一种改性HIPS抗菌塑料的制备工艺的制作方法

一种改性hips抗菌塑料的制备工艺
技术领域
1.本发明属于塑料改性技术领域，具体为一种改性hips抗菌塑料的制备工艺。


背景技术：

2.抗菌塑料是一类在使用环境中能对沾污在塑料表面上的细菌、霉菌、藻类甚至病毒等起抑制增殖或杀灭作用的塑料，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清洁。抗菌塑料主要通过在普通塑料中添加抗菌添加剂的方法获得。抗菌塑料使用中首先要满足塑料作为基本材料使用时对其物理、化学、机械等性能的必要要求，同时要考虑具备抗菌这一特殊功能的要求以及由此产生的附加因素。因此，抗菌塑料要有良好的力学强度外观、化学稳定性，良好的可加工性。在抗菌性方面，要求抗菌塑料能够适应使用环境，并应当有高效、广谱、长效的抗菌性。由于抗菌塑料中含有少量抗菌添加剂，因此要求所用的抗菌添加剂达到规定的卫生安全性，并使终极的抗菌塑料成品达到无毒、无异味、对环境无害的要求。
3.抗菌塑料所用的抗菌添加剂一般分为有机系、无机系和自然抗菌添加剂。从本世纪中叶较多使用有机抗菌添加剂整理织物获得抗微生物纤维制品，到80年代后无机系抗菌添加剂得到迅速发展和应用，抗菌塑料的研制开发进进了无机有机复合抗菌的新时代。无机/有机复合方法和应用的研究对于发挥此两大类材料的抗菌特点很有意义。另外，在高分子链上直接引进抗菌化合物活性基团的合成研究也越来越受到重视。其中在家电和日用品中得到应用后，抗菌塑料将越来越多地应用在建材和室内装饰材料中。高档轿车的内饰也将越来越多采用抗菌材料，如日产轿车的方向盘、内饰绒布、座位、把手等已采用抗菌塑料和抗菌材料制作。


技术实现要素：

4.本发明提供一种改性hips抗菌塑料的制备工艺，本发明通过在通用级hips树脂中添加纳米tio2实现hips的抗菌功能化,利用添加玻璃纤维增强hips的强度,开辟了hips专用板材制备与生产的新方法,对扭转用hips的现状有重要的应用价值,具有良好的市场前景。
5.为达以上目的，具体方案如下：
6.本发明提供了一种改性hips抗菌塑料的制备工艺，具体步骤为：(1)称取15-30重量份的玻璃纤维,0.2-2重量份的纳米tio2及1-5重量份的抗菌添加剂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；(2)在步骤(1)所得混料中加入100重量份的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成hips抗菌塑料。
7.优选地，所述抗菌添加剂为改性苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂。
8.优选地，所述抗菌添加剂为改性苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和丙硫唑的混合物。
9.优选地，所述改性苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和丙硫唑的重量份数比为1:3-6。
10.优选地，所述抗菌添加剂为苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物。
11.所述苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物的制备方法为：将8-12重量份的苯并异噻唑啉酮和1-2重量份的丙硫唑混合，然后加入1-2重量份的马来酸苷在温度为80-120℃温度下接枝，得到苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物。
12.本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
13.1、本发明通过在通用级hips树脂中添加纳米tio2实现hips的抗菌功能化,利用添加玻璃纤维增强hips的强度,开辟了hips专用板材制备与生产的新方法,对扭转用hips的现状有重要的应用价值,具有良好的市场前景。
14.2、本发明改性hips抗菌塑料的主要优点是：化学稳定性好，在一般条件下塑料不会与其他物质发生化学反应，产品制造成本低。
15.3、塑料原料本身虽然不那么便宜，单由于塑料易于加工，能够大批量生产，折本费用比较低廉，所以能降低产品成本。并且抗菌塑料抗菌性能优异、添加量低，杀菌广谱、安全无毒，理化性质稳定、耐高温、效果持久，粒度小，可用于薄膜、纤维等特殊场合。
16.本发明的材料应用广泛，主要用于以下方面：
17.在家电领域，抗菌塑料主要用于家电的按钮、封条、内部件等容易滋生霉菌的部位。冰箱侧重于门封条、内胆、果蔬盒等的抗菌，洗衣机下水管道的防霉、按钮薄膜的抗菌很重要，空调主要侧重于空调过滤网的抗菌，小家电侧重于与食物接触的部分和按钮薄膜的抗菌，厨房电器大多会在内胆涂层、按钮和把手上使用抗菌塑料。
18.家用电器如:洗衣机、空调、空气净化器、净水机、冰箱等家电，使用一段时间后滋生大量致病菌、霉菌等，对消费者的健康造成直接的威胁。近几年，消费者对具有抗菌功能的家电更加热衷，抗菌塑料也受到家电生产商的青睐。
具体实施方式
19.下面将结合本发明中的实施例，对分发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.第一部分：
21.实施例1：
22.(1)选取15公斤玻璃纤维,0.2公斤纳米tio2及1公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
23.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
24.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例1的hips抗菌塑料。
25.实施例2：
26.(1)选取25公斤玻璃纤维,1.2公斤纳米tio2及5公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
27.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
28.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例2的hips抗菌塑料。
29.实施例3：
30.(1)选取22公斤玻璃纤维,0.6公斤纳米tio2及4公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
31.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
32.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例3的hips抗菌塑料。
33.实施例4：
34.(1)选取28公斤玻璃纤维,2公斤纳米tio2及2公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
35.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
36.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例4的hips抗菌塑料。
37.实施例5：
38.(1)选取19公斤玻璃纤维,0.8公斤纳米tio2及3公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
39.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
40.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例5的hips抗菌塑料。
41.实施例6：
42.(1)选取30公斤玻璃纤维,1.8公斤纳米tio2及5公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
43.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
44.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例6的hips抗菌塑料。
45.第二部分：
46.实施例7：
47.(1)选取15公斤玻璃纤维,0.2公斤纳米tio2及0.8公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和0.2公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
48.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
49.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例7的hips抗菌塑料。
50.实施例8：
51.(1)选取25公斤玻璃纤维,1.2公斤纳米tio2及4公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和1公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
52.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
53.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例8的hips抗菌塑料。
54.实施例9：
55.(1)选取22公斤玻璃纤维,0.6公斤纳米tio2及3.2公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和0.8公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
56.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
57.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例9的hips抗菌塑料。
58.实施例10：
59.(1)选取28公斤玻璃纤维,2公斤纳米tio2及1.6公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和0.4公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
60.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
61.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例10的hips抗菌塑料。
62.实施例11：
63.(1)选取19公斤玻璃纤维,0.8公斤纳米tio2及2.4公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和0.6公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
64.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
65.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例11的hips抗菌塑料。
66.实施例12：
67.(1)选取30公斤玻璃纤维,1.8公斤纳米tio2及4公斤的苯并异噻唑啉酮接枝丙烯酸锌树脂和1公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
68.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
69.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例12的hips抗菌塑料。
70.第三部分：
71.制备苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物：将10重量份的苯并异噻唑啉酮和1重量份的丙硫唑混合，然后加入1重量份的马来酸苷在温度为80-120℃温度下接枝，降温，得到苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物。
72.实施例13：
73.(1)选取15公斤玻璃纤维,0.2公斤纳米tio2及1公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
74.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
75.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例13的hips抗菌塑料。
76.实施例14：
77.(1)选取25公斤玻璃纤维,1.2公斤纳米tio2及5公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
78.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
79.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例14的hips抗菌塑料。
80.实施例15：
81.(1)选取22公斤玻璃纤维,0.6公斤纳米tio2及4公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
82.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用hips树脂,搅拌20-40分钟；
83.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例15的hips抗菌塑料。
84.实施例16：
85.(1)选取28公斤玻璃纤维,2公斤纳米tio2及2公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
86.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
87.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例16的hips抗菌塑料。
88.实施例17：
89.(1)选取19公斤玻璃纤维,0.8公斤纳米tio2及3公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
90.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
91.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例17的hips抗菌塑料。
92.实施例18：
93.(1)选取30公斤玻璃纤维,1.8公斤纳米tio2及5公斤的苯并异噻唑啉酮和丙硫唑的络合物放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
94.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
95.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例18的hips抗菌塑料。
96.实施例19：
97.(1)选取19公斤玻璃纤维,0.8公斤纳米tio2及3公斤的丙硫唑放入一混合装置中搅拌30-40分钟；
98.(2)在步骤(1)所得混料中加入100公斤的通用级hips树脂,搅拌20-40分钟；
99.(3)将步骤(2)所得混料利用螺旋机所得混料制成实施例19的hips抗菌塑料。
100.将以上实施例1-19制得的改性hips抗菌塑料加工为果蔬盒进行抗菌性能测试，测试方法参考：gb/t31402-2015/iso22196:2007《塑料表面抗菌性能试验方法》和gb/t24128-2009《塑料防霉性能试验方法》。
101.1、将大肠杆菌菌液滴于样品上，在温度为26℃，湿度为80，ph为6-7的环境下培养24h后，活板计数计算大肠杆菌抗菌率。
102.2、将金黄色葡萄球菌菌液滴于样品上，在温度为26℃，湿度为80，ph为6-7的环境下培养24h后，活板计数计算金黄色葡萄球菌抗菌率。
103.3、样品暴露于将霉菌生长的场所，来测定样品长菌的程度。
104.结果如下：
105.[0106][0107]
通过以上实施例1-19的数据，可以惊喜的发现，本发明实施例1-18的hips抗菌塑料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果明显，实施例19的抗菌效果明显弱于实施例1-18。
[0108]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。