一種低氣味、低散發(fā)、抗菌abs復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料及其制備方法，包含組分：ABS樹脂：47-97.4%；改性劑：0-40%；相容劑：1-3%；抗菌劑：0.5-2%；水母粒1-5%；助劑0.1-3%；所述抗菌劑為光觸媒抗菌劑與銀系無機抗菌劑復配而成的抗菌劑；其制備方法是將ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合1-3min；混合均勻，置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂料口加入水母粒，熔融擠出，造粒干燥，即得。本發(fā)明使用以高熔體發(fā)泡PP為載體的水母粒作為氣提劑，可以有效去除加工過程中產(chǎn)生的各種揮發(fā)性小分子和有機化合物，添加抗菌劑后，材料的抗菌能力明顯增加，所制備的ABS復合材料不僅具有低氣味、低散發(fā)的特性，而且具有優(yōu)異的抗菌效果。
【專利說明】一種低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及改性塑料領域，具體涉及一種低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)樹脂具有良好的機械性能和優(yōu)異的成型加工特性，在汽車行業(yè)也得到了廣泛應用。如汽車內(nèi)飾中的門板、儀表板、副儀表板、遮陽板。并且也廣泛應用于家用電器、辦公設備、儀器儀表、交通運輸、建筑材料、日用器具及包裝材料等領域。
[0003]我國為了更好的管控新車車內(nèi)的空氣質(zhì)量，在2012年3月I日頒布了《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》，并開始實施。這要求材料生產(chǎn)廠商提供更低氣味、更低VOC的產(chǎn)品來滿足消費者的需求。內(nèi)飾材料所含揮發(fā)氣體是新車味的主要來源，因此需要控制汽車內(nèi)飾件的氣體揮發(fā)量，即控制VOC和TV0C。
[0004]減少氣味可以采取下面幾種措施:1、化學反應方法:指一些能與有氣味小分子物質(zhì)反應的添加劑，這些添加劑和小分子反應，產(chǎn)生分子鏈大、在一般環(huán)境中不能揮發(fā)出來的另一種化合物，從而消除氣味，例如蓖麻油酸鋅是通過螯合醛酮分子來降低氣味的；2、物理吸附:理論上講，大量的空洞可以對任何產(chǎn)生氣味或其他揮發(fā)份的小分子進行吸附，吸附劑包括活性炭、硅膠、凹凸棒、粘土礦物體系、分子篩、沸石、硅灰石、膨潤土等。圍繞上述因素，人們做了不少工作。
[0005]專利200510026760.0提到氣味為樹脂原材料、穩(wěn)定劑、礦物填料以及加工裂解產(chǎn)生的，氣味解決方法:納米氧化鋅和納米二氧化鈦。專利CN101817953B添加了氣味吸附劑制備了一種低散發(fā)的改性聚丙烯復合材料，氣味吸附劑包括:粘土，膨潤土，多孔二氧化硅，活性氧化鋁或分子篩。然而，這些方法都僅僅針對某一組份對氣味的影響，從而添加吸附劑來降低氣味，但實際上材料氣味是多種組分氣味相互作用的結(jié)果。
[0006]另外，對于材料還應該有抗菌方面的要求。據(jù)悉，在空調(diào)客車、市內(nèi)各種公交車及地鐵上，溫度適宜細菌生長，不利于駕駛員和乘客的健康。而在高檔汽車的競爭中，產(chǎn)品人性化、健康化將是競爭的焦點之一。
[0007]目前，中國對塑料制品的抗菌已經(jīng)有一個工業(yè)標準，今后轎車內(nèi)的塑料零部件都應按此標準來規(guī)范，以減少塑料件表面滋生細菌?？咕鷺藴饰?抗細菌率符合I > 99%的抗菌塑料可以作為強抗菌塑料，抗細菌率符合I > 90%的抗菌塑料可以作為有抗菌作用塑料。目前對抗菌材料的報道集中在聚丙烯材料，如專利CN 1017255771A采用添加載銀離子抗菌劑來達到抗菌作用。而ABS抗菌材料報道很少。
[0008]因此，開發(fā)一種能夠全面解決各種氣味問題而又具有良好抗菌效果的ABS復合材料顯得十分重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的首要目的在于提供一種具有低氣味、低散發(fā)特性，且抗菌效果優(yōu)異的ABS復合材料。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料的制備方法。
[0011]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料，按重量百分比計，包含以下組分:
ABS 樹脂:47-97.4%
改性劑:0-40%
相容劑:1-3%
抗菌劑:0.5-2%
水母粒1-5%
助劑0.1-3% ；
其中，所述水母粒按重量百分比計，包括以下組分:
聚丙烯1%-49% ；
水50%-98% ；
礦物填料0.1-5% ；
本發(fā)明所述的水母粒，是由聚丙烯，礦物填料和水組成的復合物，該復合物含水量^ 50%，優(yōu)選60-90% ;所述聚丙烯為高熔體強度聚丙烯，其熔體強度> 5cN ;其中，熔體強度測試條件為:在190°C的實驗溫度下，使用長徑比為10:1的毛細管口模，口模到滾輪的距離為24cm,柱塞下降速度為0.10mm/s,牽引滾輪的加速度為5mm/s2。
[0012]所述水母粒的制備方法，包括如下步驟:
(1)將聚丙烯與礦物填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發(fā)泡顆粒；
(2)以水為發(fā)泡劑，將聚丙烯預發(fā)泡顆粒進行發(fā)泡，制備得到高熔體強度的發(fā)泡聚丙
烯；
(3)將高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到不同含水量的水母粒，放出待用。
[0013]本發(fā)明的水母粒加入量優(yōu)選1_5%，加入過多的水母粒，水母粒會在螺桿中沸騰，從而不利于生產(chǎn)。
[0014]所述抗菌劑為光觸媒抗菌劑與銀系無機抗菌劑復配而成的抗菌劑，優(yōu)選為重量百分比為1:1復配而成的抗菌劑。采用光觸媒抗菌劑與銀系無機抗菌劑復配而成的抗菌劑，可以克服單一抗菌劑的局限性；其抗菌機理為:吸收紫外光、可見光等外界能量，通過激發(fā)電子躍遷，激活抗菌劑周圍的氧氣和水分子，成為活性氧和氫氧自由基。它們能氧化或使細菌細胞中的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、糖苷等發(fā)生反應，破壞其正常結(jié)構(gòu)，從而使細菌死亡或喪失增殖能力。
[0015]所述ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制備方法為本體法或乳液法，其中丁二烯的重量百分比含量為10-55%，丙烯腈的重量百分比含量為15-32%，苯乙烯的重量百分比含量為30-70%。
[0016]所述的改性劑為目前用于對ABS進行改性的所有助劑，包括增韌劑，耐熱劑，阻燃劑，抗靜電劑等。如增韌劑-如ABS高膠粉，耐熱劑-如N-苯基接枝馬來酰亞胺、阻燃劑-如十溴二苯乙烷(DBPE)、抗靜電劑-如聚乙二醇體系聚酰胺PEG-PA等。
[0017]所述相容劑為聚丙烯與馬來酸酐的接枝物PP-g-MAH，接枝率為0.3-1.2%，其熔融指數(shù)為50-120g/10min(190°C，2.16kg);馬來酸酐接枝相容劑通過引入強極性反應性基團，使材料具有高的極性和反應性，能大大提高復合材料的相容性和填料的分散性。
[0018]本發(fā)明復合材料還包括0.1-3% (重量百分比)的助劑，所述助劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾種的混合。由于本發(fā)明為汽車內(nèi)飾用ABS復合材料，可根據(jù)不同汽車內(nèi)飾的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等對上述助劑進行單獨使用，或者復合使用。熱穩(wěn)定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通?？蛇x自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上。光穩(wěn)定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類或紫外線吸收劑。加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種以上。
[0019]本發(fā)明所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(O按重量百分比稱取ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合
l-3min ;混合均勻,得到預混料；
(2)將預混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂料口加入水母粒，進行熔融擠出，造粒干燥，即得。
[0020]所述熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度140_210°C，二區(qū)溫度190_240°C，三區(qū)溫度190-280 °C,四區(qū)溫度190-280 °C，五區(qū)溫度190-280 °C，六區(qū)溫度190_280°C，七區(qū)溫度190-2800C，八區(qū)溫度190-280°C，九區(qū)溫度190_280°C，主機轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘；雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
1)本發(fā)明使用以馬來酸酐接枝物為相容劑，能大大提高復合材料的相容性和填料的分散性，以高熔體發(fā)泡PP為載體的水母粒作為氣提劑，可以有效去除加工過程中產(chǎn)生的各種揮發(fā)性小分子和有機化合物，所制備的ABS復合材料具有低氣味、低散發(fā)的特性，可以滿足汽車內(nèi)飾件的要求；
2)本發(fā)明使用的水母粒簡單易得，制備工藝簡單，成本低，能有效去除氣味的同時，而又不影響組合物的機械性能；
3)本發(fā)明提出的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料的制備方法簡單易行，采取側(cè)喂料加料的方式加入水母粒，避免了從主喂料加入時而導致水母粒中的水分過早揮發(fā)的問題，能更加有效的去除氣味；
4)本發(fā)明添加抗菌劑后，復合材料的抗菌能力明顯增加,制備的ABS復合材料具有優(yōu)異的抗菌效果，可以作為抗菌材料用于汽車，冰箱，電視機行業(yè)。
【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明，以下實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受下述實施例的限制。
`[0023]以下實施例和對比例中，擠出機熔融擠出的加工條件如下:一區(qū)溫度140-21 (TC，二區(qū)溫度190-240°C，三區(qū)溫度190-280°C，四區(qū)溫度190_280°C，五區(qū)溫度190_280°C，六區(qū)溫度190-280°C，七區(qū)溫度190-280°C，八區(qū)溫度190_280°C，九區(qū)溫度190_280°C，主機轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘。雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0024]所述的ABS為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制備方法為本體法或乳液法。具體牌號可以是目前市售的各種牌號的ABS數(shù)據(jù)，如巴斯夫的GP-22，LG化學的121H，奇美的PA-757，高橋的ABS 8434等。
[0025]所述的改性劑為目前用于對ABS進行改性的所有助劑，包括增韌劑，耐熱劑，阻燃劑，抗靜電劑等。如增韌劑-如韓國錦湖ABS高膠粉，耐熱劑-如觸媒化學公司生產(chǎn)的N-苯基接枝馬來酰亞胺、阻燃劑-如美國Albermale公司生產(chǎn)的十溴二苯乙烷(DBPE)、抗靜電劑-如旭化成公司生產(chǎn)的聚乙二醇體系聚酰胺PEG-PA等。
[0026]所述相容劑選自沈陽科通塑膠有限公司的KT-1，接枝率為0.8%，熔融指數(shù)為60g/10min (190°C, 2.16kg)。
[0027]所述抗菌劑為光觸媒抗菌劑與銀系無機抗菌劑復配而成的抗菌劑，優(yōu)選為重量百分比為1:1復配而成的抗菌劑。其中，光觸媒抗菌劑為銳鈦型的TiO2，選自華微科技；銀系無機抗菌劑選自廣州茵諾威化工有限公司，具體型號為ips3。
[0028]水母粒的制備:
將不同熔體強度的高熔體強度聚丙烯與礦物填料按表1所示配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發(fā)泡顆粒；以水為發(fā)泡劑，將聚丙烯預發(fā)泡顆粒進行發(fā)泡，制備得到高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯；將高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到如表1所示含水量的水母粒，放出待用。
[0029]表1水母粒的各組分含量(重量百分比)
【權(quán)利要求】
1.一種低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料，其特征在于:按重量百分比計，包含以下組分: ABS 樹脂:47-97.4% 改性劑:0-40%相容劑:1-3% 抗菌劑:0.5-2%水母粒1-5% 助劑0.1-3% ； 其中，所述水母粒按重量百分比計，包括以下組分: 聚丙烯1%-49% ； 水50%-98% ； 礦物填料0.1-5% ； 所述聚丙烯為高熔體強度聚丙烯，其熔體強度> 5cN ； 所述抗菌劑為光觸媒抗菌劑與銀系無機抗菌劑復配而成的抗菌劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述抗菌劑選自重量百分比為1:1復配而成的抗菌劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料，其特征在于:所述ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量為10-55%，丙烯腈的重量百分比含量為15-32%,苯乙烯的重量百分比含量為30_70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述改性劑為N-苯基接枝馬來酰亞胺、十溴二苯乙烷、高膠粉或聚乙二醇體系聚酰胺中的一種或幾種的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述相容劑為聚丙烯與馬來酸酐的接枝物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述助劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾種的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑為酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上；所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類或紫外線吸收劑中的一種或幾種的混合；所述加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂、硬脂酸復合酯或酰胺類中的一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料，其特征在于:所述水母粒中含水量為60-90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料,其特征在于:所述礦物填料為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的一種或幾種的混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料，其特征在于:所述水母粒的制備方法，包括如下步驟: (1)將聚丙烯與礦物填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發(fā)泡顆粒； (2)以水為發(fā)泡劑，將聚丙烯預發(fā)泡顆粒進行發(fā)泡，制備得到高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯； (3)將高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到不同含水量的水母粒，放出待用。
11.權(quán)利要求f10任一項所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (O按重量百分比稱取ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合l-3min ;混合均勻,得到預混料； (2)將預混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂料口加入水母粒，進行熔融擠出，造粒干燥，即得。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的低氣味、低散發(fā)、抗菌ABS復合材料的制備方法，其特征在于:所述熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度140-210°C，二區(qū)溫度190-240°C，三區(qū)溫度190-280 °C,四區(qū)溫度190-280 °C，五區(qū)溫度190-280 °C，六區(qū)溫度190-280 °C，七區(qū)溫度190-280°C，八區(qū)溫度190-280°C，九區(qū)溫度190_280°C，主機轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘；雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
【文檔編號】C08L51/06GK103724923SQ201310666766
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】肖華明, 袁志敏, 陶四平, 李晟, 李欣, 張春懷, 王揚利, 李聰 申請人:天津金發(fā)新材料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司