專利名稱：一種無色差抗菌ps塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗菌PS塑料領(lǐng)域，具體涉及一種無色差抗菌PS塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
PS塑料，即聚苯乙烯系塑料，是指大分子鏈中包括苯乙烯基的一類塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具體品種包括普通聚苯乙烯(GPPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)和茂金屬聚苯乙烯(SPS)等。PS塑料電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，強(qiáng)度一般，但質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂，不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑。
適于制作絕緣透明件、裝飾件及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等零件。PS塑料被廣泛應(yīng)用于光學(xué)工業(yè)中，這是因?yàn)樗辛己玫耐腹庑运?，可制造光學(xué)玻璃和光學(xué)儀器，也可制作透明或顏色鮮艷的，諸如小家電外殼、冰箱儲(chǔ)物盒、燈罩、照明器具等。PS還可制作諸多在高頻環(huán)境中工作的電氣元器件和儀表等。國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 21551.1-2010《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能通則》規(guī)定了家用和類似用途電器的抗菌要求。GB 21551.2-2010中對(duì)抗菌材料的抗菌性能要求抗菌率要大于或等于90%。例如GB 21551.4-2010中明確規(guī)定，抗菌電冰箱或其應(yīng)用抗菌材料生產(chǎn)的主要部件(接觸時(shí)間18-24h)，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抗菌率應(yīng)大于或等于90%?？咕芰现惺褂玫目咕劭蓺w為無機(jī)類、有機(jī)類和天然類。有機(jī)類抗菌粉存在毒理安全差，化學(xué)穩(wěn)定性差，會(huì)使微生物產(chǎn)生的耐藥性；易遷移耐久性差，特別是耐熱差，許多抗菌塑料在加工高溫下抗菌成份易分解。天然類抗菌粉在高溫下易炭化分解，應(yīng)用范圍窄，抗菌效果差。無機(jī)抗菌粉通過將無機(jī)抗菌材料固有的穩(wěn)定性和抗菌成分的高效性、廣譜性相結(jié)合，成功地克服了以上缺點(diǎn)。無機(jī)納米材料的制備是當(dāng)前材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)，特別是納米銀制備技術(shù)在加速發(fā)展，方法多種多樣。按實(shí)施狀態(tài)可分為乳液法、溶液法、氣相法，按反應(yīng)條件分為還原法、光照法、超聲法、水熱法、電解法以及最近采用X射線輻射法，上述方法各具特點(diǎn)。其中化學(xué)還原法因?yàn)樗鑼?shí)驗(yàn)條件簡單，易于控制而得到普遍應(yīng)用。但這一方法的合成通常應(yīng)用于水相，因?yàn)樗苋芙庠S多金屬鹽以及不同類型的表面活性劑和多種聚合物，并可通調(diào)整溶液中各組分之間的濃度比來控制粒子的尺寸和形狀，并使其處于穩(wěn)定狀態(tài)。水溶液中的納米銀粒子要獲得廣泛應(yīng)用，一般需要借助無機(jī)載體(玻璃粉、磷酸鋯鹽、沸石、硅藻土、碳纖維等)及有機(jī)載體(棉及粘膠纖維等)，將所含納米銀載體磨成干燥粉體，用于各類抗菌制品是當(dāng)前最主要的工藝方法。中國專利CN1600536公開一種納米層狀磷酸鋯載銀無機(jī)抗菌粉及其制備新方法。它以納米層狀磷酸鋯為載體，其pH在1-2之間，圓片最長徑小于600nm、厚度小于50nm，其制備過程通過模板劑與晶粒生長抑制劑來控制粉體的形貌與大小。銀離子的交換是采用鋅離子過渡法，此法使銀離子的利用率提高到100%，通過稍過量的鋅離子，在高溫下可形成氧化鋅包覆銀離子的微核結(jié)構(gòu)。但是PS塑料添加層狀磷酸鋯為載體的層狀磷酸鋯載銀后，由于銀的化學(xué)性質(zhì)活潑，銀離子與載體的結(jié)合力弱，層狀磷酸鋯為載體銀系抗菌粉的銀離子易于溶出氧化易變色。對(duì)塑料薄膜的透明度、自粘性有很大影響，獲得的塑料制品表面光潔度及機(jī)械性能有所下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在PS塑料中添加立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，對(duì)PS塑料物性改變很小，即保持了 PS塑料原有的高透光性和鮮艷的顏色，又產(chǎn)生了優(yōu)異的抗菌性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為提供一種無色差抗菌PS塑料，其由PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉混合成型而得，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉在抗菌PS塑料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。 作為本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，上述無色差抗菌PS塑料中所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，其粉體微觀結(jié)構(gòu)為立方體形狀，銀負(fù)載在立方體上，立方體邊長為400-1000nm。作為本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，上述無色差抗菌PS塑料中所述PS塑料母粒為聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、可發(fā)性聚苯乙烯和茂金屬聚苯乙烯。本發(fā)明的又一技術(shù)方案為提供一種無色差抗菌PS塑料的制備方法，制備立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，將PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉混合均勻，得到抗菌PS塑料，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉在抗菌PS塑料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。作為本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，上述無色差抗菌PS塑料的制備方法中，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的制備方法為I)立方體磷酸鋯載體的制備將氧氯化鋯、磷酸二氫鈉和草酸鈉溶于水于反應(yīng)釜中加熱攪拌，得立方體磷酸鋯載體；2)將步驟I)所得立方體磷酸鋯載體與硝酸鋅水溶液混合，攪拌后生成載鋅中間體；3)將載鋅中間體配制成6%_10%的水分散液，加入硝酸銀溶液，使得銀離子在載體中的含量為2%-4%，攪拌，洗滌，過濾，干燥，鍛燒得最終產(chǎn)物立方體磷酸鋯載銀抗菌粉。作為本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，上述無色差抗菌PS塑料的制備方法中，將PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉通過高速分散機(jī)，混合均勻，加入到50g臥式直壓注塑機(jī)直接注塑打板，合模力35T注塑成型。作為本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)，上述無色差抗菌PS塑料的制備方法中，所述PS塑料母粒為聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、可發(fā)性聚苯乙烯和茂金屬聚苯乙烯。本發(fā)明有益效果傳統(tǒng)技術(shù)中在PS塑料中添加層狀磷酸鋯載銀抗菌粉會(huì)降低PS塑料的透光性和霧度，影響最終產(chǎn)品的外觀。本發(fā)明就是在PS塑料中添加立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，制備出的PS抗菌塑料完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)抗菌要求的抗菌性能，并且對(duì)PS塑料物性改變很小，即保持了 PS原有的高透光性和鮮艷的顏色，又產(chǎn)生了優(yōu)異的抗菌性能。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式詳予說明?，F(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)磷酸鋯用于制備銀系抗菌材料時(shí)，需要在其層狀結(jié)構(gòu)之間插入銀離子，得到層狀磷酸鋯銀粉末，并進(jìn)行高溫處理。但是這種層狀磷酸鋯載銀粉末中的銀容易溶出和氧化，制得的PS塑料制品更會(huì)由于銀的溶出和氧化使得產(chǎn)品變色，影響透明度。本發(fā)明申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)將立方體磷酸鋯載銀作為抗菌粉加入到PS塑料中則可以有效的解決這一問題。實(shí)施例I藍(lán)色透明PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉通過高速分散機(jī)，混合均勻，加入到臥式直壓注塑機(jī)直接注塑打板，加工溫度一區(qū)180°C，二區(qū)200°C，三區(qū)220°C，合模力35T注塑成型。
50g聚苯乙烯母粒與O. 5g立方體磷酸錯(cuò)載銀抗菌粉通過高速分散機(jī),混合均勻，加入到50g臥式直壓注塑機(jī)直接注塑打板，加工溫度一區(qū)180°C，二區(qū)200°C，三區(qū)220°C，合模力35T注塑成型。上述PS塑料母?？蔀榫郾揭蚁⒏呖箾_苯乙烯聚、可發(fā)性聚苯乙烯和茂金屬聚苯乙烯。上述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，其粉體微觀結(jié)構(gòu)為立方體形狀，銀負(fù)載在立方體上，立方體邊長為400-1000nm。其制備方法包括以下步驟I)立方體磷酸鋯載體的制備將氧氯化鋯、磷酸二氫鈉和草酸鈉溶于水于反應(yīng)釜中加熱攪拌，得立方體磷酸鋯載體；所述氧氯化鋯、磷酸二氫鈉、草酸鈉摩爾比為I :(I. 5-2. I) (O. 7-1)，所述加熱的溫度為92°C，加熱的時(shí)間可為28h ;其中氧氯化鋯和磷酸二氫鈉為反應(yīng)原料，是產(chǎn)品中鋯元素和磷酸根的來源，草酸鈉為模板劑，用于控制載體的形貌。所述氧氯化鋯、磷酸二氫鈉、草酸鈉摩爾比最好為I : 2.0 : 0.7。2)將I)所得立方體磷酸鋯載體漿料(含水率4(Γ50%)與硝酸鋅水溶液混合，90°C下攪拌2h，生成載鋅中間體；所述立方體磷酸鋯載體漿料與硝酸鋅水溶液的配比質(zhì)量比為1:0. 4，所述硝酸鋅水溶液的濃度為40%-50%。3)將載鋅中間體配制成6%_10%的水分散液。加入硝酸銀溶液，使得銀離子在載體中的含量為4%，控制溫度為65°C，攪拌3h，洗滌過濾，干燥鍛燒得最終立方體磷酸鋯載銀抗菌粉。實(shí)施例2本發(fā)明方法制得的PS塑料與傳統(tǒng)方法制得的PS塑料的對(duì)比透光率和霧度測(cè)試方法GB/T 2410-2008透明塑料透光率和霧度的測(cè)定；抗菌測(cè)試按GB 21551. 2-2010中附錄A規(guī)定的方法抗細(xì)菌性能實(shí)驗(yàn)方法1(貼膜法)及效果評(píng)價(jià)?？咕鄣倪x擇主要以無機(jī)抗菌粉為主，因?yàn)闊o機(jī)抗菌粉安全，高效，廣譜抗菌，耐高溫，不改變?cè)谢牡奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)步驟50g藍(lán)色透明PS塑料母粒與O. 5g抗菌粉通過高速分散機(jī)，混合均勻，加入到50g臥式直壓注塑機(jī)直接注塑打板，加工溫度一區(qū)180°C，二區(qū)200°C，三區(qū)220°C，合模力35T注塑成型?？咕圻x擇
本發(fā)明立方體磷酸鋯載銀抗菌粉；玻璃載銀抗菌粉；納米ZnO ；沸石載銀抗菌粉；制作的PS塑料板進(jìn)行透光率實(shí)驗(yàn)如表I所示。
PS空白塑料立方體磷酸鋯玻璃載銀納米沸石載 載銀抗菌粉抗菌粉 ZnO 銀抗菌 ______粉
透光率 85%82%80% 75% 77%表I添加不同質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的抗菌PS塑料的透光率如表2所示。
Io. 5% 11. 0% 11. 1% 11. 2% 11. 3% 15%~[6%
透光率 83% 82% 82% 82% 82% 82% 80%表2抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果添加不同比例的立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的PS塑料抗菌率如表3所示。
Io. 5% Io. 8% Il. 0% 11. 2% Il. 5%
抗菌率 85% 89% 96% 99% 99%表3本發(fā)明所用的立方體磷酸鋯載銀為申請(qǐng)?zhí)枮?01210273501. 8，名稱為“立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的制備方法”的中國發(fā)明中的立方體磷酸鋯載銀的改進(jìn)，使其適用于PS塑料，部分定義等沿用其設(shè)定。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無色差抗菌PS塑料，其特征在于，其由PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉混合成型而得，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉在抗菌PS塑料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無色差抗菌PS塑料，其特征在于，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，其粉體微觀結(jié)構(gòu)為立方體形狀，銀負(fù)載在立方體上，立方體邊長為400-1000nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無色差抗菌PS塑料，其特征在于，所述PS塑料母粒為聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、可發(fā)性聚苯乙烯和茂金屬聚苯乙烯。
4.一種無色差抗菌PS塑料的制備方法，其特征在于，制備立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，將PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉混合均勻，得到抗菌PS塑料，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉在抗菌PS塑料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1_5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無色差抗菌PS塑料的制備方法，其特征在于，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉的制備方法為 1)立方體磷酸鋯載體的制備將氧氯化鋯、磷酸二氫鈉和草酸鈉溶于水于反應(yīng)釜中加熱攪拌，得立方體磷酸鋯載體； 2)將步驟I)所得立方體磷酸鋯載體與硝酸鋅水溶液混合，攪拌后生成載鋅中間體； 3)將載鋅中間體配制成6%-10%的水分散液，加入硝酸銀溶液，使得銀離子在載體中的含量為2%-4%，攪拌，洗滌，過濾，干燥，鍛燒得最終產(chǎn)物立方體磷酸鋯載銀抗菌粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無色差抗菌PS塑料的制備方法，其特征在于，將PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉通過高速分散機(jī)，混合均勻，加入到50g臥式直壓注塑機(jī)直接注塑打板，合模力35T注塑成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5-6任一項(xiàng)所述的無色差抗菌PS塑料的制備方法，其特征在于，所述PS塑料母粒為聚苯乙烯、高抗沖聚苯乙烯、可發(fā)性聚苯乙烯和茂金屬聚苯乙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗菌PS塑料領(lǐng)域，具體涉及一種無色差抗菌PS塑料及其制備方法。本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的PS塑料添加狀磷酸鋯載銀后問題對(duì)PS塑料物性改變較大的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為提供一種無色差抗菌PS塑料的制備方法，將PS塑料母粒與立方體磷酸鋯載銀抗菌粉通過高速分散機(jī)混合均勻，注塑成型得到抗菌PS塑料，所述立方體磷酸鋯載銀抗菌粉在抗菌PS塑料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。本發(fā)明就是在PS塑料中添加立方體磷酸鋯載銀抗菌粉，制備出的抗菌PS塑料完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)抗菌要求的抗菌性能，并且對(duì)PS塑料物性改變很小，即保持了PS塑料原有的高透光性和鮮艷的顏色，又產(chǎn)生了優(yōu)異的抗菌性能。
文檔編號(hào)C08L51/04GK102964710SQ20121051687
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者吳永鑫, 楊振威 申請(qǐng)人:晉大納米科技(廈門)有限公司