一种具有抗菌功能的遥控器外壳材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于具有抗菌功能的高分子树脂材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌功 能的遥控器外壳材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymers，简称ABS，中文名称为丙稀 腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料，因具有良好的综合物理性能、良好的耐化学性、易成型加 工、价格便宜等优点，且能够实现高光效果，因而被广泛地用于电子设备的外壳，但如作为 遥控器外壳，由于长时间与人手接触，导致表面细菌滋生，增加对人体危害隐患。因此如果 使用具有抑菌功能的材料，可以抑制细菌在遥控器表面的滋生，降低细菌对人体伤害的风 险。
[0003] 菌类包含细菌和霉菌，细菌又包含革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。经研究发现，银 可以有效抑制细菌的滋生，原理是银接触到微生物的细胞膜时，可以穿透细胞膜，进入微生 物内，与微生物体内蛋白质的疏基发生反应而破坏微生物合成酶的活性，造成微生物丧失 分裂增殖能力而死亡。因此如果添加如果在材料中增加活性银成分，即可以实现抗菌效果。 并且银的粒径越小，抗菌性能越好。但是传统的含银抗菌剂的耐候性差，在ABS中添加容易 造成抗菌性能下降甚至失效，因此，需对银搭配载体。
[0004] 此外，一般银抗菌剂为无机抗菌剂，对于抑制霉菌性能较差，经研究发现，使用有 机抗菌类如卤化物、有机锡、异噻唑、吡啶金属盐、咪唑酮、醛类化合物、季铵盐等可以有效 抑制霉菌增长，原理是:通过和微生物细胞膜表面阴离子结合逐渐进入细胞，或与细胞表面 的疏基(-SH为疏基)等基团反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，抑制微生物的繁殖。但 是单独使用无机银抗菌剂或有机抗菌剂时，抗菌材料的耐候性差、抗菌可持续性差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决在遥控器外壳材料中单独使用无机银抗菌剂或有机抗菌剂 时，遥控器外壳材料的耐候性差、抗菌可持续性差的技术问题，提供一种在遥控器外壳材料 中加入复合抗菌剂，所述复合抗菌剂中同时附着有机抗菌剂和无机抗菌剂。为解决上述技 术问题，本发明首先提供了一种具有抗菌功能的遥控器外壳材料，其组分及重量份为，ABS 基体树脂81-89份，复合抗菌剂4-12份，偶联剂0.1-0.14份，相容剂2-4份，抗氧化剂0.2-0.3 份，润滑剂〇. 2-0.4份;所述复合抗菌剂是以玻璃纤维为载体，在玻璃纤维上附着无机抗菌 剂纳米银和有机抗菌剂。
[0006] 所述遥控器外壳材料的制备方法，步骤为：1)将复合抗菌剂在偶联剂中浸润，然后 将ABS基体树脂和浸润后的复合抗菌剂在70-80°C条件下分别干燥4-5h;2)按配方将除复合 抗菌剂外的其他助剂与ABS基体树脂混合均匀，然后与复合抗菌剂通过螺杆挤出机挤出造 粒，得到ABS抗菌复合材料。
[0007] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明中的遥控器外壳材料中采 用了复合抗菌剂，所述复合抗菌剂是以玻璃纤维为载体，玻璃纤维中的存在微孔，无机纳米 银和有机抗菌剂附着在微孔中构成复合抗菌体系。所述微孔为纳米银提供了缓释通道，活 性银离子可以更持久的发挥抗菌作用；同时，微孔还是保护通道，可以降低如光照、温湿度 对纳米银的伤害。此外，微孔的存在增加了有机抗菌剂在玻璃纤维上附着的比表面积，抗霉 菌的效果也得以提升。因此，该复合抗菌剂同时具有抗细菌和抗霉菌功能，且抗菌功能具有 缓释性和耐候性，抗菌功能与普通抗菌材料相比具有更长的抗菌生命周期，使得遥控器外 壳具有持久的抗菌性，降低了细菌对人体伤害的风险。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到 的比例、"份"，如果没有特别的标记，均以重量为准。
[0009] 本发明首先提供了一种具有抗菌功能的遥控器外壳材料，其组分及重量份为，ABS 基体树脂81-89份，复合抗菌剂4-12份，偶联剂0.1-0.14份，相容剂2-4份，抗氧化剂0.2-0.3 份，润滑剂〇. 2-0.4份;所述复合抗菌剂是以玻璃纤维为载体，在玻璃纤维上附着无机抗菌 剂纳米银和有机抗菌剂，其中玻璃纤维、纳米银、有机抗菌剂的重量比为12-15 :0.3-0.5 : 0.3-0.5。所述复合抗菌剂的制备步骤如下：
[0010] 1)使用酸液对玻璃纤维进行腐蚀，在玻璃纤维表面腐蚀出微孔;微孔孔径为0.8-1.5μπι，所述酸液包括主酸液和辅助酸液，主酸液采用HF(氢氟酸），辅助酸液采用HC1、HN〇3 的一种或其混合物组成体系，主酸与辅助酸的体积比为10:1-3，其中主酸液HF的质量浓度 为2%-5%，辅助酸的质量浓度为0.5%-3%。辅酸与主酸相辅相成，既不至于因主酸浓度太 高过度腐蚀，又不会因主酸浓度太低使腐蚀效果变差。
[0011] 为了降缓腐蚀速度，加入总酸液〇. 05 %-0.5 %质量分数的缓蚀剂LAN-826 (是一种 普通通用缓蚀剂，为有机含氮化合物和醇类异构体复合组成的缓释体系），腐蚀时间30-40s;腐蚀结束后，用去离子水洗去玻璃纤维表面的酸液及缓蚀剂，干燥。本发明中玻璃纤维 表面微孔孔径主要时通过酸液浓度及腐蚀时间决定的，在本发明的腐蚀体系作用下，腐蚀 速度缓慢，增加玻璃纤维表面粗糙度的同时可以保证玻璃纤维的强度，本发明采用圆柱型 玻璃纤维，长度为3-10臟，直径为30-6(^111。
[0012] 2)将干燥后的具有微孔的玻璃纤维加入到银氨溶液中，银氨溶液的浓度为0.5_ 3. Omol/L，升温至50°C_65°C，滴加还原剂，反应35-45min，使得玻璃纤维微孔中附着纳米 银，由反应时间决定附着在玻璃纤维中的纳米银的粒径为25-40nm的纳米银。所述还原剂是 甲醛、甲酸、葡萄糖或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种混合物。
[0013] 3)取配比量的有机抗菌剂与上述附着纳米银的玻璃纤维混合，使有机抗菌剂均匀 分布在玻璃纤维微孔中，制备得到复合抗菌剂。所述有机抗菌剂为2-噻唑基-4-苯并咪唑、 壳聚糖、柏木油的一种或多种。
[0014] 本发明的遥控器外壳材料中添加复合抗菌剂(本发明中也称作抗菌玻璃纤维），所 述复合抗菌剂是以玻璃纤维为载体，附着纳米银和有机抗菌剂，同时具有抗细菌和抗霉菌 功能;玻璃纤维具有增强ABS树脂的功能，增强后的ABS树脂具有高刚性、尺寸稳定性好的优 点。因此复合抗菌剂与其他组分配合使用能够提高遥控器外壳材料的耐候性和抗菌缓释 性。
[0015] 本发明的遥控器外壳材料的制备方法，1)将复合抗菌剂在偶联剂中浸润，然后将 ABS基体树脂和浸润后的复合抗菌剂在70-80°C条件下分别干燥4-5h;2)按配方将除复合抗 菌剂外的其他助剂与ABS基体树脂混合均匀，然后与复合抗菌剂通过螺杆挤出机挤出造粒， 得到ABS抗菌复合材料。
[0016] 由于玻璃纤维会对普通螺杆造成损坏，因此螺杆挤出机为加强型，螺杆长径比为 37-45。其中一区温度：175-185°C，二区温度：185-195°C，三区温度：205-215°C，四区温度： 215-225°C，五区温度:205-215°C，六区温度：195-205°C，螺杆的转速320r/min。
[0017] 其中所述偶联剂为YDH-151(乙烯基三乙氧基硅烷)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中 的一种或两种混合物。采用偶联剂对玻璃纤维进行浸润，使玻璃纤维表面增加亲水基团，提 高抗菌玻璃纤维与ABS基体树脂之间的粘结强度。
[0018] 所述相容剂为SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物）、ABS-g-MAH(马来酸酐接枝ABS)的一 种或两种混合物。相容剂可以很好的与ABS中的丙烯腈组分相容，还可以与经过浸润的抗菌 玻璃纤维表面的亲水基团反应，增强ABS与玻璃纤维的结合能力。
[0019] 所述抗氧化剂为抗氧化剂1010(四[β-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四 醇酯)和抗氧化剂626(双(2,4_二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯)一种或两种混合物，其 中抗氧化剂1010为主，抗氧化剂626为辅助。由于ABS中含有丁二烯成分，丁二烯中的双键相 对不太稳定，易发生氧化耐候性差，加入抗氧化剂后，可以防止ABS树脂过早老化降解，提高 其使用寿命。
[0020] 所述润滑剂为EBS(N，N'_乙撑双硬脂酰胺）、马来酸二丁酯的一种或两种混合物， 润滑剂能够改善ABS与抗菌玻璃纤维的分散性，防止脱模时出现粘模，并提高产品的光泽 度，降低玻纤外露情况。
[0021] 另外为了使材料实现不同颜色效果，还需添加着色剂，本发明着色剂为有机颜料。 [0022] 实施例1
[0023]以如下方法制备复合抗菌剂，步骤如下：
[0024] 1)使用HF、HCL、HN03混合酸液对玻璃纤维进行腐蚀，加入总酸液0.05 %质量分数 的缓蚀剂LAN-826，腐蚀时间30s，在玻璃纤维表面腐蚀出微孔;微孔孔径是1.2-1.5μπι，腐蚀 结束后，用去离子水洗去玻璃纤维表面的酸液及缓蚀剂，然后干燥。混合酸液中HF、HCL、 HN〇3的质量比为10:1:1，其中主酸液HF的体积浓度为2%，辅助酸的体积浓度为0.5%。其中 玻璃纤维为圆柱型，长度为3_5mm，直径为30-40μπι。
[0025] 1)将干燥后的具有微孔的