[發明專利]一種抗菌透明聚苯乙烯材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210549265.8
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103044795A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳通華;張鷹;張祥福;周文
• 申請（專利權）人: 上海普利特復合材料股份有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L51/04;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/22;B29C47/92
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發明涉及一種抗菌透明聚苯乙烯材料及其制備方法，屬于聚合物改性和加工領域。

背景技術

聚苯乙烯（PS）作為五大通用塑料之一，具有質輕、價廉、尺寸穩定性和電性能好、制品透明、易于加工成型等優點，廣泛應用于汽車、家用電器、儀表外殼、兒童玩具、辦公用品、運動器材、包裝等領域。但是聚苯乙烯制品在加工生產、運輸、儲存和使用過程中易被微生物污染，對人們的身體健康會造成一定的危害。隨著人們生活水平和健康意識的不斷提高，對聚苯乙烯的抗菌性能要求愈發強烈，特別是作為日常生活用品和兒童用品使用時。因此，開發具有抗菌性能的聚苯乙烯材料，對人們的身體健康及環保事業有著十分重要的現實意義。

目前對抗菌聚苯乙烯的研究還比較少，中國專利CN?102276937A發明了一種抗菌聚苯乙烯組合物，使用聚胍/聚硅酸鹽作為復合抗菌劑，雖然組合物具有優異的抗菌性能，但由于復合抗菌劑的制備過程相當復雜，難以工業化生產，存在明顯的缺陷。

二氧化鈦（TiO₂）因具有無毒、無味、無刺激性，穩定性強等特點，近年來作為一種新型的抗菌材料備受人們關注。如中國專利CN?101659773A公開了一種納米TiO₂-聚苯乙烯微球復合物及其制備方法，然而其制備過程包括對納米TiO₂改性、制備聚苯乙烯微球和TiO₂在聚苯乙烯微球表面吸附，難以規模化生產。此外由于納米TiO₂的殺菌性能主要是利用太陽光、照明燈中的紫外光激發使電子發生躍遷，對光利用率不高，特別是在光缺乏的環境中，其抗菌作用較弱，因此需要對其進行改性及優化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗菌透明聚苯乙烯材料及其制備方法，其中抗菌粒子分散均勻，制得的聚苯乙烯材料具有優異的抗菌性能和良好的透明性，能更好地滿足現實對材料的抗菌和使用要求。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種抗菌透明聚苯乙烯材料，由下列重量百分比計的原料配制成：

其中所述的聚苯乙烯為通用級聚苯乙烯（GPPS）和高抗沖聚苯乙烯（HIPS）中的一種或兩種組合。

所述的復合抗菌粒子是以銳鈦礦型納米二氧化鈦（TiO₂）粒子為基質，摻雜10%納米氧化鋅（ZnO），采用球磨法使兩者混合均勻而得到。

所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑的一種或幾種組合。

所述的分散劑為聚乙烯蠟和聚丙烯蠟中的一種或兩種組合。

所述的抗氧劑為受阻酚類主抗氧劑和亞磷酸酯類輔助抗氧劑。

上述抗菌透明聚苯乙烯材料的制備方法如下：

1）將復合抗菌粒子、偶聯劑、分散劑和抗氧劑放入高速混料機中進行預混合，混料時間為5～10分鐘；

2）將步驟1）混合均勻的物料與聚苯乙烯一起放入高速混料機進行混合，混料時間為5～15分鐘；

3）將步驟2）混合均勻的物料經雙螺桿擠出機熔融擠出后冷卻造粒制得，其工藝為：一區180～190℃，二區190～200℃，三區200～210℃，四區195～205℃，壓力為12～18MPa。

為了改善聚苯乙烯的抗菌性能，本發明的技術方案是先對納米TiO₂粒子進行ZnO摻雜處理，降低TiO₂電子躍遷的禁帶寬度，使其吸收光波發生紅移，增加光的響應范圍，從而提高在陽光或照明光下的光催化活性。抗菌粒子通過與偶聯劑和分散劑的預混合步驟，增加了在聚苯乙烯基體中的分散程度，最終提高材料的抗菌性能。

本發明的優點是：

1、本發明通過對納米TiO₂粒子進行摻雜ZnO處理，提高了TiO₂粒子在光缺乏環境中的抗菌能力，在較弱的可見光作用下就具有較強的抗菌作用，從而制備得到具有優異抗菌性能的聚苯乙烯材料。

2、通過與偶聯劑和分散劑的預混合步驟，有效提高了抗菌粒子在基體樹脂中的分散程度，大大提高了聚苯乙烯材料的透明性和抗菌性能。

3、本發明提出的抗菌透明聚苯乙烯材料對聚苯乙烯本身的力學性能影響很小，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明：