抗菌抗静电填料、抗菌抗静电性能ABS复合材料及其制备方法与流程

抗菌抗静电填料、抗菌抗静电性能abs复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗菌抗静电填料、抗菌抗静电性能abs复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(abs)是一种广泛应用高分子树脂，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abs的抗菌性能、抗静电性能一般，这限制了abs复合材料在一些特定领域中的应用。因此，如何能够同时改进abs材料的抗菌性能以及抗静电性能，这对于扩展abs复合材料的应用具有非常重要的现实意义。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创新地合成了一种抗菌抗静电填料、抗菌抗静电性能abs复合材料及其制备方法，该复合材料具有很好的抗菌性能、抗静电性能，有效解决了现有技术的abs抗菌性能、抗静电性能有限的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种抗菌抗静电填料，采用以下方法制备得到：
5.称取聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、香芹酚、乙醇溶液、硝酸银置于反应器皿中，于常温下反应10-16h，过滤、洗涤、干燥，得香芹酚-丙烯酸-富勒烯-ag

复合材料，即抗菌抗静电填料。
6.作为优选，所加入的聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、香芹酚、乙醇溶液、硝酸银的质量比为(30-40)：(10-14)：(60-70)：(6-8)。
7.作为优选，所述聚丙烯酸改性富勒烯粉材料采用以下方法制备得到：
8.称取去离子水、引发剂、丙烯酸、乳化剂置于反应器皿中，于60-80℃水浴中搅拌8-10h，制成溶液a；
9.称取富勒烯置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得到富勒烯粉；
10.称取溶液a、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、富勒烯粉置于反应器皿中，于70-90℃水浴中反应8-12h，过滤后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥，得到聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
11.作为优选，所加入的引发剂为过硫酸钾，乳化剂为十二烷基硫酸钠。
12.作为优选，所加入的去离子水、引发剂过硫酸钾、单体丙烯酸、乳化剂十二烷基硫酸钠的质量比为(80-90)：(0.2-0.4)：(30-40)：(0.1-0.3)。
13.作为优选，所加入的溶液a、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、富勒烯粉的质量比为(40-50)：(0.2-0.4)；(16-20)。
14.本发明提供了一种抗菌抗静电性能abs复合材料，按重量份计，主要包括或由以下组分组成：
15.abs
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80份-100份
16.上述技术方案所述的抗菌抗静电填料
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10份-16份
17.抗氧剂
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0.1份-0.5份。
18.在上述方案中，所加入的抗氧剂可选自irganox1010、irganox1330、irganox168中的至少一种。
19.作为优选，所述复合材料对于金黄色葡萄球菌的抑制率≥98.2％，对于大肠埃希氏菌的抑制率≥98.1％。
20.本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的抗菌抗静电性能abs复合材料的制备方法，包括以下步骤：
21.称取80份-100份的abs、10份-16份抗菌抗静电填料、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
22.将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料。
23.作为优选，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，依次为：一区温度180～210℃，二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃；所述双螺杆挤出机的机头温度200～230℃，螺杆转速200～280r/min。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.1、本发明提供了一种抗菌抗静电性能abs复合材料，其通过向abs材料中加入创新合成的抗菌抗静电填料，有效改善了现有abs材料的抗菌抗静电性能，这对于扩展abs复合材料的应用具有显著意义。
26.2、在本发明提供的abs复合材料中加入了创新合成的香芹酚-丙烯酸-富勒烯-ag

复合材料。富勒烯经过丙烯酸改性后，与香芹酚的结合能力增强，且天然抗菌剂香芹酚能破坏微生物细胞膜结构，抑制蛋白质和酶活性，从而对微生物有着强抑制或杀灭的作用。另一方面与金属离子ag

结合也对微生物具有极强的抑制作用，这也加强了abs复合材料的抗菌作用。因此，香芹酚-丙烯酸-富勒烯-ag

复合材料的加入可有效改善abs复合材料的抗菌性能。富勒烯本身就是良好的抗静电材料，它的存在改善了abs复合材料的抗静电性能。
27.香芹酚-丙烯酸-富勒烯-ag

复合材料反应机理如下：丙烯酸的聚合-交联反应主要分为两个过程。首先，引发剂过硫酸钠溶于水，在水中形成自由基，一部分由水相进入胶束内，不断形成乳胶粒；另一部分引发水相中的丙烯酸单体发生聚合，吸附十二烷基硫酸钠形成更多更大的乳胶粒。水相中的单体会不断扩散到乳胶粒内，促进链引发、增长，直至聚合成大分子聚丙烯酸。聚丙烯酸再利用交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯与富勒烯发生接枝交联，最后沉淀聚合在富勒烯表面。
28.丙烯酸聚合生成的大分子聚丙烯酸中含有大量的羧基，其一方面易吸附溶液中的ag

，与其发生配位络合，形成螯合物，另一方面与香芹酚结构中的羟基可以结合，最终形成香芹酚-丙烯酸-富勒烯-ag

复合材料。
具体实施方式
29.为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施方式对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
30.本发明所用的原料如下：
31.abs(型号750a)，大庆石化；过硫酸钾，济南双盈化工有限公司；丙烯酸，郑州森塔化工有限公司；十二烷基硫酸钠，苏州千行化工有限公司；乙二醇二甲基丙烯酸酯，济南鑫硕化工有限公司；富勒烯，江苏先丰纳米材料科技有限公司；硝酸银，济南晟越化工有限公司；香芹酚，武汉吉业升化工有限公司；去离子水，济南海瑞宝化工有限公司；乙醇溶液，上海方野化工有限公司。
32.制备例1
33.称取800g去离子水、2g引发剂过硫酸钾、300g单体丙烯酸、3g乳化剂十二烷基硫酸钠，置于反应器皿中，60℃水浴中搅拌8h，制成溶液a；
34.称取一定量的富勒烯，置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得富勒烯粉；
35.称取400g溶液a、2g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、160g富勒烯粉，置于反应器皿中，70℃水浴中反应8h，过滤之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥得聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
36.称取300g聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、100g香芹酚、600g乙醇溶液、60g硝酸银，置于反应器皿中，常温下反应10h，过滤、洗涤、干燥，得抗菌抗静电填料m1。
37.实施例1
38.称取80份abs、10份抗菌抗静电填料m1、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
39.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p1。
40.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200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃，螺杆转速200r/min。
41.制备例2
42.称取900g去离子水、4g引发剂过硫酸钾、400g单体丙烯酸、3g乳化剂十二烷基硫酸钠，置于反应器皿中，80℃水浴中搅拌10h，制成溶液a；
43.称取一定量的富勒烯，置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得富勒烯粉；
44.称取400g溶液a、4g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、200g富勒烯粉，置于反应器皿中，90℃水浴中反应12h，过滤之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥得聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
45.称取400g聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、140g香芹酚、700g乙醇溶液、80g硝酸银，置于反应器皿中，常温下反应16h，过滤、洗涤、干燥，得抗菌抗静电填料m2。
46.实施例2
47.称取100份的abs、16份抗菌抗静电填料m2、0.1份irganox1010、0.2份irganox168、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
48.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p2。
49.其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度210℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃，螺杆转速280r/min。
50.制备例3
51.称取850g去离子水、3g引发剂过硫酸钾、350g单体丙烯酸、2g乳化剂十二烷基硫酸
钠，置于反应器皿中，70℃水浴中搅拌9h，制成溶液a；
52.称取一定量的富勒烯，置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得富勒烯粉；
53.称取450g溶液a、3g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、180g富勒烯粉，置于反应器皿中，80℃水浴中反应10h，过滤之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥得聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
54.称取350g聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、120g香芹酚、650g乙醇溶液、70g硝酸银，置于反应器皿中，常温下反应13h，过滤、洗涤、干燥，得抗菌抗静电填料m3。
55.实施例3
56.称取90份的abs、13份抗菌抗静电填料m3、0.2份、irganox1330、0.1份irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
57.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p3。
58.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215℃，三区温度215℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃，螺杆转速240r/min。
59.制备例4
60.称取825g去离子水、3.5g引发剂过硫酸钾、365g单体丙烯酸、1.5g乳化剂十二烷基硫酸钠，置于反应器皿中，65℃水浴中搅拌8h，制成溶液a；
61.称取一定量的富勒烯，置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得富勒烯粉。
62.称取415g溶液a、3.5g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、185g富勒烯粉，置于反应器皿中，85℃水浴中反应11h，过滤之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥得聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
63.称取315g聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、115g香芹酚、655g乙醇溶液、75g硝酸银，置于反应器皿中，常温下反应14h，过滤、洗涤、干燥，得抗菌抗静电填料m4。
64.实施例4
65.称取95份的abs、11份抗菌抗静电填料m4、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
66.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p4。
67.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218℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃，螺杆转速230r/min。
68.制备例5
69.称取835g去离子水、3.5g引发剂过硫酸钾、395g单体丙烯酸、2.5g乳化剂十二烷基硫酸钠，置于反应器皿中，65℃水浴中搅拌9h，制成溶液a；
70.称取一定量的富勒烯，置于坩埚内，将其研磨成粉，过500目筛，得富勒烯粉；
71.称取465g溶液a、3.5g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、185g富勒烯粉，置于反应器皿中，75℃水浴中反应11h，过滤之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph＝7，干燥得聚丙烯酸改性富勒烯粉材料。
72.称取365g聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、135g香芹酚、655g乙醇溶液、75g硝酸银，置于反应器皿中，常温下反应13h，过滤、洗涤、干燥，得抗菌抗静电填料m5。
73.实施例5
74.称取95份的abs、15份抗菌抗静电填料m5、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
75.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p5。
76.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225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
77.对比例1(对比实施例5)
78.称取95份的abs、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
79.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料，记为d1。
80.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225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
81.对比例2(对比实施例5)
82.称取95份的abs、15份富勒烯、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
83.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料，记为d2。
84.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225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
85.对比例3(对比实施例5)
86.称取95份的abs、15份聚丙烯酸改性富勒烯粉材料、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
87.将所得混合料从挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料，记为d2。
88.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225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
89.上述实施例1-5、对比例1-3的abs复合材料的性能数据如下表1所示.
90.表1
[0091][0092]
由表1数据可以看出，x1-5对于金黄色葡萄球菌的抑制率≥98.2％，对于大肠埃希
氏菌的抑制率≥98.1％，与d1相比，其抗菌性能、抗静电性能均良好，与d1相比，其抗菌性能良好，且抗静电性能相当。由此可说明，本发明提供的方法制得的abs复合材料在抗菌性能、抗静电性能均得到了有效改善，从而可有效扩展abs复合材料的应用领域。