本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种抗菌abs塑料及其制备方法。
背景技术
高分子合金材料是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。高分子合金材料产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。
最近十几年，高分子合金材料的年均需求增长率为10％左右，其中附加值最高的工程塑料合金的增长率更高达15％左右，成为各跨国公司积极开发的品种。在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主要方法。而我国工程塑料合金品种少、质量差，每年进口量占需求总量的60％以上。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)树脂具有较高的冲击强度，耐热性和尺寸稳定性，综合性能优良，易于加工，由于其具有的种种优点，被广泛应用于工业零配件，电子电器产品的外壳和传动件，办公设备，以及其它领域。
然而，现有技术中abs塑料的抗菌性能并不理想。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌abs塑料及其制备方法，具有良好的抗菌性能。
为实现上述目的，本发明提供一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、0.2-12份抗菌剂。
优选的，一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、0.2-12份抗菌剂、0.1-0.5份抗氧剂。
进一步的，在本发明中：
所述抗菌剂为抗菌改性硅藻土、纳米氧化锌和纳米氧化铜中的至少一种。
所述抗菌改性硅藻土，采用下述方法制备而成：取80-120g壳聚糖加入1000-2000g质量分数为0.5-2％的乙酸水溶液中以转速为100-400r/min搅拌20-40min混合均匀，再加入10-30g油酸钠、60-150g硅藻土以转速为250-350r/min搅拌1-3h，离心分离，将沉淀在温度为65-85℃干燥15-25h，即得抗菌改性硅藻土。
所述纳米氧化锌优选为抗菌改性纳米氧化锌。
所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为：将100-200g皂角萃取液、10-20gn-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液；再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h，离心分离，将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h，即得所述抗菌改性纳米氧化锌。
进一步地，所述抗菌改性纳米氧化锌的制备方法为：将100-200g皂角萃取液、10-50g亚乙基脲、10-20gn-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、100-300g乙醇加入800-1000g水中以转速为100-400r/min搅拌5-15min混合均匀得到混合液；再加入50-150g纳米氧化锌以转速为250-350r/min搅拌1-3h，离心分离，将沉淀在温度为55-75℃干燥15-25h，即得所述抗菌改性纳米氧化锌。
进一步的，所述皂角萃取液的制备方法为：将皂角粉碎至2-10目后加入萃取釜中进行超临界萃取，所述超临界萃取的压力为35-42mpa，萃取温度为35-41℃，萃取时间为70-150min，co2流体的流量为12-19kg/h，得到萃取产物；将萃取产物置于3-7℃的环境中恒温80-120min，离心分离去除杂质，得到所述皂角萃取液。
更加优选的，所述抗菌剂为抗菌改性硅藻土和抗菌改性纳米氧化锌按照质量比(1-2)：(1-2)混合而成。
所述抗氧剂为己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]或n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
本发明还提供了一种抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂(如果有)置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机料斗内，挤出造粒。
进一步地，所述步骤s2为将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区195-205℃；二区205-215℃；三区215-225℃；四区205-215℃；挤出过程总停留时间为1-3分钟，控制压强为12-17mpa。
本发明制备的抗菌abs塑料，具有良好的抗菌性能及低挥发气味，并且力学性能良好。
具体实施方式
实施例中原料介绍：
n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，cas号：23128-74-7。
亚乙基脲，cas号：120-93-4。
abs树脂为韩国lg化学公司型号为ap-163的abs树脂。
n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，cas号：3069-29-2。
纳米氧化锌为南京天行新材料有限公司提供的型号为tzp-50的纳米氧化锌，一次粒径为30nm。
壳聚糖为山东陆海蓝圣生物科技股份有限公司提供的型号为ls-j1的壳聚糖，脱乙酰度为90％。
油酸钠，cas号：143-19-1。
硅藻土为灵寿县鸿鹏矿产品加工厂提供的1250目硅藻土，颜色为白色。
皂角为亳州百川药业有限公司提供的大皂角，原产地山东。
实施例1
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、6份抗菌改性硅藻土、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为：取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5％的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀，再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为75℃干燥20h，即得所述抗菌改性硅藻土。
实施例2
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、6份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为：将150g皂角萃取液、15gn-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液；再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为60℃干燥20h，即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为：将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取，所述超临界萃取的压力为37mpa，萃取温度为40℃，萃取时间为100min，co2流体的流量为15kg/h，得到萃取产物；将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min，然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质，得到皂角萃取液。
实施例3
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、3份抗菌改性硅藻土、3份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为：取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5％的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀，再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为75℃干燥20h，即得所述抗菌改性硅藻土。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为：将150g皂角萃取液、15gn-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液；再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为60℃干燥20h，即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为：将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取，所述超临界萃取的压力为37mpa，萃取温度为40℃，萃取时间为100min，co2流体的流量为15kg/h，得到萃取产物；将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min，然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质，得到皂角萃取液。
实施例4
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、6份纳米氧化锌、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
实施例5
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、3份抗菌改性硅藻土、3份纳米氧化锌、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
所述抗菌改性硅藻土的制备方法为：取100g壳聚糖加入1500g质量分数为1.5％的乙酸水溶液中以转速为180r/min搅拌30min混合均匀，再加入20g油酸钠、110g硅藻土以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为75℃干燥20h，即得所述抗菌改性硅藻土。
实施例6
一种抗菌abs塑料，包括下述重量份原料：100份abs树脂、6份抗菌剂改性纳米氧化锌、0.3份抗氧剂n,n’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
抗菌abs塑料的制备方法，包括以下步骤：
s1、将abs树脂、抗菌剂和抗氧剂置于混合机中混合均匀，得到混合料；
s2、将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺控制：一区200℃；二区210℃；三区220℃；四区210℃；挤出过程总停留时间为2分钟，主机转速：400rpm，控制压强为15mpa。
所述改性纳米氧化锌的制备方法为：将150g皂角萃取液、30g亚乙基脲、15gn-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、200g乙醇加入900g水中以转速为180r/min搅拌10min混合均匀得到混合液；再加入100g纳米氧化锌以转速为300r/min搅拌2h，以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液，将沉淀在温度为60℃干燥20h，即得改性纳米氧化锌。
所述皂角萃取液的制备方法为：将皂角粉碎至6目后加入萃取釜中进行超临界萃取，所述超临界萃取的压力为37mpa，萃取温度为40℃，萃取时间为100min，co2流体的流量为15kg/h，得到萃取产物；将萃取产物置于5℃的环境中恒温100min，然后以转速为6000r/min离心分离20min去除杂质，得到皂角萃取液。
测试例1
将实施例1-6制备的抗菌abs塑料进行性能测试。具体结果见表1。
抗菌性能测试：参考gb21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》进行。检测用菌：大肠杆菌atcc25922。
tvoc测试，测试标准：德国汽车工业联合会标准vda277。
耐低温性能测试：将抗菌abs塑料置于25℃下48小时后进行拉伸强度(其值记为a1)测试，然后置于-15℃下48小时后再进行拉伸强度(其值记为a2)测试，其中拉伸强度按照标准gb/t1040.1-2006进行测试。按下式计算拉伸强度降低率。拉伸强度降低率(％)＝(a1-a2)/a1×100。
表1：测试数据表
本发明制备的抗菌abs塑料，具有良好的抗菌性能及低挥发气味，并且力学性能良好。