本发明涉及改性塑料领域，具体涉及一种长效抗菌防霉ABS功能性材料及其制备方法。
背景技术：
随着人类活动增多，环境污染加剧，其中存活能力强、易变异且广泛存在于自然界中的各种致病菌，严重威胁着人类的健康。在人们对卫生健康要求，对环境保护要求日益提高的今天，在家用电器、家庭用品、食品包装、医疗器械等领域对抗菌塑料的应用越来越受到人们广泛的关注。
抗菌塑料是指在自身使用环境中对附着在塑料上的细菌、霉菌或病毒等起抑制、杀灭作用，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清洁的新型功能材料。其中ABS树脂是苯乙烯系列三元共聚物，它是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)和丁二烯(Bd)单体接枝共聚而成的一种热塑性塑料，这三种组分优势互补，使其具有刚性好、冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学品、电性能优良，易加工成型，尺寸稳定性好，表面光泽好，易着色等特点。目前由于ABS树脂的性能优异，加之技术进步、生产成本下降，已发展成为应用最广泛的通用塑料之一。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，常规抗菌塑料效率低、时效短的缺点，本发明公开了一种长效抗菌防霉ABS功能性材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种长效抗菌防霉ABS功能性材料，其由以下组分按质量份制备而成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS) 100份；
纳米抗菌防霉剂 0.6～1.0份；
抗氧剂 0.3～0.6份；
润滑剂 0.4～0.8份；
白油 0.1～0.3份。
进一步方案，所述纳米抗菌防霉剂是由纳米级掺杂型氧化锌、掺杂型氧化银和季铵盐类防霉剂按质量比为8：1：1合成，然后对复合物的表面进行活化处理所得。
优选的，所述活化处理是利用纳米技术在该复合物表面引入极性和非极性基团。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配使用。
优选的，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076；所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺中的一种或两种的组合；所述白油为工业级矿物白油。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种长效抗菌防霉ABS功能性材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与白油加入高混机中以150～250r/min的转速混合3～5分钟；
(2)将纳米抗菌防霉剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中以400～600r/min的转速混合1～3分钟；
(3)将步骤(2)中的混合料加入步骤(1)中的混合料中，在高混机中以200～400r/min的转速混合6～10分钟；
(4)将步骤(3)中混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融、融混、挤出、切粒，得长效抗菌防霉ABS功能性材料。
优选的，所述挤出机的机筒温度为180～210℃、螺杆转速为400～500r/min、熔体压力控制在1.5～1.8MPa、真空度-0.04～-0.1MPa。
本发明中纳米抗菌防霉剂是由纳米级掺杂型氧化锌、掺杂型氧化银和季铵盐类防霉剂按质量比为8：1：1合成，然后对复合物的表面进行活化处理所得。提高其表面活性，使其更有利于均匀分散在ABS树脂中，而且具有缓慢释放的的功能，从而使制备的ABS材料具备高效、长久的抗菌防霉特质。
本发明将纳米抗菌防霉剂均匀混入ABS基料中，不仅使其附载了高效的抗菌防霉性能，而且经高科技纳米处理技术制备的抗菌剂，利用其缓释作用显著提高了长效性抗菌性能。该产品在相关测试机构检测结果显示，其抗菌效率和防霉效果不仅完全满足国家标准和国际标准，而且长效性抗菌效果大大超出国际标准，比市场上常规的抗菌塑料产品有明显的优势。
与已有技术相比，本发明的技术效果体现在：
本发明制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料所采用的纳米抗菌防霉剂利用特定工艺合成特殊结构的掺杂型金属氧化物，选用低成本的氧化锌为主成分，辅配防霉剂和微量氧化银，并通过对其表面活化处理，进一步提高了其抗菌、抑菌功效，做到了成本低且效率高。本发明所采用的纳米抗菌防霉剂利用纳米处理技术显著提升了其缓释作用，使得本发明制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料抗菌防霉功效的长效性表现异常优异。
本发明制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料采用两步高速混合工艺法，使得抗菌防霉剂和其他助剂能够非常均匀地分散在基料中，从而使该材料抗菌防霉功效均匀一致。
本发明制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料是采用通用的ABS基材、抗氧剂、润滑剂及白油也是常规产品，其原材料易得且制备简单。
根据常规检测标准检测，本发明制备的功能性材料的抗菌率大于99％，防霉等级达到0级(最高等级)。
根据模拟加速试验检测标准检测，本发明制备的功能性材料在50℃热水浸泡14天的条件下抗菌率测试仍大于99％，防霉等级达到0级，具有强抗菌效果和防霉效果，远远高于行业50℃热水浸泡16小时抗菌率大于90％的标准。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
下面各实施例中所使用的纳米抗菌防霉剂是由纳米级掺杂型氧化锌、掺杂型氧化银和季铵盐类防霉剂按质量比为8：1：1合成，然后对复合物的表面进行活化处理所得。
实施例一：
本实施例中的长效抗菌防霉ABS功能性材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与白油加入高混机中以150r/min的转速混合5分钟；
(2)将纳米抗菌防霉剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中以400r/min的转速混合1分钟；
(3)将步骤(2)中的混合料加入步骤(1)中的混合料中，在高混机中以200r/min的转速混合10分钟；
(4)将步骤(3)中混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融、融混、挤出、切粒，得长效抗菌防霉ABS功能性材料，其中挤出机的机筒温度为180～210℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.5MPa、真空度-0.04MPa。
实施例二：
本实施例中的长效抗菌防霉ABS功能性材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与白油加入高混机中以200r/min的转速混合4分钟；
(2)将纳米抗菌防霉剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中以500r/min的转速混合2分钟；
(3)将步骤(2)中的混合料加入步骤(1)中的混合料中，在高混机中以300r/min的转速混合8分钟；
(4)将步骤(3)中混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融、融混、挤出、切粒，得长效抗菌防霉ABS功能性材料，其中挤出机的机筒温度为180～210℃、螺杆转速为450r/min、熔体压力控制在1.6MPa、真空度-0.08MPa。
实施例三：
本实施例中的长效抗菌防霉ABS功能性材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与白油加入高混机中以250r/min的转速混合3分钟；
(2)将纳米抗菌防霉剂、抗氧剂和润滑剂加入高混机中以600r/min的转速混合1分钟；
(3)将步骤(2)中的混合料加入步骤(1)中的混合料中，在高混机中以400r/min的转速混合6分钟；
(4)将步骤(3)中混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融、融混、挤出、切粒，得长效抗菌防霉ABS功能性材料，其中挤出机的机筒温度为180～210℃、螺杆转速为500r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.1MPa。
将上述实施例1-3制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料主要物性指标根据相关检测标准测试其密度、悬臂梁缺口冲击强、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、抗菌率、防霉等级、长效抗菌率、长效防霉等级，其检测标准与检测结果如下表1所示，其中长效抗菌率和长效防霉等级测试是样品在50℃热水浸泡14天后，再按照相关国标测试抗菌率和防霉等级。
表1：实施例1-3的长效抗菌防霉ABS功能性材料主要物性指标
因此，本发明制得的长效抗菌防霉ABS功能性材料，性价比高，易加工成型、抗菌率大于99％，防霉等级达到最高的0级，长效性抗菌防霉效果优异，在50℃热水浸泡14天的条件下抗菌率测试仍可以大于99％，防霉等级达到0级，达到强抗菌效果和防霉效果，远远高于行业现行的标准。
如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。