CN115232458A - 一种阻燃抗菌透明pc树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阻燃抗菌透明PC树脂组合物。所述阻燃抗菌透明PC树脂组合物包括PC树脂、阻燃剂、抗菌剂、增韧剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂;所述抗菌剂为表面处理后的金属无机抗菌剂,表面处理具体为,将金属无机抗菌剂、超支化聚酯、硅烷偶联剂按照比例加入适量的水进行溶解,研磨混合得到。本发明在抗菌剂表面处理时所用的超支化聚酯与硅烷偶联剂是作为表面处理剂使用,能够对抗菌剂的载体进行表面浸润,使载体能够更好地分散在PC基体中,从而提高了PC的透度;硅烷偶联剂则进一步对抗菌剂本身改性,减少了抗菌剂剥离导致的空穴,从而提高PC的冲击强度。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种阻燃抗菌透明PC树脂组合物及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高,抗菌防霉越来越受到人们的重视。尤其是在公共环境下,部分共同接触的地方或阴暗潮湿的地方容易滋生细菌,造成病菌的传播,影响人类生活的品质。因此,抗菌成为各大厂家研究的主流之一。而 PC作为五大工程塑料之一,因其透明性好,有着类似有色金属的强度,同时兼具高冲击,在汽车、计算机、办公设备、电梯等领域被广泛地应用。
虽然PC自身的阻燃等级为V-2阻燃,透过率为89%,但是无论添加阻燃剂还是抗菌剂均会影响PC的透明性,且抗菌剂的添加会大大降低PC的冲击强度。专利 CN113801453A制备了一种阻燃透明PC,PC在0.2mm能达到V-0,透度为80%左右,其发明侧重于薄壁阻燃,但并无抗菌的效果;专利CN111205614B提出了一种阻燃抗菌 PC合金材料,其专为马桶设计了阻燃抗菌PC合金,虽有阻燃抗菌效果,但透明却无法实现。目前,商业化的透明阻燃PC技术成熟的是Sabic的LEXANTM系列的产品,但仍无法满足透明抗菌的效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题,提供一种阻燃抗菌透明PC树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下方案来实现:
本发明提供了一种阻燃抗菌透明PC树脂组合物,所述阻燃抗菌透明PC树脂组合物包括以下重量份数的成分:
所述PC树脂,在300℃31.233的条件下,MI为10~203/10min,重均分子量为10000-30000。
所述阻燃剂包括磷睛类、磺酸盐类阻燃剂中的一种或者多种的复配。所述磷睛类包括六苯氧基环三磷腈(HPCTP)、六氯环三磷腈、五氟环三磷腈中的一种或几种;磺酸盐类包括全氟丁基磺酸盐(PPFBS)、3-苯磺酸酰苯磺酸盐(KSS)、双苯胺基磺酸盐(HES) 中的一种或几种。本申请选用的阻燃剂阻燃效率高,对透明性影响较小。
所述抗菌剂为通过表面助剂处理后的金属无机抗菌剂。
所述金属无机抗菌剂为以沸石或玻璃为载体的银离子、锌离子抗菌剂中一种或者两种。金属无机抗菌剂优选为以沸石或玻璃为载体的银离子、锌离子组合抗菌剂,银离子、锌离子抗菌剂的重量比例为1:0.5~1:1.5。
所述表面助剂包括超支化聚酯与硅烷偶联剂。所述超支化聚酯为端羟基超支化聚酯,分子量为500-20003/mol。所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH551)中的一种或者几种。表面处理具体为,将金属无机抗菌剂、表面助剂按照100:5~100:20的重量比例称取,再加入水中进行溶解,在60-80℃下充分研磨混合,再进行烘焙过筛,制备得到表面处理后的金属无机抗菌剂。本发明在抗菌剂表面处理时所用的超支化聚酯与硅烷偶联剂是作为表面处理剂使用,可提高了PC的透度和冲击强度。超支化聚酯与硅烷偶联剂均为表面处理剂,过多会影响透度,过少不利于抗菌剂分散,影响冲击。
所述增韧剂包括ACR、MBS中的任意一种或两种混合。
所述的抗滴落剂为包覆型的抗滴落剂。粒径在200nm以内,其中PTFE的含量为50%。
所述酯交换抑制剂为磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、三乙基磷酸酯、磷酸二氢钠中的任意一种或多种相混合。
所述的抗氧剂包括抗氧化剂1010、抗氧化剂168和抗氧化剂1076中的任意一种或两种相混合。
本发明还提供了一种阻燃抗菌透明PC树脂组合物的制备方法,所述制备方法具体包括以下步骤:
(1)按照质量分数称量好:
(2)抗菌剂的表面处理,抗菌剂:表面处理剂按100:5~100:20的重量比例称取,再加入水进行溶解,在60-80℃下充分研磨混合,在进行烘焙过筛制备得到抗菌剂;
(3)将步骤(1)中各成分按上述重量百分比充分混合后,再置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为200-500转/分钟,进行冷却造粒,得到的阻燃抗菌透明PC树脂组合物。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明使用较为常规的共混改性的方式,成功的制备出阻燃抗菌透明PC,此PC还具有冲击高的优点。一方面解决了目前阻燃抗菌透明的共存问题,另一方面解决了使用抗菌剂后阻燃PC冲击下降的问题。
(2)本发明采用银锌离子复配的抗菌剂,银离子具有较强的抗菌活性,锌离子与塑料树脂的相容性与稳定性较优,使得在聚合物中两相结合。
(3)本发明通过超支化聚酯与硅烷偶联剂对金属离子抗菌剂进行改性,主要机理在于:
1、超支化助剂能够对抗菌剂的载体,即沸石与玻璃,进行表面浸润,使载体能够更好地分散在PC基体中,从而提高了PC的透度;
2、硅烷偶联剂则进一步对抗菌剂本身改性,减少了抗菌剂剥离导致的空穴,呈现韧性断裂的特点,从而提高PC的冲击强度,且空穴的减少也增加了PC的透度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施,提供了详细的实施方式和具体的操作过程,将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是,本发明的保护范围不限于下述实施例,在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进,都属于本发明的保护范围。
实施例1
将95份的PC1,MI(300℃31.233)熔指为103/10min,放置于烘箱100℃烘4h。
抗菌剂的表面处理:按照以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为50:50:5:5的重量比例称取,再加入153的水进行溶解,在80℃下充分研磨混合,在进行烘焙过筛制备得到表面处理的抗菌剂,称取1份。
再称取3份六苯氧基环三磷腈(HPCTP)、0.5份MBS、0.1份抗滴落剂、0.2份磷酸二氢钠、0.2份抗氧化剂1010,与PC、抗菌剂充分混合,置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为400转/分钟,进行冷却造粒。
实施例2
将98份的PC1,MI(300℃31.233)熔指为103/10min,放置于烘箱100℃烘3h。称取0.1份全氟丁基磺酸盐(PPFBS)、1份表面处理的抗菌剂(与实施例1相同)、 0.5份MBS、0.1份抗滴落剂、0.2份磷酸三甲酯、0.1份1010,与PC充分混合,置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为400转/分钟,进行冷却造粒。
实施例3
将97.7份的PC1,MI(300℃31.233)熔指为103/10min,放置于烘箱100℃烘3-4h。称取0.3份3-苯磺酸酰苯磺酸盐(KSS)、1份表面处理的抗菌剂(与实施例1相同)、0.5 份ACR、0.1份抗滴落剂、0.2份三乙基磷酸酯、0.2份1010,与PC充分混合,置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为400转/分钟,进行冷却造粒。
实施例4
将93份的PC1,MI(300℃31.233)熔指为103/10min,放置于烘箱100℃烘4h。称取5份双苯胺基磺酸盐(HES)、1份表面处理的抗菌剂(与实施例1相同)、0.5份 MBS、0.1份抗滴落剂、0.2份磷酸二氢钠、0.2份1010,与PC充分混合,置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为400转/分钟,进行冷却造粒。
实施例5
将58份的PC1,MI(300℃31.233)熔指为103/10min,40份PC2(三菱PC-7019J), MI(300℃31.233)熔指为17.53/10min。放置于烘箱100℃烘4h。称取0.1份全氟丁基磺酸盐(PPFBS)、1份表面处理的抗菌剂(与实施例1相同)、0.5份MBS、0.1份抗滴落剂、0.2份磷酸二氢钠、0.1份1010,与PC充分混合,置于双螺杆挤出机中,区间温度设置为200-250℃,转速设置为400转/分钟,进行冷却造粒。
对比例1
本对比例实施例1基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂,未做表面处理。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为50:50:0:0。
对比例2
本对比例实施例5基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂,未做表面处理。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为50:50:0:0。
对比例3
本对比例实施例1基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂在表面处理时,未添加超支化聚酯。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为50:50:0:10。
对比例4
本对比例实施例1基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂在表面处理时,未添加硅烷偶联剂。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为50:50:10:0。
对比例5
本对比例实施例1基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂是以沸石为载体的银离子抗菌剂,再进行表面处理。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为100:0:5:5。
对比例6
本对比例实施例1基本相同,不同之处仅在于:抗菌剂是以沸石为载体的锌离子抗菌剂,再进行表面处理。以沸石为载体的银离子抗菌剂:以沸石为载体的锌离子抗菌剂:超支化聚酯HyPerC100:硅烷偶联剂KH550为0:100:5:5。
透明性表征:
透过率:3mm厚的板,按照ISO13468-1标准测试
雾度:3mm厚的板,按照ISO 14782标准测试
力学性能表征:
Charpy缺口冲击强度:按照ISO 179-1:2010(E)标准测试,冲击能量为4J,测试温度为23℃;
拉伸强度:按照ISO 527:2012(E)标准测试,测试条件为50mm/min;
阻燃性能表征:
垂直燃烧:1.5mm样条,按照UL94标准测试
抗菌性能检测:
按国标QB/T2591-2003抗菌塑料抗菌性能测试
表1测试数据
结果如下
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述PC树脂,在300℃31.233的条件下,MI为10~203/10min,重均分子量为10000-30000。
3.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述阻燃剂包括磷睛类、磺酸盐类阻燃剂中的一种或者多种的复配。
4.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述抗菌剂为通过表面助剂处理后的金属无机抗菌剂;所述表面助剂包括超支化聚酯、硅烷偶联剂。
5.根据权利要求4所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述金属无机抗菌剂为以沸石和/或玻璃为载体的银离子、锌离子抗菌剂中一种或者两种。
6.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述增韧剂包括ACR、MBS中的任意一种或两种混合。
7.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述的抗滴落剂为包覆型的抗滴落剂。
8.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,所述酯交换抑制剂为磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、三乙基磷酸酯、磷酸二氢钠中的任意一种或多种相混合。
9.根据权利要求1所述的阻燃抗菌透明PC树脂组合物,其特征在于,包括抗氧化剂1010、抗氧化剂168和抗氧化剂1076中的任意一种或两种相混合。
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