本发明涉及一种抗菌塑料，具体是一种抗菌ABS塑料及其制备方法。
背景技术：
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer，简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛非通用塑料之一。
自然界中存在着各种各样的微生物，在日常生活中，微生物与人们有着密不可分的联系，而部分细菌、真菌、病毒等作为病原菌却严重危害着人类的健康，甚至危及生命。据统计数据显示，全世界每年因细菌感染而致死的人数接近200。万，约占死亡总人数的30％；1996年美国《WHO》杂志统计数据显示：1995年全世界大约5200万人死亡，其中约1700万是由于细菌感染致病而死。这些疾病生要包括霍乱、肺炎、症疾、结核病和肝炎等。众所周知，近十年在英国暴发的“疯牛病”、韩国和日本出现的“口蹄疫”、美国的“炭疽病”、我国2003年出现的严重呼吸道感染病(SARS)及2004年出现并延续至今的禽流感让整个世界陷入恐慌，细菌带给人们的一次次的灾难使得人们对疾病控制和预防的重视程度提高到了前所未有的高度。在医院中，交叉感染率则超过10％。由此可见，致病细菌确实给人类健康带来了巨大的威胁。
抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死或抑制，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。抗菌剂可分无机、有机和天然生物抗菌剂3种类型。由于不同的抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同，以及同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同，因此，要研究出既长效又广谱、既高效又安全的抗菌剂，对抗菌机理的研究十分重要。传统的ABS塑料不具有抗菌效果，因此本发明提供一种抑菌、杀菌效果好、制备工艺简单、产品色泽好、耐磨、强度高的ABS塑料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗菌ABS塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒130-150份、有机硅橡胶3-7份、二异丙基三硫醚2-5份、纳米氧化硅0.5-2份、吡啶甲酸锌0.1-0.5份、纳米氧化锌0.2-1份、抗氧化剂0.05-0.2份，所述抗氧化剂为抗氧剂264、TBHQ或抗氧剂1076。
作为本发明进一步的方案：由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒135-145份、有机硅橡胶4-6份、二异丙基三硫醚2.5-4份、纳米氧化硅0.8-1.5份、吡啶甲酸锌0.15-0.25份、纳米氧化锌0.3-0.6份、抗氧化剂0.08-0.12份，所述抗氧化剂为抗氧剂264、TBHQ或抗氧剂1076。
作为本发明再进一步的方案：由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒140份、有机硅橡胶5份、二异丙基三硫醚3份、纳米氧化硅1.2份、吡啶甲酸锌0.2份、纳米氧化锌0.4份、抗氧化剂0.1份，所述抗氧化剂为抗氧剂264、TBHQ或抗氧剂1076。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、二异丙基三硫醚、纳米氧化硅、吡啶甲酸锌、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；
(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟70-85转的转速搅拌10-25min，得到混合辅料；
(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在65-75℃温度下加热5-15min，同时用搅拌器以每分钟65-85转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌5-8min，得混合原料；
(4)将二异丙基三硫醚、吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在65-75℃温度下加热10-30min，同时用搅拌器以每分钟60-90转的转速进行搅拌，得到混合物；
(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在68℃温度下加热10min，同时用搅拌器以每分钟75转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌7min，得混合原料。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)将二异丙基三硫醚、吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在70℃温度下加热15min，同时用搅拌器以每分钟80转的转速进行搅拌，得到混合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该抗菌ABS塑料具有较强的抗菌作用和优异的强度，对于金葡萄菌和大肠杆菌的抗菌率可达98％以上，是一种安全有效的抗菌ABS塑料；而且本发明的抗菌ABS塑料制备方法简单，原料成本低，具有较好的推广价值，可以广泛地用于汽车工业常用于制造汽车零部件、家电行业、建筑装饰行业、安全帽、摩托车档板、鞋后跟、雪地运动用品、玩具、时钟、音箱外壳、手提箱、纽扣、化妆品盒等日用品和铭牌、装饰品等行业。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒130份、有机硅橡胶3份、二异丙基三硫醚2份、纳米氧化硅0.5份、吡啶甲酸锌0.1份、纳米氧化锌0.2份、抗氧化剂0.05份，所述抗氧化剂为抗氧剂264。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、二异丙基三硫醚、纳米氧化硅、吡啶甲酸锌、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟70转的转速搅拌10min，得到混合辅料；(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在65℃温度下加热5min，同时用搅拌器以每分钟65转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌5min，得混合原料；(4)将二异丙基三硫醚、吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在65℃温度下加热10min，同时用搅拌器以每分钟60转的转速进行搅拌，得到混合物；(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。
实施例2
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒150份、有机硅橡胶7份、二异丙基三硫醚5份、纳米氧化硅2份、吡啶甲酸锌0.5份、纳米氧化锌1份、抗氧化剂0.2份，所述抗氧化剂为TBHQ。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、二异丙基三硫醚、纳米氧化硅、吡啶甲酸锌、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟85转的转速搅拌25min，得到混合辅料；(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在75℃温度下加热15min，同时用搅拌器以每分钟85转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌8min，得混合原料；(4)将二异丙基三硫醚、吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在75℃温度下加热30min，同时用搅拌器以每分钟90转的转速进行搅拌，得到混合物；(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。
实施例3
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒140份、有机硅橡胶5份、二异丙基三硫醚3份、纳米氧化硅1.2份、吡啶甲酸锌0.2份、纳米氧化锌0.4份、抗氧化剂0.1份，所述抗氧化剂为抗氧剂1076。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、二异丙基三硫醚、纳米氧化硅、吡啶甲酸锌、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟75转的转速搅拌15min，得到混合辅料；(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在68℃温度下加热10min，同时用搅拌器以每分钟75转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌7min，得混合原料；(4)将二异丙基三硫醚、吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在70℃温度下加热15min，同时用搅拌器以每分钟80转的转速进行搅拌，得到混合物；(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。
对比例1
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒140份、有机硅橡胶5份、二异丙基三硫醚3份、纳米氧化硅1.2份、纳米氧化锌0.4份、抗氧化剂0.1份，所述抗氧化剂为抗氧剂1076。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、二异丙基三硫醚、纳米氧化硅、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟75转的转速搅拌15min，得到混合辅料；(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在68℃温度下加热10min，同时用搅拌器以每分钟75转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌7min，得混合原料；(4)将二异丙基三硫醚和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在70℃温度下加热15min，同时用搅拌器以每分钟80转的转速进行搅拌，得到混合物；(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。
对比例2
一种抗菌ABS塑料，由以下重量分数的原料组成：ABS塑料母粒140份、有机硅橡胶5份、纳米氧化硅1.2份、吡啶甲酸锌0.2份、纳米氧化锌0.4份、抗氧化剂0.1份，所述抗氧化剂为抗氧剂1076。
一种抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量分数称取ABS塑料母粒、有机硅橡胶、纳米氧化硅、吡啶甲酸锌、纳米氧化锌、抗氧化剂，备用；(2)将纳米氧化硅、纳米氧化锌加入到搅拌器中，以每分钟75转的转速搅拌15min，得到混合辅料；(3)将ABS塑料母粒和抗氧化剂混合均匀后加入不锈钢搅拌机中，在68℃温度下加热10min，同时用搅拌器以每分钟75转的转速进行搅拌，然后加入有机硅橡胶，继续搅拌7min，得混合原料；(4)将吡啶甲酸锌和混合辅料一起加入到步骤(3)所得物中，使用不锈钢搅拌机搅拌加热，在70℃温度下加热15min，同时用搅拌器以每分钟80转的转速进行搅拌，得到混合物；(5)将步骤(4)所得混合物使用挤出机挤出、造粒，即得抗菌ABS塑料。对比例1中未添加吡啶甲酸锌，对比例2中未添加二异丙基三硫醚。
发明实施例1-3和对比例1-2制备的抗菌ABS塑料的抗菌性能如表1所示。
抗菌性能检测参照中华人民共和国国轻工行业标准QB/T2591-2003，采用贴膜法，考察样品24h的抗菌率，菌落总数测定参照GB/T4789.2-2003计数。将粒料热压成型制成50mm×50mm抗菌样板。抗菌率的计算式如下：
R(％)＝(B-C)/B×100
其中R为抗菌率(％)；B为空白对照样品平均回收菌数，cfu/片；C为抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。
表1抗菌ABS塑料的抗菌性能测试结果
由上表可以看出，本发明的抗菌ABS塑料中加入吡啶甲酸锌和二异丙基三硫醚，产生了出乎意料的协同作用，具有较好的抗菌作用，对于金葡萄菌和大肠杆菌的抗菌率可达98％以上，是一种安全有效的抗菌ABS塑料。
毒性测试：实施例1-3和对比例1-2制备的抗菌ABS塑料，经急性毒性试验表明，对小白鼠的LD50＞10000mg/kg，属实际无毒物质。
该抗菌ABS塑料性能测试结果见表2：
冲击性能按IS0180-93要求进行测试，拉伸性能按IS0527-93要求进行测试、条件为50mm/min，弯曲性能按IS0178-93要求进行测试、条件为2mm/min，结果如下：
表2抗菌ABS塑料性能测试结果
由上表可以看出，本发明的抗菌ABS塑料中加入吡啶甲酸锌和二异丙基三硫醚，产生了出乎意料的协同作用，具有增强抗菌abs塑料的拉伸强度和弯曲强度的作用。
该抗菌ABS塑料具有较强的抗菌作用和优异的强度，对于金葡萄菌和大肠杆菌的抗菌率可达98％以上，是一种安全有效的抗菌ABS塑料；而且本发明的抗菌ABS塑料制备方法简单，原料成本低，具有较好的推广价值，可以广泛地用于汽车工业常用于制造汽车零部件、家电行业、建筑装饰行业、安全帽、摩托车档板、鞋后跟、雪地运动用品、玩具、时钟、音箱外壳、手提箱、纽扣、化妆品盒等日用品和铭牌、装饰品等行业。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。