CN108794972B - 一种抗菌抗静电abs复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌抗静电ABS复合材料及其制备方法,按重量份由80份‑100份的ABS,4份‑8份的改性富勒烯,0.1份‑0.3份的相容剂及0.1份‑0.5份的抗氧剂组成。将纳米TiO2用氩气等离子体处理后,可降低纳米TiO2的表面能,使其易于分散均匀,不易发生团聚现象;利用改性富勒烯负载的纳米TiO2、La3+可以很好地改善ABS复合材料的抗菌性及可以提升PBT的抗静电性能的功能,使制得的ABS复合材料抗菌性和抗静电性能都得到了很大的改善,具有很大的推广意义。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种抗菌抗静电ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一种广泛应用的高分子树脂,ABS具有良好的耐疲劳性,较好的耐热性,优良的尺寸稳定性等优点,但是它的抗静电性能、抗菌性能一般。在一些特定的应用领域,对ABS有抗静电性能、抗菌性能的要求,普通ABS复合材料无法满足要求。
针对这种情况,发明人制得了一种抗菌抗静电ABS复合材料,这种材料至今尚未见于报道,这对于扩展ABS复合材料的应用具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌抗静电ABS复合材料及其制备方法,以解决ABS材料的抗静电性能及抗菌性能不能满足广泛的需要问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种抗菌抗静电ABS复合材料,由以下重量份的组分制成:
所述改性富勒烯的制备方法,包括以下步骤:
1)称取一定量的纳米TiO2及无水乙醇,将纳米TiO2置于无水乙醇中超声振荡8-12min;
(2)将步骤(1)的纳米TiO2吹干后,将该纳米TiO2放入等离子室内,通入氩气等离子体,反应20-24min,得改性纳米TiO2;
(3)称取一定量的改性纳米TiO2、去离子水、LaCl3·7H2O及聚丙烯酰胺,将它们放入超声波震荡仪中振荡3-5h,得溶液A;
(4)称取一定量的富勒烯、ZnCl3溶液及去离子水,将富勒烯研磨成粉,把富勒烯粉、ZnCl3溶液及去离子水放入超声波震荡仪中振荡4-6h,过滤,干燥得载锌富勒烯;
(5)将载锌富勒烯加入至溶液A中,添加HCl溶液调节PH值至中性,在60-80℃搅拌反应3-5h,抽滤、干燥、研磨得改性富勒烯。
步骤(1)中的纳米TiO2与无水乙醇的质量比为(20-30):(160-240)。
步骤(3)中的改性纳米TiO2、去离子水、LaCl3·7H2O、及聚丙烯酰胺的质量比为(40-60):(200-240):(20-28):(10-16)。
步骤(4)中的富勒烯、ZnCl3溶液及去离子水的质量比为(30-40):(8-12):(100-160)。
所述相容剂为SEBS-g-MAH。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
上述任一项抗菌抗静电ABS复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取80份-100份的ABS、4份-8份改性富勒烯、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料。
步骤(2)具体为:将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到ABS复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度180~200℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。
本发明的有益效果是:
1、将纳米TiO2用氩气等离子体处理后,可降低纳米TiO2的表面能,使其易于分散均匀,不易发生团聚现象。
2、改性富勒烯的作用主要有:①它负载的纳米TiO2、La3+可以很好地改善ABS复合材料的抗菌性;②富勒烯可以提升PBT的抗静电性能。
3、本技术方案制得的ABS复合材料抗菌性和抗静电性能都得到了很大的改善,具有很大的推广意义。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请的各实施例中所用的原料如下:
ABS(型号AG15AB),台湾台化;富勒烯,濮阳市永新富勒烯科技有限公司;纳米TiO2,北京德科岛科技有限公司;无水乙醇,徐州永基化工;去离子水,合肥景纯公司;聚丙烯酰胺,河南通久达环保科技有限公司;LaCl3·7H2O,济宁中凯材料;ZnCl3溶液,潍坊恒丰化工;SEBS-g-MAH,苏州亚赛塑化有限公司;抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330),瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下:
ZSK30型双螺杆挤出机,德国W&P公司;JL-1000型拉力试验机,广州市广才实验仪器公司生产;HTL900-T-5B型注射成型机,海太塑料机械有限公司生产;XCJ-500型冲击测试机,承德试验机厂生产;QT-1196型拉伸测试仪,东莞市高泰检测仪器有限公司;QD-GJS-B12K型高速搅拌机,北京恒奥德仪器仪表有限公司。
实施例1
(1)称取80份ABS、4份改性富勒烯、0.1份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度180℃,二区温度240℃,三区温度240℃,四区温度240℃,五区温度240℃,六区温度240℃,机头温度240℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取100份的ABS、8份改性富勒烯、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度200℃,二区温度260℃,三区温度260℃,四区温度260℃,五区温度260℃,六区温度260℃,机头温度260℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取90份的ABS、6份改性富勒烯、0.2份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度190℃,二区温度250℃,三区温度250℃,四区温度250℃,五区温度250℃,六区温度250℃,机头温度250℃;螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取85份的ABS、7份改性富勒烯、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度195℃,二区温度255℃,三区温度255℃,四区温度255℃,五区温度255℃,六区温度255℃,机头温度255℃;螺杆转速260r/min。
实施例5
(1)称取95份的ABS、5份改性富勒烯、0.1份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度195℃,二区温度245℃,三区温度245℃,四区温度245℃,五区温度245℃,六区温度245℃,机头温度245℃;螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取90份ABS、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度205℃,二区温度255℃,三区温度255℃,四区温度255℃,五区温度255℃,六区温度255℃,机头温度255℃,螺杆转速245r/min。
将上述实施例1-5及对比例1制备的ABS复合材料用注塑机制成样条测试,测试数据如下表:
从表中还可以看出实施例1-5的抗菌性能、抗静电性能都要好于对比例1。这对于扩展ABS复合材料的应用领域,具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形,本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (8)
1.一种抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,由以下重量份的组分制成:
所述改性富勒烯的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取一定量的纳米TiO2及无水乙醇,将纳米TiO2置于无水乙醇中超声振荡8-12min;
(2)将步骤(1)的纳米TiO2吹干后,将该纳米TiO2放入等离子室内,通入氩气等离子体,反应20-24min,得改性纳米TiO2;
(3)称取一定量的改性纳米TiO2、去离子水、LaCl3·7H2O及聚丙烯酰胺,将它们放入超声波震荡仪中振荡3-5h,得溶液A;
(4)称取一定量的富勒烯、ZnCl2溶液及去离子水,将富勒烯研磨成粉,把富勒烯粉、ZnCl2溶液及去离子水放入超声波震荡仪中振荡4-6h,过滤,干燥得载锌富勒烯;
(5)将载锌富勒烯加入至溶液A中,添加HCl溶液调节pH值至中性,在60-80℃搅拌反应3-5h,抽滤、干燥、研磨得改性富勒烯。
2.根据权利要求1所述的抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,步骤(1)中的纳米TiO2与无水乙醇的质量比为(20-30):(160-240)。
3.根据权利要求1所述的抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,步骤(3)中的改性纳米TiO2、去离子水、LaCl3·7H2O、及聚丙烯酰胺的质量比为(40-60):(200-240):(20-28):(10-16)。
4.根据权利要求1所述的抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,步骤(4)中的富勒烯、ZnCl2溶液及去离子水的质量比为(30-40):(8-12):(100-160)。
5.根据权利要求1所述的抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,所述相容剂为SEBS-g-MAH。
6.根据权利要求1所述的抗菌抗静电ABS复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
7.上述权利要求1至6中任一项抗菌抗静电ABS复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取80份-100份的ABS、4份-8份改性富勒烯、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒,即得到ABS复合材料。
8.根据权利要求7所述的抗菌抗静电ABS复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)具体为:将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到ABS复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度180~200℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。
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