CN114957899A - 一种抗菌增韧光扩散smma材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗菌增韧光扩散SMMA材料及其制备方法，包括SMMA、增韧剂、抗菌剂。本发明既能达到较好的韧性，也能产生较好的光扩散效果，具有良好的市场应用前景。

Description

一种抗菌增韧光扩散SMMA材料及其制备方法
技术领域
本发明属于抗菌材料领域，特别涉及一种抗菌增韧光扩散SMMA材料及其制备方法。
背景技术
苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)保留了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的高透明性和耐刮擦性，同时由于非极性苯乙烯组分的加入，降低了材料的极性和吸水率，使其在潮湿环境中具有更好的尺寸稳定性，因此SMMA的应用越来越广泛。但是其质脆，在安装和使用过程中受外力容易开裂。
通过在塑料中添加抗菌剂或光扩散剂，可以制备到抗菌材料或光扩散材料。但是如果想同时获得抗菌性能和光扩散性能，需要同时添加抗菌剂和光扩散剂，如专利CN202011172846所述，这种方案增加了操作工序和供应链管理工作量，同时由于引入光扩散剂会对材料的韧性产生影响。亦有专利CN112126152A使用了玻璃微球和磷酸盐抗菌剂复配来达到光扩散和抗菌的效果，但是所用的两个复配组分都是无机材料，会降低基材的韧性。
衡量光扩散材料的两个关键指标是透光率、雾度，透光率是指当光束穿过光散射材料后，剩余光通量与穿过之前光通量的比例，用于表征光散射材料的光利用效率。透光率越高，光散射材料的对光的利用效率则越高。雾度是指当光束穿过光散射材料时，偏离入射光2.5°方向的光通量和透射光的光通量之比。用于表征光散射材料的散射性能，雾度越高，表明光散射材料将点光源转化为面光源的能力越强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌增韧光扩散SMMA材料及其制备方法，该材料既能达到较好的韧性，也能产生较好的光扩散效果，使用简单，具有良好的市场应用前景。
本发明提供了一种抗菌增韧光扩散SMMA材料，按质量份数，包括如下组分：
SMMA 60-80份；
增韧剂 15-40份；
抗菌剂 0.1-1.5份；
其中，所述增韧剂为核壳橡胶；所述抗菌剂为玻璃载体抗菌剂；所述SMMA甲基丙烯酸甲酯单体含量在60wt％-75wt％之间。
所述核壳橡胶中核层是丙烯酸酯类橡胶或丁二烯类橡胶，壳层是接枝在核层外围的丙烯酸酯聚合物，核壳橡胶平均粒径在70-300nm，其中壳层厚度占橡胶直径的比例在5％-20％之间。
所述玻璃载体折射率为1.6-1.65，折射率可以使用阿贝折射仪进行测量。
所述玻璃载体抗菌剂的有效抗菌成分为银离子、锌离子、铜离子等金属离子中的单一成分或组合成分。
优选的，所述材料还包括0.1-0.3份的抗氧剂。
所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。
优选的，按质量份数，包括如下组分：
SMMA 65-70份；
增韧剂 20-30份；
抗菌剂 0.5-1份。
本发明还提供了一种抗菌增韧光扩散SMMA材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比，将组分在混合装置中均匀混合后，在双螺杆挤出机上进行熔融共混挤出，经水冷和/或风冷切粒、干燥后，得到所述抗菌增韧光扩散SMMA材料。
所述熔融共混的温度为180-200℃。
本发明还提供了一种抗菌增韧光扩散SMMA材料在冰箱或加湿器中的应用。
有益效果
本发明通过选用特定的SMMA和折射率比较高的玻璃载体抗菌剂，除了获得抗菌效果外，由于抗菌剂和SMMA折射率的差异，可以获得比较好的光扩散效果。此外添加的丙烯酸酯核壳类橡胶分散在SMMA基材中，形成较多海-岛界面，除了有增韧效果，光在界面处发生多重折射，因此同时也能起到光扩散的效果，并对亮度影响比较小。增韧剂和抗菌剂的复配，使材料既能达到较好的韧性，也能产生较好的光扩散效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料，配比见表1：
SMMA树脂1：MS-600，新日铁住金，甲基丙烯酸甲酯单体含量为60％；
SMMA树脂2：MS-750，甲基丙烯酸甲酯单体含量为75％；
SMMA树脂3：MS-500，甲基丙烯酸甲酯单体含量为50％；
增韧剂1：M-210，钟渊化工，核壳橡胶中核层是丙烯酸酯橡胶，壳层是接枝丙烯酸酯类橡胶，橡胶平均粒径约100nm；
增韧剂2：M-521，钟渊化工，核壳橡胶中核层是丁二烯橡胶，壳层是接枝丙烯酸酯类橡胶，橡胶粒径约250nm；
常用增韧剂：HR181，锦湖石化，其中核层是丁二烯橡胶，壳层接枝的苯乙烯-丙烯腈共聚物，橡胶平均粒径370nm；
抗菌剂：IONPURE，日本石塚硝子，折射率为1.60，玻璃载体银离子抗菌剂；
常用抗菌剂：BM-102TG，折射率1.53，富治化工，玻璃载体银锌复合抗菌剂；
抗氧剂：利安隆RIANOX 1010和RIANOX 168，比例为1:1。
制备方法包括如下步骤：
按配比，将组分在混合装置中均匀混合后，在双螺杆挤出机上进行熔融共混挤出，经水冷和/或风冷切粒、干燥后，得到所述抗菌增韧光扩散SMMA材料。所述熔融共混的温度为180-200℃。
性能评价方式及实行标准：
悬臂梁缺口冲击强度：按照ISO 180-2000标准进行测试；
透光率按照ISO 13468-1-2019标准进行测试，测试1.5mm方板；
雾度按照ISO 13468-1-2019标准进行测试，测试1.5mm方板；
抗菌率：根据GB 21551.2-2010附录A进行测试，抗菌率≥90％评价为有抗菌作用。具体测试结果见表2.
表1各实施例及对比例中各组份的具体配比(重量份)
Figure BDA0003493850390000031
Figure BDA0003493850390000041
表2各实施例和对比例试样的性能测试数据
Figure BDA0003493850390000042
本产品要求缺口冲击在5kJ/m2以上就可以满足使用，透光率和雾度越高越好。由实施例1-4可以看到，本发明的材料既能达到较好的韧性，也能产生较好的光扩散效果(雾度和透光率都处于较高水平)。当只添加抗菌剂或者增韧剂时，没有这种协同效果。同时，当SMMA甲基丙烯酸甲酯单体含量在60％-75％之间能起到更好的效果。另外，当增韧剂比例太少时，材料韧性会有大幅下滑。当选择常用抗菌剂时，雾度太低，达不到光扩散的效果；选择一般增韧剂时，透光率大幅下降，也达不到光扩散效果。

Claims (9)

1.一种抗菌增韧光扩散SMMA材料，其特征在于：按质量份数，包括如下组分：
SMMA 60-80份；
增韧剂 15-40份；
抗菌剂 0.1-1.5份；
其中，所述增韧剂为核壳橡胶；所述抗菌剂为玻璃载体抗菌剂；所述SMMA甲基丙烯酸甲酯单体含量在60wt％-75wt％之间。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述核壳橡胶中核层是丙烯酸酯类橡胶或丁二烯类橡胶，壳层是接枝在核层外围的丙烯酸酯类聚合物，核壳橡胶平均粒径在70-300nm。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述玻璃载体抗菌剂的有效抗菌成分为银离子、锌离子、铜离子中的单一成分或组合成分。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述玻璃载体折射率为1.6-1.65。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述材料还包括0.1-0.3份的抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：按质量份数，包括如下组分：
SMMA 65-70份；
增韧剂 20-30份；
抗菌剂 0.5-1份。
8.一种如权利要求1-7任一所述的抗菌增韧光扩散SMMA材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比，将组分在混合装置中均匀混合后，在双螺杆挤出机上进行熔融共混挤出，经水冷和/或风冷切粒、干燥后，得到所述抗菌增韧光扩散SMMA材料。
9.一种如权利要求1所述的抗菌增韧光扩散SMMA材料在冰箱或加湿器中的应用。
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