CN105199302A - 一种抗菌阻燃的abs塑料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料改性的技术领域,提供了一种抗菌阻燃的ABS塑料按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份;复合环保阻燃剂5-30份;增韧剂5-20份;复合型抗菌剂0.1-3份;ABS高光母粒0.2-7份;抗刮擦剂0.1-5份;抗氧剂0.1-1份;相容剂2-4份。还提供了该ABS塑料制造方法:1)将SAN树脂干燥;2)按上述重量份数原料依次加入搅拌机中,高速搅拌,然后加入ABS高光母粒,低速搅拌,得到初步混合物;3)将初步混合物加至挤出机中处理。该抗菌阻燃的ABS塑料具有强效抑制细菌、杀灭细菌和防霉的效果,同时具有良好的阻燃功能,以及光泽度高、抗刮擦性强、高韧性、高强度的物理性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料改性的技术领域,特别是涉及一种抗菌阻燃的ABS塑料及其制造方法。
背景技术
ABS是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物,为浅黄色粒状或粉状不透明树脂,无毒、无味、质轻,具有优异的耐冲击性、良好的低温性能和耐化学药品性,且尺寸稳定性好、表面光泽度高、易着色和喷涂。ABS树脂主要应用在汽车及电冰箱、电视机、电话、办公机械、小家电等电器电子产品上。
近年来,抗菌型家用电器的需求日益上涨,以及国家对循环经济和资源再利用的大力倡导,极大的刺激了抗菌、绿色环保材料的发展。日常生活中,适宜的温度、湿度等外部环境容易使细菌在ABS塑胶制品中滋生感染,但通过在基体树脂中添加无机抗菌剂、有机类或天然类有机抗菌剂制成的抗菌塑料具备在一定时间内杀死或抑制附着细菌的功能。通常来讲,抗菌剂可分为两种:一是无机抗菌剂,其通过载体缓慢释放抗菌离子来达到抗菌的目的,该类载体及金属离子的毒性低,耐久性及安全性良好,但某些金属离子如银离子,易生成氧化物或经光催化后被还原成金属单质,故常伴有变色的现象发生;二是有机类或天然类有机抗菌剂,其具有速效、防霉效果优良等特性,但同时具有毒性较大、耐热性差、药效持续时间短等缺点。
与此同时,绝大多数的塑料都是可燃性物质,ABS塑料也不例外,而塑料的家用电器材料等都需要塑料制品不燃烧,有良好的阻燃性能,要求塑料在大火中的发烟度要小。为此,在塑料配方中,选择添加阻燃剂就变得非常重要了。
对阻燃剂的要求:
(1)要有良好的阻燃功能,用量很少就能明显起到阻燃作用;
(2)阻燃剂加入后不能影响塑料的机械强度,特别是不能降低塑料制品的热变形
温度、力学温度及电绝缘性能;
(3)同树脂的相容性要好,在塑料制品中不迁移、不析出、不被萃取;
(4)在高温熔融成型及热成型加工工程中,不发生分解,也不与其他材料发生反应;
(5)在塑料中易于分散均匀,耐候性好,持久性好,使塑料具有长期阻燃性。
可见,塑料中阻燃剂的选择,是一个非常复杂的过程,必须综合考虑上述各项因素。在现有的教科书中给出了例如:保护膜机理、不然气体机理、冷却机理和终止链锁反应机理等机理,这些可以对阻燃剂进行选择提供一个模糊的方向,但是却无法提供真正有效的帮助。
发明内容
针对现有技术不足,本发明的目的是提供一种抗菌阻燃的ABS塑料及其制造方法。
为实现上述目的,本发明提供一种抗菌阻燃的ABS塑料,按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂5-30份、增韧剂5-20份、复合型抗菌剂0.1-3份、ABS高光母粒0.2-7份、抗刮擦剂0.1-5份、抗氧剂0.1-1份和相容剂2-4份。
优选的,一种抗菌阻燃的ABS塑料按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂5-18份、增韧剂10-20份、复合型抗菌剂0.6-2.5份、ABS高光母粒2-5份、抗刮擦剂0.1-5份、抗氧剂0.1-1份和相容剂2-4份。
进一步优选的,一种抗菌阻燃的ABS塑料按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂15份、增韧剂18份、复合型抗菌剂1.9份、ABS高光母粒3.4份、抗刮擦剂2.5份、抗氧剂0.5份和相容剂3份。
优选的,所述复合环保阻燃剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:三甲硅基甲基膦酸二甲酯10-20份、氰尿酸三聚氰胺30-50份、硼酸锌10-20份、氢氧化镁40-60份。
进一步优选的,所述复合环保阻燃剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、氰尿酸三聚氰胺38份、硼酸锌16份、氢氧化镁50份。
优选的,所述复合抗菌剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:柏木油2-6份、壳聚糖4-8份、纳米二氧化钛10-20份、纳米氧化银15-25份、聚六亚甲基双胍盐酸盐30-50份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺2-4份。
进一步优选的,所述复合抗菌剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:柏木油4份、壳聚糖6份、纳米二氧化钛15份、纳米氧化银20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐40份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3份。
优选的,所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。
优选的,所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述抗菌阻燃的ABS塑料的制造方法,包括如下步骤:
1)将SAN树脂在100-120℃鼓风干燥4-6小时;
2)按配方量备料,将干燥后的SAN树脂、复合环保阻燃剂、增韧剂、复合抗菌剂、抗刮擦剂、抗氧剂和相容剂依次加入搅拌机中,在300-500转/分的高速下搅拌3-5分钟,然后加入ABS高光母粒,在100-200转/分的低速下搅拌1-3分钟,得到初步混合物;
3)将所述初步混合物加至挤出机中,经熔融、挤出、造粒、水冷、风干、切粒、干燥。
优选的,所述步骤3)中,在挤出机中的加工工艺条件如下:
温度:一区160-180℃,二区170-190℃,三区200-220℃,四区200-220℃,五区190-220℃,六区190-230℃,机头200-240℃;
挤出机螺杆转速:250-400转/分。
本发明的有益效果:本发明提供的抗菌阻燃的ABS塑料具有强效抑制细菌、杀灭细菌和防霉的效果。同时具有良好的阻燃功能,阻燃剂在ABS中不迁移、不析出、不被萃取,使得本发明抗菌阻燃的ABS塑料热变形温度、力学温度及电绝缘等性能指数良好,具有长期阻燃性。本发明抗菌阻燃的ABS塑料还具有光泽度高、抗刮擦性强、高韧性、高强度的物理性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
SAN树脂又名AS树脂,为苯乙烯-丙烯腈共聚物,无色透明,熔融指数为25g/10min(ASTMD-1238标准,220℃/10kg情况下)。SAN树脂可在市场购得。
柏木油,中文别名:雪松油,英文名称Chinacedarwoodoil,英文别名:CedarwoodoilNatural;Cedaroil;CedarwoodoilBPC;Cypress;CedarwoodOilEINECS:285-360-9。CAS号:8000-27-9。
壳聚糖,又名:几丁聚糖、聚氨基葡糖、2-氨基-beta-1,4-葡聚糖Chitosan。英文名:Poly(beta-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose)。CAS号:9012-76-4。
纳米二氧化钛,粒径为10-100nm。纳米氧化银,粒径为10-100nm。
聚六亚甲基双胍盐酸盐,英文名:4683Poly(hexamethylenebiguanide)hydrochloride,CAS登录号:32289-58-0。
N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺,N-(Trichloromethylthio)phthalimide,CAS登录号:133-07-3。
实施例1
本发明的抗菌阻燃的ABS塑料的制造方法包括以下主要步骤:
1)将SAN树脂在100-120℃鼓风干燥4-6小时;
2)按配方量备料,将干燥后的SAN树脂、复合环保阻燃剂、增韧剂、复合抗菌剂、抗刮擦剂、抗氧剂和相容剂依次加入搅拌机中,在300-500转/分的高速下搅拌3-5分钟,然后加入ABS高光母粒,在100-200转/分的低速下搅拌1-3分钟,得到初步混合物;
3)将所述初步混合物加至挤出机中,经熔融、挤出、造粒、水冷、风干、切粒、干燥。
另,挤出机的加工工艺条件如下:
温度:一区160-180℃,二区170-190℃,三区200-220℃,四区200-220℃,五区190-220℃,六区190-230℃,机头200-240℃;
挤出机螺杆转速:250-400转/分。
实施例2-7
一种抗菌阻燃的ABS塑料,是由以下重量份的原料按实施例1的方法制造而成:100份SAN树脂、5-30份复合环保阻燃剂、18份增韧剂、1.9份复合型抗菌剂、3.4份ABS高光母粒、2.5份抗刮擦剂、0.5份抗氧剂和3份相容剂,如表1所示。
其中,复合环保阻燃剂由下述组分按重量份组成:三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、氰尿酸三聚氰胺38份、硼酸锌16份、氢氧化镁50份。
增韧剂由下述组分按重量份组成:甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物(ACR)1份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)1份。甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS):丁二烯-苯乙烯二元共聚橡胶相含量70-75%。
复合抗菌剂由下述组分按重量份组成:柏木油4份、壳聚糖6份、纳米二氧化钛15份、纳米氧化银20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐40份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3份。
抗刮擦剂由下述组分按重量份组成:聚甲基丙烯酸甲酯5份、超高分子量硅氧烷聚合物5份、无机矿物0.5份和芥酸酰胺0.6份。
抗氧剂采用IRGANOX1010主抗氧剂:四[3-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
ABS高光母粒采用LG化工,TR-530F型ABS原料。
相容剂由下述组分按重量份组成:聚丙烯接枝马来酸酐1份、聚丙烯接枝羧酸1份、氯化聚丙烯1份、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、聚乙烯接枝马来酸酐1份和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物1份。
表1实施例2-7的抗菌阻燃的ABS塑料配方表(重量份)
成分 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
SAN树脂 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
复合环保阻燃剂 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
增韧剂 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 |
复合型抗菌剂 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 1.9 |
ABS高光母粒 | 3.4 | 3.4 | 3.4 | 3.4 | 3.4 | 3.4 |
抗刮擦剂 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
抗氧剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
相容剂 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
表2实施例2-7的测试结果
参见表2,根据试验结果的分析可以得出,随着复合环保阻燃剂比例的增加,所制备抗菌阻燃的ABS塑料的阻燃等级指数呈上升趋势,但是拉伸强度和弯曲强度明显下降,复合环保阻燃剂在5份至30份之间是可以接受的,其中15份为较优的方案。
实施例8-13
一种抗菌阻燃的ABS塑料,是由以下重量份的原料按实施例1的方法制造而成:100份SAN树脂、15份复合环保阻燃剂、18份增韧剂、0.1-3.0份复合型抗菌剂、3.4份ABS高光母粒、2.5份抗刮擦剂、0.5份抗氧剂和3份相容剂,如表3所示。
其中,复合环保阻燃剂、增韧剂、复合抗菌剂、抗刮擦剂、抗氧剂、ABS高光母粒、相容剂的组分同实施例2-7。
表3实施例8-13的抗菌阻燃的ABS塑料配方表(重量份)
表4实施例8-13的测试结果
参见表4,根据试验结果的分析可以得出,随着复合型抗菌剂比例的增加,所制备材料的抗菌性呈上升趋势,但是大于1.9份之后,继续增加复合物抗菌剂的比例,所制备材料的抗菌性上升幅度不大,因此,该实验组中复合型抗菌剂为1.9份为较优的方案。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种抗菌阻燃的ABS塑料,其特征在于,按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂5-30份、增韧剂5-20份、复合型抗菌剂0.1-3份、ABS高光母粒0.2-7份、抗刮擦剂0.1-5份、抗氧剂0.1-1份和相容剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的ABS塑料,其特征在于,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂5-18份、增韧剂10-19份、复合型抗菌剂0.6-2.5份、ABS高光母粒2-5份、抗刮擦剂0.1-5份、抗氧剂0.1-1份和相容剂2-4份。
3.根据权利要求2所述的ABS塑料,其特征在于,按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:SAN树脂100份、复合环保阻燃剂15份、增韧剂18份、复合型抗菌剂1.9份、ABS高光母粒3.4份、抗刮擦剂2.5份、抗氧剂0.5份和相容剂3份。
4.根据权利要求1-3任一所述的ABS塑料,其特征在于,所述复合环保阻燃剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、氰尿酸三聚氰胺38份、硼酸锌16份、氢氧化镁50份。
5.根据权利要求4所述的ABS塑料,其特征在于,所述复合抗菌剂按重量份计,由包括下述组分的原料制备而成:柏木油4份、壳聚糖6份、纳米二氧化钛15份、纳米氧化银20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐40份、N-(三氯甲硫基)邻苯二甲酰亚胺3份。
6.根据权利要求5所述的ABS塑料,其特征在于,所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的ABS塑料,其特征在于,所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝羧酸、氯化聚丙烯、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯接枝马来酸酐和甲基丙烯酸-苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或多种。
8.权利要求1-7任一所述的ABS塑料的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将SAN树脂在100-120℃鼓风干燥4-6小时;
2)按配方量备料,将干燥后的SAN树脂、复合环保阻燃剂、增韧剂、复合抗菌剂、抗刮擦剂、抗氧剂和相容剂依次加入搅拌机中,在300-500转/分的高速下搅拌3-5分钟,然后加入ABS高光母粒,在100-200转/分的低速下搅拌1-3分钟,得到初步混合物;
3)将所述初步混合物加至挤出机中,经熔融、挤出、造粒、水冷、风干、切粒、干燥。
9.根据权利要求8所述的制造方法,其特征在于,所述步骤3)中,在挤出机中的加工工艺条件如下:
温度:一区160-180℃,二区170-190℃,三区200-220℃,四区200-220℃,五区190-220℃,六区190-230℃,机头200-240℃;
挤出机螺杆转速:250-400转/分。
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