一种抗菌阻燃ABS材料的制备方法.pdf

本发明公开了一种抗菌阻燃级ABS材料及其制备方法，由ABS树脂、阻燃剂、协调阻燃剂、辅助阻燃剂、热稳定剂、抗菌母粒、相容剂、抗氧剂和润滑剂按重量份制备而成：其中所述抗菌母粒为银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜中至少一种与ABS按照质量比为10:1制成。本发明将银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜与ABS按照质量比为10:1制成抗菌母粒，使银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜有效的均匀分散在ABS树脂中，从而提高其抗菌效率的发挥，比单独使用抗菌剂的抗菌效果要优越，并能有效地防止抗菌ABS塑料的变色，提高其抗菌性能。

1.  一种抗菌阻燃级ABS材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
ABS树脂              70-76份
阻燃剂                7-19份
协调阻燃剂            2.0-5.0份
辅助阻燃剂            0.2-0.5份
热稳定剂              0.2-0.5份
抗菌母粒              0.5-1.0份
相容剂                0.5-1.0份
抗氧剂                0.3-1.0份
润滑剂                0.2-1.2份；
所述抗菌母粒为银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜中至少一种与ABS按照质量比为10:1制成。

2.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂中丁二烯含量为5-35%、其在220℃、10KG条件下熔体流动速率为5-30g/min。

3.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A中的至少一种。

4.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述协调阻燃剂为水滑石、硼酸锌中的至少一种，辅助阻燃剂为聚四氟乙烯、聚磷酸铵、磷酸三苯酯中的至少一种。

5.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撑双硬脂酰胺、氧化聚乙稀蜡 、甘油单酯酸值、酰胺蜡、丁基硬脂酸酯中的至少一种。

6.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所用抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类或受阻胺类抗氧剂中一种；
所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。

7.  根据权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐，ABS接枝马来酸酐中的至少一种。

8.  一种制备如权利要求1所述的抗菌阻燃ABS材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比，将ABS、抗菌母粒、抗氧剂、润滑剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌ABS母粒；
（2）将抗菌ABS母粒和阻燃剂、协调阻燃剂、辅助阻燃剂、热稳定剂和相容剂再次加到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌阻燃ABS材料；
（3）将抗菌阻燃ABS粒子加入注塑机中，于200-210℃下进行注塑得到注塑级抗菌阻燃ABS制件。

一种抗菌阻燃ABS材料的制备方法
技术领域
本发明涉及属于高分子材料技术领域，具体涉及一种抗菌阻燃ABS材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（简称ABS）是重要的通用合成树脂，它作为通用合成树脂与工程塑料之间的接合点，更具有特殊的重要性。ABS树脂是由50%以上的苯乙烯和可变化量的丁二烯及丙烯腈所组成。其中苯乙烯提供硬度和易加工性，丙烯腈提供耐化学性和热稳定性，丁二烯提供韧性和冲击强度。所以ABS树脂具有抗冲击强度高、耐热和耐低温性能较好等特点，而且加工容易，广泛应用于电子电器、汽车零部件、文教用品、生活用品和工业零件等领域。
阻燃型ABS树脂是ABS树脂的一个重要分类， 它主要用于计算机显示器的外壳、 汽车箱体及各种电阻器件、 设备等。在普通 ABS 树脂中添加阻燃剂和阻燃增效剂是生产阻燃型ABS 树脂的主要方法。其中，较为常用的方法是在 ABS 树脂中加入溴化物与三氧化二锑，从而达到阻燃的目的。但是随着阻燃剂的添加量不断增加，ABS 树脂的韧性明显下降。在崇尚健康、环保的今天，在有些家电，汽车领料抗菌性能有了更高的要求，将ABS用于与人直接接触的日常生活用品等部件时, 不仅要求材料具有很好的使用性能, 而且还要求材料卫生，具有抗菌功能。
发明内容
本发明提供了一种抗菌阻燃ABS材料及其制备方法，该材料提高了现有ABS材料的抗菌性和阻燃性能，具有优良的热稳定性、抗热老化性和加工性能，且在热裂解或燃烧时不大产生腐蚀性气体等优点。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种抗菌阻燃级ABS材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
ABS树脂              70-76份
阻燃剂                7-19份
协调阻燃剂            2.0-5.0份
辅助阻燃剂            0.2-0.5份
热稳定剂              0.2-0.5份
抗菌母粒              0.5-1.0份
相容剂                0.5-1.0份
抗氧剂                0.3-1.0份
润滑剂                0.2-1.2份；
所述抗菌母粒为银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜中至少一种与ABS按照质量比为10:1制成。
进一步方案，所述ABS树脂中丁二烯含量为5-35%、其在220℃、10KG条件下熔体流动速率为5-30g/min。
进一步方案，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A中的至少一种；
所述协调阻燃剂为水滑石、硼酸锌中的至少一种，辅助阻燃剂为聚四氟乙烯、聚磷酸铵、磷酸三苯酯中的至少一种。
进一步方案，所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、N,N-已撑双硬脂酰胺、氧化聚乙稀蜡 、甘油单酯酸值、酰胺蜡、丁基硬脂酸酯中的至少一种。
进一步方案，所用抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸脂类或受阻胺类抗氧剂中一种；
所述热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
进一步方案，所述相容剂为马来酸酐，ABS接枝马来酸酐中的至少一种。
本发明的另一个目的是提供上述抗菌阻燃ABS材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配比，将ABS、抗菌母粒、抗氧剂、润滑剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌ABS母粒；
（2）将抗菌ABS母粒和阻燃剂、协调阻燃剂、辅助阻燃剂、热稳定剂和相容剂再次加到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌阻燃ABS材料；
（3）将抗菌阻燃ABS粒子加入注塑机中，于200-210℃下进行注塑得到注塑级抗菌阻燃ABS制件。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明将银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜与ABS按照质量比为10:1制成抗菌母粒，使银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜有效的均匀分散在ABS树脂中，从而提高其抗菌效率的发挥，比单独使用抗菌剂的抗菌效果要优越。
（2）本发明制备的注塑级抗菌阻燃ABS材料，随着抗菌母粒的加入，可有效地防止抗菌ABS塑料的变色，提高抗菌性能。随着抗菌母粒的增加抗菌ABS塑料的抗菌性能提高。
（3）本发明与现有技术相比，通过添加润滑剂与阻燃剂，能更好的增加材料的流动性，更容易注塑成型，缩短注塑周期，提高了生产效率，降低了能耗。
（4）加入协调阻燃剂和辅助阻燃剂可以改善阻燃剂分布，形成致密结构而使它们形成复合效果，提高ABS材料的阻燃效果。
（5）加入热稳定剂和抗氧剂主要防止ABS受大气作用，减小变色和链段的断裂。
具体实施方式：
以下实施例中ABS树脂选择丁二烯含量为5-35%、其在220℃、10KG条件下熔体流动速率为5-30g/min的。
抗菌母粒是由银离子类抗菌剂、氧化锌或氧化铜中至少一种与ABS按照质量比为10:1制成。
受阻酚类抗氧剂选择2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯；
亚磷酸脂类选择三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三（十六碳醇）酯；
受阻胺类抗氧剂选择二苯胺或对苯二胺。
    实施例1：
（1）将银离子类抗菌剂与ABS树脂按照质量比为10:1制成抗菌母粒；
（2）将ABS树脂70 份、抗菌母粒1.0份、抗氧剂2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.0份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯1.2份混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌ABS母粒；
（3）将抗菌ABS母粒和阻燃剂十溴二苯乙烷19 份、协调阻燃剂水滑石5.0份、辅助阻燃剂聚四氟乙烯0.2份、热稳定剂硬脂酸锌0.2份和相容剂马来酸酐1.0份再次加到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌阻燃ABS材料；
（4）将抗菌阻燃ABS粒子加入注塑机中，于200-210℃下进行注塑得到注塑级抗菌阻燃ABS制件。
按实施例相同的制备方法制备实施例2-4，其各例配方组成如下所示：
实施例2：
ABS树脂               72份
阻燃剂溴代三嗪         10份
溴化聚苯乙烯     5份
协调阻燃剂水滑石       3.0份
辅助阻燃剂聚四氟乙烯   0.3份
热稳定剂硬脂酸钙       0.4份
抗菌母粒               0.7份
相容剂马来酸酐         0.5份
ABS接枝马来酸酐  0.5份
抗氧剂                0.8份
润滑剂N,N-已撑双硬脂酰胺      1份
制备方法同实施例1。
实施例3：
ABS树脂               75份
阻燃剂四溴双酚A                 12份
协调阻燃剂水滑石             2.0份
辅助阻燃剂聚四氟乙烯             0.3份
热稳定剂硬脂酸镁                0.2份
抗菌母粒                0.5份
相容剂ABS接枝马来酸酐                 0.7份
抗氧剂                 1.0份
润滑剂氧化聚乙稀蜡                       0.4份
      酰胺蜡            0.5
制备方法同实施例1。
实施例4：
ABS树脂               76份
阻燃剂溴化聚苯乙烯     7份
协调阻燃剂水滑石       2.0份
辅助阻燃剂聚四氟乙烯   0.5份
热稳定剂硬脂酸镁       0.2份
        硬脂酸钙       0.3份
抗菌母粒               0.5份
相容剂马来酸酐         0.5份
抗氧剂                 0.3份
润滑剂甘油单酯酸值       0.2份
制备方法同实施例1。
对比例1：
按实施例1的制备方法制备对比例1，其与实施例1的区别仅在于不加入抗菌母粒：
（1）将ABS树脂70 份、抗氧剂2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.0份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯1.2份混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌ABS母粒；
（2）将抗菌ABS母粒和阻燃剂十溴二苯乙烷19 份、协调阻燃剂水滑石5.0份、辅助阻燃剂聚四氟乙烯0.2份、热稳定剂硬脂酸锌0.2份和相容剂马来酸酐1.0份再次加到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌阻燃ABS材料；
（3）将抗菌阻燃ABS粒子加入注塑机中，于200-210℃下进行注塑得到注塑级抗菌阻燃ABS制件。
对比例2：
按实施例1的制备方法制备对比例1，其与实施例1的区别仅在于是直接加入银离子抗菌剂，并没有加协调阻燃剂和辅助阻燃剂：
（1）将ABS树脂70 份、抗菌剂银离子1.0份、抗氧剂2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.0份、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯1.2份混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌ABS母粒；
（2）将抗菌ABS母粒和阻燃剂十溴二苯乙烷19 份、热稳定剂硬脂酸锌0.2份和相容剂马来酸酐1.0份再次加到双螺杆挤出机中，熔融后进行挤出、冷却、风干、切粒得到抗菌阻燃ABS材料；
（3）将抗菌阻燃ABS粒子加入注塑机中，于200-210℃下进行注塑得到注塑级抗菌阻燃ABS制件。
将上述实施例1-3与对比例1-2制备的ABS材料按照相关的检测标准分别检测各自的熔体流动速率、机械强度、阻燃性、气味性与抗菌性等性能，其具体数据见下表一：
   表一： 抗菌阻燃ABS材料主要物性指标：