本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別是涉及一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚苯乙烯(ps)是五大通用熱塑性樹(shù)脂之一，一般是由苯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下經(jīng)過(guò)自由基聚合反應(yīng)得到的高分子聚合物。聚苯乙烯主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為共軛苯環(huán)，具有大的位阻效應(yīng)。通常聚苯乙烯可以分為通用型聚苯乙烯、高抗沖型聚苯乙烯、發(fā)泡聚苯乙烯和間規(guī)聚苯乙烯。聚苯乙烯以其低廉的價(jià)格，良好的電氣性能、剛性、化學(xué)穩(wěn)定性以及低線性膨脹率等優(yōu)點(diǎn)，在包裝、電子、建材、汽車內(nèi)飾、玩具、儀表、日用品和航空行業(yè)的有了廣泛的應(yīng)用。
玩具已經(jīng)成為現(xiàn)代家庭中兒童玩耍、游戲、培養(yǎng)興趣以及開(kāi)發(fā)智力不可缺少的物品，聚苯乙烯因其優(yōu)良的物理、化學(xué)特性十分適合制備兒童玩具。然而，玩具中的細(xì)菌滋生會(huì)直接影響兒童的身體健康，尤其是在公共場(chǎng)合的大型玩具，致病菌含量很高，很容易引起兒童肺部感染或腸胃感染。因此，提高玩具的抗菌防霉功能可以有效的改善兒童在游戲過(guò)程中的衛(wèi)生環(huán)境，減少疾病的發(fā)生。
中國(guó)專利cn201110166227.x公開(kāi)了一種改性耐沖擊性聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備工藝，該復(fù)合材料由以下重量百分比的主原料制成：硫酸鈣5-30wt％，熱塑性淀粉10-40wt％，植物纖維20-40wt％，耐沖擊性聚苯乙烯20-50wt％；加工助劑為：相容劑硅烷偶聯(lián)劑kh550，相容劑鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，增塑劑甘油，潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟，抗氧化劑1010。該改性耐沖擊性聚苯乙烯復(fù)合材料，強(qiáng)度高，可降解性好，但是其不具有抗菌性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料及其制備方法，該抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料強(qiáng)度高，耐沖擊性能優(yōu)良，同時(shí)具有良好的抗菌防霉效果，十分適宜作為玩具材料使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，徐長(zhǎng)卿微膠囊30-50份，載銀sio2/tio2復(fù)合材料12-18份，尼龍20-30份，，對(duì)苯二胺1-3份，相容劑10-17份，增韌劑11-17份，填料8-15份，潤(rùn)滑劑1-2份。
其中徐長(zhǎng)卿微膠囊的制備方法為：
將50份果膠、20份瓜爾豆膠、10份田仁粉加入水中，再水浴中加熱溶解，之后向其中加入8份徐長(zhǎng)卿提取液，在高剪切分散乳化機(jī)中乳化20min，結(jié)束后，加入草酸溶液調(diào)節(jié)ph值為4.5，進(jìn)行復(fù)凝，復(fù)凝完成后將溶液迅速降至5℃，調(diào)節(jié)ph為9.5，之后加入戊二醛，攪拌進(jìn)行反應(yīng)，之后進(jìn)行離心分離，取下層沉淀物，烘干后制得徐長(zhǎng)卿微膠囊。
優(yōu)選的，所述徐長(zhǎng)卿提取液的制備方法為：將徐長(zhǎng)卿整株洗凈烘干后，在常溫下浸入無(wú)水乙醇中浸泡12-18h，之后將混合物進(jìn)行超聲波處理，控制溫度為60℃，超聲處理1h后，過(guò)濾，將濾液進(jìn)行減壓濃縮。
優(yōu)選的，所述徐長(zhǎng)卿提取液每1l由5kg徐長(zhǎng)卿制備而成。
優(yōu)選的，所述載銀sio2/tio2復(fù)合材料的制備方法為：將硅酸乙酯滴加到鈦酸四丁酯的乙醇溶液中，劇烈攪拌，再滴加冰醋酸和無(wú)水乙醇的混合物，形成透明溶膠靜置60-72h，之后烘干后，研磨后在630℃條件下煅燒6h，制得sio2/tio2復(fù)合材料，將其抽真空后在硝酸銀溶液中浸漬36h，抽濾后，洗滌，干燥，研磨制得載銀sio2/tio2復(fù)合材料。
優(yōu)選的，所述載銀sio2/tio2復(fù)合材料中sio2和tio2的質(zhì)量比為3:2。
優(yōu)選的，所述相容劑為二叔丁基過(guò)氧化物。
優(yōu)選的，所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
優(yōu)選的，所述填料為氣相白炭黑。
優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為納米輝鉬礦粉末。
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將載銀sio2/tio2復(fù)合材料加入聚乙二醇2000的水溶液中，使用高剪切攪拌機(jī)以12000rpm的速度進(jìn)行攪拌，之后調(diào)節(jié)溶液ph值為5，加入偶聯(lián)劑，進(jìn)行超聲波分散5-10min，之后進(jìn)行離心，將沉淀烘干后制得改性載銀sio2/tio2復(fù)合材料；
(2)將耐沖擊性聚苯乙烯，尼龍以及相容劑加入捏合機(jī)中混合45-60min，之后向其中加入徐長(zhǎng)卿微膠囊，步驟(1)制得的載銀sio2/tio2復(fù)合材料，繼續(xù)混合，將制得的混合物以及對(duì)苯二胺，相容劑，增韌劑，填料，潤(rùn)滑劑一起放入螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混后，控制擠出溫度為220-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm，擠出造粒，既得所述抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料。
本發(fā)明具有以下有益效果，
徐長(zhǎng)卿為蘿藦科植物，其根以及根莖是一種中藥材，具有祛風(fēng)化濕、止痛止癢的功能，同時(shí)徐長(zhǎng)卿的提取物還具有抗菌殺菌的作用。將徐長(zhǎng)卿提取物制備成微膠囊的形式，可以有效地減緩活性物質(zhì)的揮發(fā)釋放，制備的聚苯乙烯材料可以在較長(zhǎng)的時(shí)間里保持良好的抗菌性能。
二氧化硅顆粒與可以有效地提高聚苯乙烯材料的耐磨性能，同時(shí)二氧化硅是一種介孔性材料，是良好銀離子的載體。將二氧化硅與二氧化鈦制備成復(fù)合材料，二氧化硅負(fù)載的陰離子可以促進(jìn)二氧化鈦的殺菌性能，使得二氧化鈦材料在沒(méi)有光照的環(huán)境下就可以起到殺菌的效果。
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
實(shí)施例1
將徐長(zhǎng)卿整株洗凈烘干后，在常溫下浸入無(wú)水乙醇中浸泡12-18h，之后將混合物進(jìn)行超聲波處理，控制溫度為60℃，超聲處理1h后，過(guò)濾，將濾液進(jìn)行減壓濃縮，其中每1l徐長(zhǎng)卿提取液由5kg徐長(zhǎng)卿制備而成。
將50份果膠、20份瓜爾豆膠、10份田仁粉加入水中，再水浴中加熱溶解，之后向其中加入8份徐長(zhǎng)卿提取液，在高剪切分散乳化機(jī)中乳化20min，結(jié)束后，加入草酸溶液調(diào)節(jié)ph值為4.5，進(jìn)行復(fù)凝，復(fù)凝完成后將溶液迅速降至5℃，調(diào)節(jié)ph為9.5，之后加入戊二醛，攪拌進(jìn)行反應(yīng)，之后進(jìn)行離心分離，取下層沉淀物，烘干后制得徐長(zhǎng)卿微膠囊。
實(shí)施例2
將硅酸乙酯滴加到鈦酸四丁酯的乙醇溶液中，劇烈攪拌，再滴加冰醋酸和無(wú)水乙醇的混合物，形成透明溶膠靜置60-72h，之后烘干后，研磨后在630℃條件下煅燒6h，制得sio2/tio2復(fù)合材料，將其抽真空后在硝酸銀溶液中浸漬36h，抽濾后，洗滌，干燥，研磨制得載銀sio2/tio2復(fù)合材料。其中sio2和tio2的質(zhì)量比為3:2。
實(shí)施例3
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，實(shí)施例1制備的徐長(zhǎng)卿微膠囊30份，實(shí)施例2制備的載銀sio2/tio2復(fù)合材料12份，尼龍20份，對(duì)苯二胺1份，二叔丁基過(guò)氧化物10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物11份，氣相白炭黑8份，納米輝鉬礦粉末1份。
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將載銀sio2/tio2復(fù)合材料加入聚乙二醇2000的水溶液中，使用高剪切攪拌機(jī)以12000rpm的速度進(jìn)行攪拌，之后調(diào)節(jié)溶液ph值為5，加入偶聯(lián)劑，進(jìn)行超聲波分散5-10min，之后進(jìn)行離心，將沉淀烘干后制得改性載銀sio2/tio2復(fù)合材料；
(2)將耐沖擊性聚苯乙烯，尼龍以及相容劑加入捏合機(jī)中混合45-60min，之后向其中加入徐長(zhǎng)卿微膠囊，步驟(1)制得的載銀sio2/tio2復(fù)合材料，繼續(xù)混合，將制得的混合物以及對(duì)苯二胺，二叔丁基過(guò)氧化物，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，氣相白炭黑，納米輝鉬礦粉末。一起放入螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融共混后，控制擠出溫度為220-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm，擠出造粒，既得所述抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料。
該聚苯乙烯材料具有良好的抗菌性能以及耐沖擊性。
實(shí)施例4
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，實(shí)施例1制備的徐長(zhǎng)卿微膠囊50份，實(shí)施例2制備的載銀sio2/tio2復(fù)合材料18份，尼龍30份，對(duì)苯二胺3份，二叔丁基過(guò)氧化物17份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物17份，氣相白炭黑15份，納米輝鉬礦粉末2份。
制備方法與實(shí)施例3相同。
該聚苯乙烯材料具有良好的抗菌性能以及耐沖擊性。
實(shí)施例5
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，實(shí)施例1制備的徐長(zhǎng)卿微膠囊30份，實(shí)施例2制備的載銀sio2/tio2復(fù)合材料18份，尼龍20份，對(duì)苯二胺3份，二叔丁基過(guò)氧化物10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物17份，氣相白炭黑8份，納米輝鉬礦粉末2份。
制備方法與實(shí)施例3相同。
該聚苯乙烯材料具有良好的抗菌性能以及耐沖擊性。
實(shí)施例6
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，實(shí)施例1制備的徐長(zhǎng)卿微膠囊50份，實(shí)施例2制備的載銀sio2/tio2復(fù)合材料12份，尼龍30份，對(duì)苯二胺1份，二叔丁基過(guò)氧化物17份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物11份，氣相白炭黑15份，納米輝鉬礦粉末1份。
制備方法與實(shí)施例3相同。
該聚苯乙烯材料具有良好的抗菌性能以及耐沖擊性。
實(shí)施例7
一種抗菌耐沖擊聚苯乙烯材料，包括以下成分：
耐沖擊性聚苯乙烯100份，實(shí)施例1制備的徐長(zhǎng)卿微膠囊30-50份，實(shí)施例2制備的載銀sio2/tio2復(fù)合材料12-18份，尼龍20-30份，對(duì)苯二胺1-3份，二叔丁基過(guò)氧化物10-17份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物11-17份，氣相白炭黑8-15份，納米輝鉬礦粉末1-2份。
制備方法與實(shí)施例3相同。
該聚苯乙烯材料具有良好的抗菌性能以及耐沖擊性。