CN114805934A - 一种抗菌级abs塑料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体关于一种抗菌级ABS塑料的制备方法；目前常用的塑料用抗菌剂主要包括无机类、有机小分子类、高分子类，存在易变色，制造困难，工艺复杂，生产过程中涉及重金属离子易对环境产生污染等缺点；载银无机抗菌剂具有高效、广谱和长效抗菌性，以及耐热性好、安全性高等特点，是添加在ABS中的首选抗菌剂；变色抑制剂的添加可有效地防止抗菌ABS塑料的变色，提高抗菌性能；添加抗菌母粒后ABS塑料具有高效、广谱和长效抗菌性能，抗菌率高达99.41％；经表面处理的载银无机抗菌剂能均匀分散于ABS基体中，对抗菌ABS塑料的力学性能影响很小。

Description

一种抗菌级ABS塑料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是一种抗菌级ABS塑料的制备方法。
背景技术
用于制造抗菌日用品的抗菌塑料是具有抑菌或杀菌作用的新型功能高分子材料。这些材料以PE、PP、PVC、ABS等大品种塑料为基体,可制成家用冰箱内衬、儿童玩具、饮水机、食品包装膜、纤维、涂料、文具、供水管道等，以及具有抗菌功能的电话机、电脑键盘、鼠标器、电梯按扭、电器开关等触摸频繁的共用物品。用抗菌功能塑料及其合金制成的塑料制品具有自洁功能,用于医院等特殊场合时,可减少消毒次数。因此，抗菌产品能为保护人类健康树起一道绿色屏障,对减少疾病的传播是十分有益的。
CN202110659027.1：本发明适用塑料技术领域，提供一种抗菌ABS塑料及其制备方法，所述抗菌ABS塑料包括以下组分：ABS塑料母粒、疏水化改性壳聚糖、抗菌剂、抗氧剂、交联剂、聚碳酸酯。本发明实施例中通过疏水化改性壳聚糖作为抗菌剂的载体，可对抗菌剂进行包覆，且缓慢释放，利于长效抗菌的进行；本发明实施例中通过包埋抗菌剂的改性壳聚糖-三聚磷酸铵纳米微球进行辐照交联处理，可增强本发明实施例中抗菌剂的耐热性，由于聚碳酸酯与ABS塑料之间具有良好的相容性，从而利于抗菌剂与ABS塑料进行充分均匀的混合；解决了现有ABS塑料中的有机抗菌剂不耐热，抗菌不持久的问题。
CN202011409584.X：本发明公开了一种抗菌ABS塑料，包括以下重量份原料制成：ABS树脂90-120份、聚氨酯季铵盐3-5份、增塑剂3-5份、助剂3-5份；其制备方法包括以下步骤：超支化季铵盐的制备；原料的熔融共混；一种抗菌ABS塑料挤出造粒。且本发明通过对小分子抗菌剂季铵盐和超支化聚合物反应，在季铵盐的分子结构中引入树枝状分子，获得树枝状季铵盐高分子抗菌剂，且该高分子季铵盐具有良好的流体力学行为，能够在ABS树脂中很好地分散，且因具有高官能度，其分子链能够与ABS树脂发生化学键合，克服了小分子季铵盐作为抗菌剂的热稳定性低的缺点，增强了ABS树脂的抗菌性及抗菌的稳定性，且对人体安全无害。
CN201910207990.9：一种抗菌复合材料，由以下重量份数的组分制备而成：ABS树脂120-140份，载银抗菌剂4-10份，硅烷偶联剂1-5份，反应剂1-3份，扩散油、相容剂、抗氧化剂等其他助剂4-10份。所述抗菌材料主要经过抗菌剂预处理之后制备抗菌母粒再通过层压法制备得到。首先是KH550溶于有机溶剂在HAC的作用下分解再与载银抗菌剂的载体相结合得到预处理的抗菌剂，然后再将抗菌剂、ABS、相容剂和抗氧化剂和扩散油等其他助剂一起混合均匀再加到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抗菌母粒。最后通过层压法制备得到抗菌复合材料。本发明的抗菌塑料抗菌性能强，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、力学性能优异等优点。
以上专利及现有技术，采用的塑料用抗菌剂主要包括无机类、有机小分子类、天人分子类和高分子类，其中，无机类抗菌剂的特点表现为耐热性好，抗菌谱广，不易产生耐药性，但是存在易变色，制造困难，工艺复杂，生产过程中涉及重金属离子易对环境产生污染；有机小分子类的特点表现在杀菌速度快，加工方便，颜色稳定从好，但是存在耐热性差，易在溶剂环境中析出而失效，易产生耐药性，分解产物经常有毒，危害人身体健康；天然抗菌剂的特点表现在抗菌效率高，安全无毒，但是存在加工困难，耐热性差，来源受限；高分子抗菌剂的特点表现在长效，抗菌谱广，刺激性小，结构多样，种类丰富，能够有效克服上述三种抗菌剂的缺点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
按照质量份数，称取20-30份抗菌ABS母粒、50-75份ABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
本发明还提供了，所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
按照质量份数，称取25-35份ABS树脂、0.2-1份载银无机抗菌剂、0.1-0.5份表面处理剂处理、2-5份分散剂、1-3份变色抑制剂、0.2-0.8份光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
进一步的，所述的ABS树脂先在80-100℃的温度下干燥1-2h。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂先在90-100℃下干燥3-4h。
进一步的，所述的表面处理剂为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂或超分散剂。
进一步的，所述的分散剂为PE蜡或硬脂酸或硬脂酸锌或表面活性剂。
进一步的，所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
本发明还提供了，所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：按照质量份数，将10-15份双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，100-120份溶剂，25-31份丙烯酸锌，2-5份三乙胺加入搅拌釜中，在65-75℃下搅拌0.5-2h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2000-2400份沸水，200-250份水滑石，在80-95℃下继续搅拌2-5h，抽滤、洗涤后于80-95℃真空干燥至恒重，再加入13-17份单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
进一步的，所述的溶剂为甲苯。
本发明创新点在于：
双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐与丙烯酸锌发生氨基-烯烃迈克尔加成反应，得到的化合物插层到水滑石中，提高了抑制变色的能力。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
抗菌性能测试参照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2591-2003(抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果)中的抗菌材料(制品)膜覆盖方法。
实施例1
一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
称取20g抗菌ABS母粒、50gABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
本发明还提供了，所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
称取25gABS树脂、0.2g载银无机抗菌剂、0.1g表面处理剂处理、2g分散剂、1g变色抑制剂、0.2g光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
进一步的，所述的ABS树脂先在80℃的温度下干燥1h。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂先在90℃下干燥3h。
进一步的，所述的表面处理剂为铝酸酯偶联剂。
进一步的，所述的分散剂为PE蜡。
进一步的，所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
本发明还提供了，所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：将10g双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，100g溶剂，25g丙烯酸锌，2g三乙胺加入搅拌釜中，在65℃下搅拌0.5h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2000g沸水，200g水滑石，在80℃下继续搅拌2h，抽滤、洗涤后于80℃真空干燥至恒重，再加入13g单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
进一步的，所述的溶剂为甲苯。
实施例2
一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
称取24g抗菌ABS母粒、55gABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
本发明还提供了，所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
称取28gABS树脂、0.5g载银无机抗菌剂、0.2g表面处理剂处理、3g分散剂、2g变色抑制剂、0.4g光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
进一步的，所述的ABS树脂先在85℃的温度下干燥1.5h。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂先在95℃下干燥3.5h。
进一步的，所述的表面处理剂为钛酸酯偶联剂。
进一步的，所述的分散剂为硬脂酸。
进一步的，所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
本发明还提供了，所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：将12g双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，105g溶剂，27g丙烯酸锌，3g三乙胺加入搅拌釜中，在68℃下搅拌1h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2100g沸水，210g水滑石，在85℃下继续搅拌3h，抽滤、洗涤后于85℃真空干燥至恒重，再加入14g单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
进一步的，所述的溶剂为甲苯。
实施例3
一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
称取28g抗菌ABS母粒、70gABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
本发明还提供了，所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
称取32gABS树脂、0.8g载银无机抗菌剂、0.4g表面处理剂处理、4g分散剂、2g变色抑制剂、0.6g光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
进一步的，所述的ABS树脂先在95℃的温度下干燥1.5h。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂先在95℃下干燥3.5h。
进一步的，所述的表面处理剂为钛酸酯偶联剂。
进一步的，所述的分散剂为硬脂酸锌
进一步的，所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
本发明还提供了，所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：将14g双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，115g溶剂，29g丙烯酸锌，4g三乙胺加入搅拌釜中，在72℃下搅拌1.5h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2300g沸水，240g水滑石，在92℃下继续搅拌4h，抽滤、洗涤后于90℃真空干燥至恒重，再加入16g单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
进一步的，所述的溶剂为甲苯。
实施例4
一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
称取30g抗菌ABS母粒、75gABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
本发明还提供了，所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
称取35gABS树脂、1g载银无机抗菌剂、0.5g表面处理剂处理、5g分散剂、3g变色抑制剂、0.8g光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
进一步的，所述的ABS树脂先在100℃的温度下干燥2h。
进一步的，所述的载银无机抗菌剂先在100℃下干燥4h。
进一步的，所述的表面处理剂为超分散剂。
进一步的，所述的分散剂为表面活性剂。
进一步的，所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
本发明还提供了，所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：将15g双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，120g溶剂，31g丙烯酸锌，5g三乙胺加入搅拌釜中，在75℃下搅拌2h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2400g沸水，250g水滑石，在95℃下继续搅拌5h，抽滤、洗涤后于95℃真空干燥至恒重，再加入17g单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
进一步的，所述的溶剂为甲苯。
对比例1
不加入变色抑制剂，其它同实施例3；
对比例2
不加入ABS母粒，其它同实施例3；
对比例3
不加入双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，其它同实施例3；
抗菌率/％
实施例1 98.35
实施例2 98.97
实施例3 99.41
实施例4 99.26
对比例1 65.32
对比例2 75.31
对比例3 77.56
本发明与现有技术相比，本发明的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，变色抑制剂的添加可有效地防止抗菌ABS塑料的变色，提高抗菌性能；添加抗菌母粒后ABS塑料具有高效、广谱和长效抗菌性能，抗菌率高达99.41％；经表面处理的载银无机抗菌剂能均匀分散于ABS基体中，对抗菌ABS塑料的力学性能影响很小。

Claims (10)

1.一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其操作步骤为：
按照质量份数，称取20-30份抗菌ABS母粒、50-75份ABS，混合均匀后，加入注塑机，注塑，得到抗菌级ABS塑料。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的抗菌ABS母粒的制备方法为：
按照质量份数，称取25-35份ABS树脂、0.2-1份载银无机抗菌剂、0.1-0.5份表面处理剂处理、2-5份分散剂、1-3份变色抑制剂、0.2-0.8份光稳定剂，高速混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到抗菌ABS母粒。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的载银无机抗菌剂为载银磷酸锆超细粉体，D50为0.5μm，D90为1.8μm，含银量为4.1％。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的ABS树脂先在80-100℃的温度下干燥1-2h。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的载银无机抗菌剂先在90-100℃下干燥3-4h。
6.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的表面处理剂为铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂或超分散剂。
7.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为PE蜡或硬脂酸或硬脂酸锌或表面活性剂。
8.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的光稳定剂为紫外线吸收剂UV-326。
9.根据权利要求2所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的变色抑制剂的制备方法为：
S1：按照质量份数，将10-15份双(1H-苯并三唑-5-胺)硫酸盐，100-120份溶剂，25-31份丙烯酸锌，2-5份三乙胺加入搅拌釜中，在65-75℃下搅拌0.5-2h，蒸馏除去溶剂；
S2：在反应釜中加入2000-2400份沸水，200-250份水滑石，在80-95℃下继续搅拌2-5h，抽滤、洗涤后于80-95℃真空干燥至恒重，再加入13-17份单硬脂酸甘油酯，混合均匀后，得到变色抑制剂。
10.根据权利要求9所述的一种抗菌级ABS塑料的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为甲苯。
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