一种抗菌增强as复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种抗菌增强AS复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] AS树脂(丙烯腈-苯乙烯树脂)是指由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)两种单体为原料共 同聚合制得的一种热塑性塑料。而玻璃纤维增强AS因其具有良好的加工性能、尺寸稳定性 和拉伸强度在家用电器领域具有良好的应用价值，如空调中的轴流、贯流和离心风扇叶等。 家用电器领域对玻纤增强AS复合材料的性能要求一般为：拉伸强度>100MPa，弯曲模量〉 6500MPa，热变形温度>100°C，玻纤重量含量19-22 %，缺口冲击强度>6. OkJ/m2。
[0003] -般玻璃纤维增强AS组合物由AS树脂、玻璃纤维、偶联剂、相容剂以及一定量的助 剂共混制得，但目前市面上的玻璃纤维增强AS组合物的性能较低，同时由于人们生活水平 的提高，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一，故对玻璃纤维增强AS组合物的抗菌性能 也提出了一定的要求，目前塑料制品的抗菌工业标准为:抗细菌率符合I 2 99 %的抗菌塑料 可以作为强抗菌塑料，抗细菌率符合I 2 90%的抗菌塑料可以作为有抗菌作用塑料(参见 QB/T 2591-2003《抗菌塑料一抗菌性能试验方法和抗菌效果》）。
[0004]因此，开发出一种力学性能优异并且具有抗菌效果的玻纤增强AS复合材料显得尤 为重要，具有巨大的市场空间。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提出一种抗菌增强AS复合材料及其制备方法，具有力学性 能优异、抗菌效果明显、成本低廉等优点。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] -种抗菌增强AS复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的组分： AS树脂: 59-79份 玻璃纤维： 10-30份 相容剂： 1-5份
[0008] 偶联剂： 0.1-1份 抗菌剂： 0.5-2份 助剂： 0.1-3份；
[0009]所述相容剂为丙烯酸酯类聚合物或共聚物，其聚合单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙 烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或几种。玻纤增强材料因为是由玻璃 纤维和合成树脂所构成的复合体，两种材质差异较大，彼此混合后存在相容的问题，利用丙 烯酸酯类聚合物或共聚物具有高极性的特点，配方中添加丙烯酸酯类聚合物或共聚物可以 改变玻璃纤维和树脂之间的界面状态，提高其界面的粘结力，从而提高复合材料的性能。
[0010] 所述抗菌剂为四级铵盐，通式为R4NX，其中R为四个相同或不同的烃基，X为卤素负 离子或酸根。细菌细胞表面一般带负电荷，四级铵盐的正电荷吸引细菌细胞膜表面的负电 荷，阻止细菌的移动，使其失去营养而死亡，或细胞变形破裂因内容物渗出而死亡，从而达 到抗菌的效果。
[0011] 进一步的，所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物;所述玻璃纤维为长玻璃纤维 和/或短切玻璃纤维。
[0012]优选的，所述长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10_16μπι;所述短切玻璃纤维的 长度为〇.2-10mm，直径为8-20μηι。
[0013]进一步的，所述偶联剂为双氨基型硅烷偶联剂。使用双氨基型硅烷偶联剂，利用其 具有既能与玻璃纤维表面的某些基团反应，又能与树脂反应的特点，在玻璃纤维与树脂基 体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了玻璃纤维与树脂之间粘合强度，形 成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即实现两者的相容化。
[0014]本发明复合材料还包括重量份数为0.1-3份的助剂，所述助剂为热稳定剂、光稳定 剂、加工助剂、色粉或颜料中的一种或两种以上的混合。热稳定剂可以提高材料在加工和使 用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种以上。光稳定 剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫外线吸收剂。加工助剂 为低分子酯类硬脂酸、金属皂(Cast、Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺）中的一种或 两种以上。
[0015]本发明的另一目的在于提出一种抗菌增强AS复合材料的制备方法，包括如下步 骤：
[0016] (1)按重量份数称取AS树脂、相容剂、抗菌剂、偶联剂和助剂在高混机里混合1-3min;混合均勾，得到预混料；
[0017] (2)将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入玻璃纤维，进行熔 融挤出，造粒干燥，即得抗菌增强AS复合材料；
[0018]其中步骤（2)中所述熔融挤出的条件为：一区温度180-210°C，二区温度190-220 °C，三区温度190-230°C，四区温度190-240°C，五区温度190-240°C，六区温度190-240°C，七 区温度190-240°C，八区温度190-240°C，九区温度190-240°C，主机转速250-600转/分钟； [0019]步骤(2)中所述双螺杆挤出机的长径比为40:1。
[0020] 相对于现有技术，本发明所述的一种抗菌增强AS复合材料及其制备方法具有以下 优势：
[0021] 1)本发明使用丙烯酸酯类聚合物或共聚物作为相容剂，利用丙烯酸酯类聚合物或 共聚物具有高极性的特点，可以有效改变玻璃纤维和树脂之间的界面状态，提高其界面的 粘结力，从而提高复合材料的性能。
[0022] 另外，通过添加硅烷偶联剂，利用其具有既能与玻璃纤维表面的某些基团反应，又 能与树脂反应的特点，在玻璃纤维与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从 而增强了玻璃纤维与树脂之间粘合强度，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即实现 两者的相容化。
[0023] 2)本发明使用的硅烷偶联剂为氨基型硅烷偶联剂，尤其是使用了含有2个氨基或 多个氨基的氨基型硅烷偶联剂，其活性更高，更加有效的增强了玻璃纤维和树脂之间的粘 合强度，从而使得复合材料的力学性能大幅提高。
[0024] 3)本发明添加抗菌剂后，制备的抗菌增强AS复合材料具有优异的抗菌效果，可以 作为抗菌材料用于汽车，冰箱，电视机行业。
【具体实施方式】
[0025]除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了 便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
[0026]所有的数字标识，例如PH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然 不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语"约"。同时也要了解，虽然不总是明确 的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
[0027]本发明的实施例1-3和对比例1-3的制备方法包括如下步骤：
[0028] (1)按重量份数称取AS树脂、相容剂、抗菌剂、偶联剂和助剂在高混机里混合1-3min;混合均勾，得到预混料；
[0029](2)将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入玻璃纤维，进行熔 融挤出，造粒干燥，即得抗菌增强AS复合材料。
[0030]实施例1 -3和对比例1 -3中的制