CN118165454A - 一种透明抗菌的mbs材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明抗菌的MBS材料及其制备方法和应用。该MBS材料包括如下重量份数的组分：MBS树脂85～90份，抗菌剂0.5～1份，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物10～15份。本发明加入玻璃载体负载抗菌剂和特定丁二烯含量的苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物，得到MBS材料的透明性好(透光率高、雾度低)、抗菌性良好、抗跌落性能良好以及注塑成深腔体制件时的脱模力小。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种透明抗菌的MBS材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，人们开始注重生活健康卫生习惯，无人扫地机、洗地机等清洁电器陆续普及起来。其中，扫地机基站、洗地机自身具有储存清水和污水功能，同时水箱需要接触各种洗涤剂，由于便于使用，水箱都有透明要求，目前水箱以透明MBS材料为主，专利CN103740021A就提供了一种透明度高的改性MBS塑料。
由于污水箱接触地面脏物、灰尘和垃圾，长期在密闭条件下容易滋生细菌，目前抗菌改性透明MBS材料需求日益增加。然而，常用抗菌剂以沸石作为载体，添加这些抗菌剂，对MBS材料透明度和机械性能带来较大的负面影响，其中，如果机械性能较差，对于盛水的水箱在使用过程跌落开裂存在较大隐藏风险。此外，清洁电器水箱注塑成型模具腔体较深，而MBS材料粘性大，成型时脱模力较大脱模较困难，进而导致其良品率下降。因此，需解决目前MBS材料的抗菌性能和透明性能与机械性能无法兼顾，且注塑时脱模力较大的问题。
发明内容
本发明的首要目的是克服目前技术中MBS材料的抗菌性能和透明性能与机械性能无法兼顾，且注塑时脱模力较大的问题，提供一种透明抗菌的MBS材料。本发明加入玻璃载体负载抗菌剂和特定丁二烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，得到MBS材料的透明性好(透光率高、雾度低)、抗菌性良好、抗跌落性能良好以及注塑成深腔体制件时的脱模力小。本发明的进一步目的是提供上述透明抗菌的MBS材料的制备方法。本发明的进一步目的是提供上述透明抗菌的MBS材料在制备清洁电器中的应用。本发明的上述目的通过以下技术方案实现：一种透明抗菌的MBS材料，包括如下重量份数的组分：MBS树脂 85～90份，抗菌剂0.5～1份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 10～15份；所述抗菌剂为玻璃载体负载抗菌剂；所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量为18～26wt％(具体可以为18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％或26wt％)。
本发明的发明人通过多次研究发现，在MBS材料加入玻璃载体负载抗菌剂和特定丁二烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，可以得到透明性好(透光率高、雾度低)、抗菌性良好、抗跌落性能良好以及注塑成深腔体制件时的脱模力小的MBS材料。其原因是：玻璃载体负载抗菌剂不会给MBS材料的透明性带来负面影响，也不会明显劣化MBS材料的抗跌落性能，而特定丁二烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物具有较好的透明性，且还可以提高的MBS材料抗跌落性能的同时保证材料的脱模力较小。此外，玻璃载体负载抗菌剂的加入还在一定程度上降低材料的脱模力。
如果抗菌剂的载体不是玻璃，而是其他载体(比如沸石)，则对材料的透明性和抗跌落性能的负面影响较大。如果苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量太高，则材料的透明性下降较明显，且会导致材料的脱模力变大。如果苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量太低，则MBS材料抗跌落性能无法明显提升。本发明中，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的丁二烯含量可以通过核磁氢谱测得。本发明中，MBS树脂作为主体树脂，其在MBS材料中的质量占比至少为80％。
通常地，所述MBS树脂在200℃，5kg的条件下测得的熔体流动指数为3～5g/10min。本发明中，MBS树脂的熔体流动指数可按ISO 1133-1:2011测得。优选地，所述MBS树脂在200℃，5kg的条件下测得的熔体流动指数为3.5～4g/10min，选用该熔融指数范围的MBS树脂，得到的MBS材料的透明性更好、注塑成深腔体制件时的脱模力更小。通常地，所述MBS树脂的丁二烯衍生单元的含量为10～25wt％，甲基丙烯酸甲酯衍生单元的含量为5～15wt％。通常地，所述玻璃载体负载抗菌剂中的抗菌剂的有效含量为0.1～3wt％。一般而言，抗菌剂有效含量主要对材料的抗菌性能有影响，在合理范围内对材料的其他性能的影响不明显。通常地，所述玻璃载体负载抗菌剂为玻璃载体负载金属离子抗菌剂。可选地，所述玻璃载体负载金属离子抗菌剂为玻璃载体负载银离子抗菌剂、玻璃载体负载银离子锌离子抗菌剂或玻璃载体负载银锌离子抗菌剂。优选地，所述玻璃载体负载金属离子抗菌剂为玻璃载体负载银离子抗菌剂，选用玻璃载体负载银离子抗菌剂得到的MBS材料的透明性、抗菌性和抗跌落性能都更好。
通常地，所述玻璃载体负载抗菌剂的玻璃载体的平均粒径为3～10μm。本发明的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物既可以市购得到，也可以自制得到。可选地，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为线性共聚物或星型共聚物中的至少一种；优选为星型共聚物。
优选地，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量为18～22wt％，选用丁二烯含量在该范围下的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，得到的MBS材料的透明性更好，脱模力更低。
本发明的MBS材料在不影响本发明的效果的情况下还可以含有其他助剂。优选地，所述MBS材料还包括其它助剂0.1～2份。通常地，所述其它助剂为抗氧剂或润滑剂中的至少一种。可选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸脂类抗氧剂。
可选地，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂259中的至少一种。
可选地，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂626、抗氧剂168或抗氧剂PEP 36中的至少一种。
可选地，所述润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。上述MBS材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合，熔融挤出，造粒，即得所述MBS材料。
优选地，所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的加工温度为120～220℃，螺杆转速为350～450rpm。上述MBS材料在制备透明制件中的应用也在本发明的保护范围内。一般地，所述透明制件包括清洁电器部件、厨房电器部件、玩具部件、电动工具部件。尤其适用具有深腔结构部件的制件，比如清洁电器水箱。优选地，所述清洁电器部件为清洁电器水箱。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明加入玻璃载体负载抗菌剂和特定丁二烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，得到MBS材料的透明性好(透光率高、雾度低)、抗菌性良好、抗跌落性能良好以及注塑成深腔体制件时的脱模力小。
具体实施方式
为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。本发明各实施例及对比例选用的部分试剂说明如下：MBS树脂1#：INEOS Styrolution，631，熔指为5g/10min，；MBS树脂2#：INEOS Styrolution，/>145，熔指为3.5g/10min；MBS树脂3#：INEOSStyrolution，/>650，熔指为4.0g/10min；抗菌剂1#：富士化工，BM-103NA，银离子抗菌成分，玻璃载体，平均粒径为3μm；
抗菌剂2#：富士化工，BM-102SD，银锌离子抗菌成分，玻璃载体，平均粒径为10μm；
抗菌剂3#：富士化工，BM-104KJ，锌离子抗菌成分，玻璃载体，平均粒径为3μm；
抗菌剂4#：富士化工，BM-102SVP01，银离子抗菌成分，磷酸盐载体，平均粒径为3μm；
抗菌剂5#：洁而美，DAW502，银离子抗菌成分，沸石载体；平均粒径为3μm；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#：自制，按照文献(《高光泽、低雾度丁苯透明抗冲树脂的合成》董静等，石油化工，2010，39)的制备方法制得，其中，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#的丁二烯含量为25％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2#：自制，制备方法同苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2#的丁二烯含量为22％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物3#：自制，制备方法同苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物3#的丁二烯含量为20％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4#：自制，制备方法同苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4#的丁二烯含量为18％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物5#：SL803G，广东众和化塑有限公司，丁二烯含量为25％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6#：自制，制备方法同苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6#的丁二烯含量为15％。
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物7#：自制，制备方法同苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#，通过苯乙烯和丁二烯的加料量来调控苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物7#的丁二烯含量为30％。其他助剂1#：润滑剂，乙撑双硬脂酰胺，市售。其他助剂2#：抗氧剂，受阻酚类抗氧剂，市售。如未特别说明，各平行实施例和对比例中选用的各组分(例如抗氧剂、润滑剂)均为相同的市售产品。
本发明各实施例和对比例提供的MBS材料按如下测试方法进行性能测定：透光率：按照GB/T2410-2008标准进行测试，用于表征透明性；雾度：按照GB/T2410-2008标准进行测试，用于表征透明性；一般地，当透光率达到75％以上、雾度在16％以下时，则材料可以认为是能够满足透明制件对透明度的使用要求的。抗菌活性：按照ISO 22196标准进行测试(大肠杠菌)；抗跌落性能：对100mm×100mm×2mm的方板进行杜邦冲击，记录方板出现裂痕时的重锤的高度。；杜邦冲击规格重锤为2kg，冲击锥头半径为1/8英寸，通过调节重锤高度来评估材料抗跌落性能。重锤高度越高，则材料韧性越好抗冲击强度越好，反之，则材料越脆抗冲击强度越差。脱模力测试：采用腔体脱模力测试模具，注塑成型评估材料脱模力大小，冷却时间20s。本发明实施例和对比例的MBS材料通过如下制备方法制备得到：按配方称取各组分，将各组分均匀混合后，通过双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，经过水下切粒、烘干后，得到所述MBS材料。其中，双螺杆挤出机的一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～220℃，五至十区温度为200℃～220℃，螺杆转速为400rpm。
实施例1～12实施例1～12提供一系列MBS材料，其配方如表1和表2所示。
表1实施例1～6的配方(重量份)
表2实施例7～12的配方(重量份)
对比例1本对比例提供一种MBS材料，其制备方法和配方与实施例1的基本相同，不同之处在于：不加入抗菌剂1#。
对比例2本对比例提供一种MBS材料，其制备方法与实施例1的相同，配方为：MBS树脂1#100重量份，抗菌剂1#0.8重量份。
对比例3本对比例提供一种MBS材料，其制备方法和配方与实施例1的基本相同，不同之处在于：将抗菌剂1#替换为抗菌剂4#。
对比例4本对比例提供一种MBS材料，其制备方法和配方与实施例1的基本相同，不同之处在于：将抗菌剂1#替换为抗菌剂5#。
对比例5本对比例提供一种MBS材料，其制备方法和配方与实施例1的基本相同，不同之处在于：将苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#替换苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6#。
对比例6本对比例提供一种MBS材料，其制备方法和配方与实施例1的基本相同，不同之处在于：将苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#替换苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物7#。
对比例7本对比例提供一种MBS材料，其制备方法与实施例1的相同，配方为：MBS树脂1#80重量份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#20重量份，抗菌剂1#0.8重量份。
对比例8本对比例提供一种MBS材料，其制备方法与实施例1的相同，配方为：MBS树脂1#95重量份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物1#5重量份，抗菌剂1#0.8重量份。按上述提及的测试方法对各实施例和对比例的MBS材料的性能进行测定，测试结果如表3。
表3各实施例和对比例的MBS材料性能测试结果
| 测试结果 | 透光率/％ | 雾度/％ | 抗菌活性 | 落锤高度/cm | 脱模力/N |
| 实施例1 | 83 | 9 | 3.1 | 96 | 532 |
| 实施例2 | 80 | 13 | 3.4 | 98 | 545 |
| 实施例3 | 85 | 8 | 2.7 | 92 | 504 |
| 实施例4 | 82 | 10 | 3.0 | 97 | 529 |
| 实施例5 | 84 | 8 | 3.2 | 93 | 526 |
| 实施例6 | 85 | 7 | 3.2 | 89 | 521 |
| 实施例7 | 80 | 15 | 3.0 | 93 | 526 |
| 实施例8 | 78 | 16 | 2.8 | 91 | 522 |
| 实施例9 | 84 | 8 | 3.1 | 92 | 525 |
| 实施例10 | 85 | 8 | 3.2 | 88 | 519 |
| 实施例11 | 85 | 7 | 3.2 | 85 | 513 |
| 实施例12 | 83 | 11 | 3.1 | 95 | 534 |
| 对比例1 | 85 | 6 | 0 | 113 | 568 |
| 对比例2 | 85 | 5 | 3.3 | 52 | 495 |
| 对比例3 | 65 | 47 | 2.0 | 78 | 557 |
| 对比例4 | 51 | 55 | 2.1 | 69 | 526 |
| 对比例5 | 84 | 8 | 3.3 | 73 | 498 |
| 对比例6 | 70 | 25 | 2.7 | 101 | 689 |
| 对比例7 | 75 | 20 | 2.8 | 102 | 623 |
| 对比例8 | 86 | 7 | 3.1 | 76 | 458 |
。
从表3可知：
实施例1～12的MBS材料的透光率都达到78％以上，雾度都在16以下，抗菌活性都在2.7以上，落锤高度都在85cm以上，脱模力都在550N以下，表明本发明的MBS材料的透明度好、抗菌活性良好、抗跌落性能好以及注塑成深腔体制件时的脱模力小。
对比例1不加入玻璃载体的抗菌剂，MBS材料的抗菌活性差，且注塑成深腔体制件时的脱模力有一定程度的变大。对比例2不加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，MBS材料的抗跌落性能差。对比例3和对比例4加入的抗菌剂的载体不合适，MBS材料的透明度差，抗跌落性能也有一定程度的变差。对比例5加入的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量太低，MBS材料的有一定程度的变差。对比例6加入的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量太高，MBS材料的透明度下降，注塑成深腔体制件时的脱模力明显变大。对比例7和对比例8加入的MBS树脂和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的质量比调控不合适，其中，对比例7的透明度不佳，脱模力太高，且抗菌活性相对实施例1下降；对比例8的抗跌落性能较差。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透明抗菌的MBS材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
MBS树脂 85～90份，
抗菌剂 0.5～1份，
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 10～15份；
所述抗菌剂为玻璃载体负载抗菌剂；所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量为18～26wt％。
2.根据权利要求1所述MBS材料，其特征在于，所述MBS树脂在200℃，5kg的条件下测得的熔体流动指数为3～5g/10min。
3.根据权利要求1所述MBS材料，其特征在于，所述玻璃载体负载金属离子抗菌剂。
4.根据权利要求3所述MBS材料，其特征在于，所述玻璃载体负载金属离子抗菌剂为玻璃载体负载银离子抗菌剂、玻璃载体负载银离子锌离子抗菌剂或玻璃载体负载银锌离子抗菌剂。
5.根据权利要求4所述MBS材料，其特征在于，所述玻璃载体负载金属离子抗菌剂为玻璃载体负载银离子抗菌剂。
6.根据权利要求1所述MBS材料，其特征在于，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯含量为18～22wt％。
7.根据权利要求1所述MBS材料，其特征在于，所述MBS材料还包括其它助剂0.1～2份。
8.根据权利要求7所述MBS材料，其特征在于，所述其它助剂为抗氧剂或润滑剂中的至少一种。
9.权利要求1～8任一所述MBS材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分混合，熔融挤出，造粒，即得所述MBS材料。
10.权利要求1～8任一所述MBS材料在制备透明制件中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410157302.3A CN118165454A (zh) | 2024-02-04 | 2024-02-04 | 一种透明抗菌的mbs材料及其制备方法和应用 |
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