选地，基体树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酮(POK)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或多种。
优选地，珠光颜料为人造云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料中的一种或多种。
优选地，抗菌剂为二氧化钛、氧化铜、氧化银中的一种或几种，抗菌剂的粒径为100～300nm。
优选地，分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺、褐煤蜡中的一种或多种；
优选地，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种；
优选地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中一种或多种。
优选地，相容剂为马来酸酐接枝POE、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
同时，本发明提供了一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料的制备方法，具体包含以下步骤:
(1)准备以下重量组份的原料：基体树脂60～90份、珠光颜料2～10份、负离子释放剂1～10份、抗菌剂0～5份、分散剂1～5份、相容剂1～5份、偶联剂0.5～2份、抗氧剂0.01～1份；
(2)将基体树脂进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将基体树脂与相容剂加入高速混料机，混合均匀；
(3)将珠光颜料、负离子释放剂、抗菌剂、抗氧剂、分散剂、偶联剂加入高速捏合机中分散均匀；
(4)将步骤(2)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(3)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度200～280℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明首次将免喷涂材料与负离子释放材料、抗菌材料复合，制备的复合材料不仅具有免喷涂材料的外观质感还可以高效释放负离子并且具有优异的抗菌效果。
(2)本发明提供的高效负离子抗菌剂是采用水解沉淀法将纳米二氧化钛负载在电气石表面，有效避免了纳米二氧化钛、纳米电气石粉团聚，保留其纳米尺寸，充分发挥其抗菌、释放负离子效果，而且由于纳米电气石与纳米二氧化钛复合具有协同作用，大大提高了材料抗菌、释放负离子效果。其作用机理：一方面，电气石自极化效应形成的天然永久电场，将纳米二氧化钛形成的电子空穴对进行有效分离，避免电子空穴对快速复合，大大提高了抗菌效果；另一方面，纳米二氧化钛形成的电子空穴对，不断地向电气石电场两极转移，使电气石间静电压差增大，对空气中水分子电解作用增强，释放负离子增多。
(3)本发明中的双真空设计排除了由于高温、蒸汽对颜料的影响，改善颜填料、功能助剂粘连、团聚，改善颜填料、功能助剂的分散，减小颜填料、功能助剂对产品光泽度的影响。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。
实施例1
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300mL加入电气石粉5g于三口杯中，冷水浴中搅拌2min，取1.0mol/L四氯化钛储备液1mL，用恒流泵滴入混合液中；将配制的1mol/L硫酸铵溶液5mL及盐酸3mL混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至50℃并保温0.5h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：2调节混合液pH值至4，反应1h后，将反应液抽滤干燥，80℃下烘干，500℃煅烧5h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)40份、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)40份、二氧化硅涂覆珠光颜料5份、负离子释放剂6份、氧化铜1份、马来酸酐接枝POE 3份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2份、乙烯双硬酯酰胺5份、钛酸酯偶联剂1份、抗氧剂1076 0.1份、抗氧剂168 0.1份。
(3)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将二氧化硅涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化铜、抗氧剂1076、抗氧剂168、乙烯双硬酯酰胺、钛酸酯偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将所述步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将所述步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度200℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
实施例2
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300ml加入电气石粉20g于三口杯中，冷水浴中搅拌10min，取5.0mol/L四氯化钛储备液1mL，用恒流泵滴入混合液中；将配制的5mol/L硫酸铵溶液5mL及盐酸3ml混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至100℃并保温1h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：5调节混合液pH值至7，反应2h后，将反应液抽滤干燥，150℃下烘干，900℃煅烧1h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)50份、聚碳酸酯(PC)40份，硅酸铝盐涂覆珠光颜料4份、负离子释放剂2份、氧化银3份、褐煤蜡2份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.1份。
(3)将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)与乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将硅酸铝盐涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化银、抗氧剂1010、抗氧剂168、褐煤蜡、硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度220℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
实施例3
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300ml加入电气石粉15g于三口杯中，冷水浴中搅拌6min，取2.0mol/L四氯化钛储备液1mL，用恒流泵滴入混合液中；将配制的3mol/L硫酸铵溶液5mL及盐酸3ml混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至70℃并保温1h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：3调节混合液pH值至4.5，反应2h后，将反应液抽滤干燥，103℃下烘干，550℃煅烧2h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：聚酰胺(PA)85份、硼酸铝盐涂覆珠光颜料2份、负离子释放剂6份、氧化铜3份、乙撑双脂肪酸酰胺3份、褐煤蜡1份、马来酸酐接枝POE 2份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂1076 0.8份、抗氧剂168 0.2份。
(3)将聚酰胺(PA)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将聚酰胺(PA)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将硼酸铝盐涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化铜、抗氧剂1076、抗氧剂168、乙撑双脂肪酸酰胺、褐煤蜡、硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将所述步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度240℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
实施例4
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300ml加入电气石粉10g于三口杯中，冷水浴中搅拌4min，取4.0mol/L四氯化钛储备液1mL，用恒流泵滴入混合液中；将配制的2mol/L硫酸铵溶液5mL及盐酸3mL混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至70℃并保温1h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：3调节混合液pH值至4.7，反应2h后，将反应液抽滤干燥，103℃下烘干，550℃煅烧2h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)70份、人造云母涂覆珠光颜料2份、硼酸铝盐涂覆珠光颜料6份、负离子释放剂8份、氧化银5份、乙烯双硬酯酰胺3份、马来酸酐接枝POE 2份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物2份、钛酸酯偶联剂2份、抗氧剂10100.4份、抗氧剂168 0.2份。
(3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将人造云母涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化银、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙烯双硬酯酰胺、钛酸酯偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度260℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
实施例5
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300ml加入电气石粉10g于三口杯中，冷水浴中搅拌8min，取3.0mol/L四氯化钛储备液1mL，以1mL/min的滴定速度用恒流泵滴入混合液中；将配制的1.5mol/L硫酸铵溶液5mL及盐酸3mL混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至70℃并保温1h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：3调节混合液pH值至4.3，反应2h后，将反应液抽滤干燥，103℃下烘干，550℃煅烧2h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：聚丙烯(PP)60份、人造云母涂覆珠光颜料2份、硅酸铝盐涂覆珠光颜料5份、负离子释放剂10份、氧化铜1份、氧化银1份、乙撑双脂肪酸酰胺2份、乙烯双硬酯酰胺2份、马来酸酐接枝POE 1份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂3份、抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂1010 0.3份。
(3)将聚丙烯(PP)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将聚丙烯、和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将人造云母涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化铜、氧化银、抗氧剂1076、抗氧剂1010、乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺和硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度280℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
实施例6
制备一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：取蒸馏水300ml加入电气石粉10g于三口杯中，冷水浴中搅拌3min，取3.0mol/L四氯化钛储备液1mL，以1mL/min的滴定速度用恒流泵滴入混合液中；将配制的1.5mol/L硫酸铵溶液5m及盐酸3ml混合后滴加到反应体系，混合搅拌10min后，升温至70℃并保温1h；用VNH3·H2O/VH2O＝1：3调节混合液pH值至4.3，反应2h后，将反应液抽滤干燥，103℃下烘干，550℃煅烧2h，冷却至室温，制备粒径为100～300nm的负离子释放剂。
(2)准备以下重量组份的原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)50份、聚酮(POK)40份、人造云母涂覆珠光颜料4份、硅酸铝盐涂覆珠光颜料2份、负离子释放剂8份、氧化银3份、乙撑双脂肪酸酰胺2份、乙烯双硬酯酰胺1份、马来酸酐接枝POE 1份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份。
(3)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)和聚酮(POK)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚酮(POK)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将人造云母涂覆珠光颜料、负离子释放剂、氧化银、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺和硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度240℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
对照组1
制备一种抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)准备以下重量组份的原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)50份、聚酮(POK)40份、人造云母涂覆珠光颜料4份、硅酸铝盐涂覆珠光颜料2份、电气石粉8份、氧化银3份、乙撑双脂肪酸酰胺2份、乙烯双硬酯酰胺1份、马来酸酐接枝POE 1份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份。
(2)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份和聚酮(POK)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份、聚酮(POK)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(3)将人造云母涂覆珠光颜料、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、电气石粉、氧化银、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺和硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(4)将步骤(2)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(3)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度240℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成抗菌免喷涂材料。
对照组2
制备一种抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)准备以下重量组份的原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)50份、聚酮(POK)40份、人造云母涂覆珠光颜料4份、硅酸铝盐涂覆珠光颜料2份、电气石粉8份、二氧化钛2份、氧化银3份、乙撑双脂肪酸酰胺2份、乙烯双硬酯酰胺1份、马来酸酐接枝POE 1份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份。
(2)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份和聚酮(POK)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份、聚酮(POK)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(3)将人造云母涂覆珠光颜料、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、电气石粉、二氧化钛、氧化银、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺和硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(4)将步骤(2)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(3)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度240℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成抗菌免喷涂材料。
对照组3
制备一种抗菌免喷涂材料，包括以下步骤：
(1)负离子释放剂制备：同实施例6。
(2)准备以下重量组份的原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)50份、聚酮(POK)40份、人造云母涂覆珠光颜料4份、硅酸铝盐涂覆珠光颜料2份、负离子释放剂8份、乙撑双脂肪酸酰胺2份、乙烯双硬酯酰胺1份、马来酸酐接枝POE 1份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物1份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份。
(3)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份和聚酮(POK)进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)份、聚酮(POK)、马来酸酐接枝POE和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物加入高速混料机，混合均匀。
(4)将人造云母涂覆珠光颜料、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、负离子释放剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺和硅烷偶联剂加入高速捏合机中分散均匀。
(5)将步骤(3)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将步骤(4)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度240℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成抗菌免喷涂材料。
下面通过具体试验报告来进一步说明本发明的高效释放负离子抗菌免喷涂材料的性能。
1.对象和方法
(1)受试物：按本发明实施例1～实施例6所给的制备方法生产出的高效释放负离子抗菌免喷涂材料作为试验样品；对照组1～对照组3所给制备方法生产出的抗菌免喷涂材料作为对照样品，其中，对照组1～对照组3所给的方法与实施例6相同，且与实施例6相比仅为原料组分不同，对照组1用电气石替代负离子释放剂，对照组2用电气石替代负离子释放剂，并加入了二氧化钛，对照组3未加入抗菌剂。
(2)试验方法：
抗菌率测试方法：将实施例1～实施例6的试验样品和对照组1～对照组3的对照样品注塑成3.0cm×3.0cm样板，分别进行灭菌处理。分别在实施例1～实施例6的样板与对照组1～对照组3样板上滴加100μL细菌培养液，均匀涂布。分别在有光和无光条件下作用4h，用无菌镊分别将实施例样板与对照组样板投入试管中充分混匀，适当稀释。然后取稀释液置于平皿，用40～45℃的营养琼脂培养基15mL作倾注，转动平皿，使其充分均匀，琼脂凝固后翻转平皿，于37℃培养48h，作活菌菌落计数。试验重复三次。按下式计算抗菌率：
A-对照样品平均菌落数；
B-实验样品平均菌落数；
C-抗菌率％；
C＝(A-B)/A×100％，检测结果见表1。
负离子释放量测试方法：根据国标JC T1016-2006进行测试，检测结果见表1。
2.试验项目与结果
表1实施例1～6和对照组1～3的测试数据如下：
Figure BDA0002704809440000131
Figure BDA0002704809440000141
实验结论：从表1测试数据可以看出，采用本发明的技术手段可以制备出光泽度高、负离子释放量高、抑菌的免喷涂材料。
其中，实施例6配方以及工艺参数最优，负离子释放能量可达2200个/立方厘米，且在有光或无光的条件下，抗菌率≥97％。
对照组1～对照组3所给的制备方法与实施例6相同，且与实施例6相比仅为原料组分不同，对照组1用电气石替代负离子释放剂，对照组2用电气石替代负离子释放剂，并加入了二氧化钛，对照组3未加抗菌剂。
对照组1与实施例6比较可以看出，采用负离子释放剂比单纯的加入电气石粉有更高的负离子释放量且在有光条件下有较好的抗菌效果；对照组2与实施例6相比可以看出，电气石与纳米二氧化钛简单物理共混并没有明显提高负离子释放量，抗菌效果提升不大；对照组3与实施例6比较可以看出，纳米氧化银的加入保证了材料在无光条件下的抗菌效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，按照重量份数计，包含以下各组分：
Figure FDA0002704809430000011
2.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述负离子释放剂的制备方法为：取蒸馏水300mL加入电气石粉5～20g于三口杯中，冷水浴中搅拌2～10min，取1～5.0moL/L四氯化钛储备液，用恒流泵滴入混合液中；将1～5mol/L配制的硫酸铵溶液及盐酸混合后滴加到反应体系，混合搅拌后，升温至50～100℃并保温0.5～3h；用氨水和水的体积比为1:(2～5)来调节混合液pH值至4～7，反应1～5h后，将反应液抽滤干燥、80～150℃下烘干，500～900℃煅烧1～5h，冷却制得粒径为100～300nm的负离子释放剂。
3.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的基体树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酮(POK)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的珠光颜料为人造云母涂覆珠光颜料、二氧化硅涂覆珠光颜料、硅酸铝盐涂覆珠光颜料、硼酸铝盐涂覆珠光颜料中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的抗菌剂为二氧化钛、氧化铜、氧化银中的一种或几种，所述抗菌剂的粒径为100～300nm。
6.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯双硬酯酰胺、褐煤蜡中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中一种或多种。
9.根据权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝POE、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
10.一种如权利要求1所述的高效释放负离子抗菌免喷涂材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤:
(1)准备以下重量组份的原料：基体树脂60～90份、珠光颜料2～10份、负离子释放剂1～10份、抗菌剂0～5份、分散剂1～5份、相容剂1～5份、偶联剂0.5～2份、抗氧剂0.01～1份；
(2)将基体树脂进行烘干，保证水分含量小于0.01％，将基体树脂与相容剂加入高速混料机，混合均匀；
(3)将珠光颜料、负离子释放剂、抗菌剂、抗氧剂、分散剂、偶联剂加入高速捏合机中分散均匀；
(4)将所述步骤(2)中混合好的原料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将所述步骤(3)中混合好的原料从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，在侧位前区加一个抽真空装置，采用双真空方式共混挤出，加工温度200～280℃，挤出物料经过水冷、吹干、切粒制成高效释放负离子抗菌免喷涂材料。
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