[发明专利]一种抗菌聚苯乙烯塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚苯乙烯塑料技术领域，涉及一种抗菌聚苯乙烯塑料及其制备方法。

背景技术

微生物可借助各种途径进行传播，最终附着于塑料制品上，人们通过接触产品，携带病菌，并且相互传播，加大了交叉感染的危险，影响了人们的身体健康。在聚苯乙烯应用的医用材料、家电和建材等领域，尤为突出，需要具有较强的抗菌性，从而保证使用者的安全和健康。因此，良好的抗菌性能的聚苯乙烯产品，对改善人们的生活环境，减少疾病发生率，保护人类身体健康方面都具有十分重要的现实意义。

聚苯乙烯（PS）是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，通常为非晶态无规聚合物，因其具有质硬、透明性好、刚性、电绝缘性、吸湿性低、价格低廉、容易染色、易加工、导热系数不随温度变化等特点，常用于制造一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等，是当今四大通用塑料之一。但是传统的聚苯乙烯存在许多不足之处，如在较低温度下易开裂，耐热性差，冲击强度低、易出现应力开裂，这些缺点大大限制了聚苯乙烯的应用范围。

目前，为解决传统的聚苯乙烯存在的不足之处，主要采用其与橡胶共混或与其他树脂共聚的方法进行改善。其优点是提高了聚苯乙烯的韧性和抗应力开裂性能；缺点是降低了刚性，增加了成本，并无法保证真正有效的抑菌效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗菌聚苯乙烯塑料及其制备方法。本发明抗菌聚苯乙烯塑料具有良好的力学性能，良好的抗菌效果和抗菌持久性，同时具有高抗冲性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为。

一种抗菌聚苯乙烯塑料，由以下重量份数的原料制备而成：聚苯乙烯78-84份、丙二醇甲醚4-6份、银离子类抗菌剂（纯度为90~95%）1-3份、纳米二氧化钛颗粒（粒径范围在20-60nm）0.5-1份、增稠剂12-15份、脱膜剂6-8份、抗氧化剂1-3份、偶联剂5-8份、固化剂3-5份和防霉剂0.5-1份；在所述材料成型后，在其表面通过等离子溅射技术形成二氧化钛膜层。

本发明的一种优选方案，由以下重量份数的原料制备而成：聚苯乙烯80份、丙二醇甲醚5份、银离子类抗菌剂（纯度为90~95%）2份、纳米二氧化钛颗粒（粒径范围在20-60nm）0.8份、增稠剂14份、脱膜剂7份、抗氧化剂2份、偶联剂6份、固化剂4份和防霉剂0.8份；在所述材料成型后，在其表面通过等离子溅射技术形成二氧化钛膜层。

所述增稠剂为羧甲基纤维素（直径为3.5-7.8μm）。

所述脱膜剂为乙撑双硬脂酰胺。

所述抗氧化剂为二苯胺或对苯二胺。

所述偶联剂为马来酸酐接枝聚丙烯或锆酸酯。

所述固化剂为苯二甲胺三聚体衍生物或二氨基二苯砜。

所述防霉剂为对氯间二甲苯酚。

一种抗菌聚苯乙烯塑料的制备方法，步骤如下。

（1）混料：按重量份数秤量聚苯乙烯、丙二醇甲醚、银离子类抗菌剂、纳米二氧化钛颗粒、增稠剂、脱膜剂、抗氧化剂、偶联剂、固化剂和防霉剂加入高压均质机中混合均匀，混合温度为80-100℃，压强为18-20Mpa；将混合后的物料加入双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒。

（2）成型：采用聚合物成型方法，将上述粒料制备成所需形状的材料。

（3）镀膜：将上述（2）的材料在含有氧气的气体氛围下，纯钛为靶材，射频功率为30-100w，偏压50-80V，溅射时间为3-8min，使其表面形成厚度为30-60nm的二氧化钛薄膜，即得成品。

本发明的有益效果。

（1）本发明在聚苯乙烯材料中加入纳米二氧化钛，使其具备连续的抗菌效果，纳米二氧化钛抗菌的机理在于光催化，其在有光的环境下可以立刻发挥其抗菌效果，银离子类抗菌剂可以在24小时之后持续发挥其抗菌效果，因此，本发明具有良好的抗菌性能（抗菌活性值＞2R，最高为4.2 R）。

（2）本发明采用马来酸酐接枝聚丙烯或锆酸酯能够有效增强本发明聚苯乙烯组合物的韧性和抗冲击性（拉伸屈服应力＞55 MPa，悬臂梁缺口冲击强度＞10MPa）。

（3）本发明采用二氧化钛镀膜能够防止所述纳米材料的团聚现象，并有效提高了光稳定性。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1。