[发明专利]一种抗菌聚苯乙烯材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌聚苯乙烯材料及其制备方法。通过将抗菌剂以以丁苯橡胶为载体的负载型抗菌剂的形式加入聚合体系中，从而获得抗菌剂分散均匀的聚苯乙烯聚合物材料。该抗菌聚苯乙烯材料不仅具有良好的抗菌效果和抗菌持久性，同时具有良好的机械性能和加工性能，例如具有高抗冲性能。此外，本发明提供的抗菌聚苯乙烯材料的制备方法工艺简单，能够在工业装置上在线生产。

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯材料及其制备的技术领域，具体涉及一种抗菌聚苯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)因其具有质硬、透明性好、刚性、电绝缘性、吸湿性低、价格低廉、容易染色、易加工、导热系数不随温度变化等特点，在工业和民用的各个领域具有广泛的应用，已成为当今四大通用塑料之一。由于环境污染等原因的影响,在聚苯乙烯应用的医用材料、家电和建材等领域，往往需要材料具有一定的抗菌性，从而保证使用者的安全和健康。因此，发展和研究具有抗菌性能的聚苯乙烯产品，对改善人们的生活环境，减少疾病发生率，保护人类身体健康方面都具有十分重要的现实意义。

抗菌剂的种类主要包括无机抗菌剂、有机抗菌剂和复合抗菌剂等，当前在抗菌剂的开发和研究方面已有多篇授权专利。无机抗菌剂是最常用的抗菌剂，主要含有以离子形式存在的银、铜、锌等金属，这些金属离子通过离子交换或其他形式与载体结合。无机抗菌剂的抗菌机理是这些金属离子可以与细菌或霉菌的活性酶中心进行强有力的结合，从而破坏细菌或霉菌的生长和繁殖。美国专利US6641842、US6582715公开了负载有金、银、铜、锌等金属离子的无机抗菌剂，中国专利CN101125458、CN101142919分别公开了负载银离子及负载锌银铜复合离子的无机抗菌剂。有机抗菌剂主要有香醛、乙基香草醛类化合物、季铵盐类和双胍类化合物、醇类、酚类、有机金属类、吡啶类等化合物。有机抗菌剂的抗菌机理一般认为是其与细菌、霉菌的细胞膜表面阴离子结合，或与巯基反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，抑制细菌和霉菌的繁殖。复合抗菌剂是为了解决某种单一抗菌剂的抗菌性能弱点，结合其他抗菌剂抗菌性能方面的优点，将两者结合起来，使之具有特定的或者更强的抗菌功能，并可延长材料的抗菌时间。

目前，具有抗菌性能的塑料产品主要通过将抗菌剂与塑料直接混合来获得。例如，专利CN 102276937A所提供的抗菌聚苯乙烯组合物是将聚苯乙烯、复合抗菌剂等在内的各组份混合均匀，熔融共混制得的抗菌聚苯乙烯组合物。该方法虽然工艺简单，但抗菌剂在塑料中的分散性较差，抗菌剂颗粒容易团聚，因此抗菌效果较差，抗菌剂利用不充分，使用成本增加。

专利CN 103205080A所提供的抗菌聚苯乙烯的制备方法是在聚苯乙烯材料成型后，在其表面通过等离子溅射工艺形成纳米二氧化钛膜层。通过该方法制得的抗菌聚苯乙烯，虽然可以大大节约抗菌剂的用量，但在抗菌的持久性方面有所欠缺。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种具有抗菌性能的聚苯乙烯材料，其中抗菌剂在该材料中的分散性良好，该材料具有良好的抗菌效果和抗菌持久性，同时具有高抗冲性能。

本发明还提供了一种制备抗菌聚苯乙烯材料的方法。

根据本发明，提供了一种抗菌聚苯乙烯材料，所述材料包括聚苯乙烯、增韧橡胶、丁苯橡胶和抗菌剂，其中所述抗菌剂分散于聚苯乙烯、增韧橡胶和丁苯橡胶的基质中。其中，丁苯橡胶以作为抗菌剂的载体的形式被加入所述抗菌聚苯乙烯材料中。丁苯橡胶一方面作为抗菌剂的载体，能够使抗菌剂更均匀地分散于用于制备聚苯乙烯的原料体系中，另一方面通过其介导作用，能够增加抗菌剂在用于制备聚苯乙烯的原料体系中的溶解性，此外其能够与增韧橡胶共同起到协同增韧的作用。另外，所述“分散”是指所述抗菌剂均匀地散布于聚苯乙烯材料体系中，更具体地说，这种“分散”应理解为抗菌剂从微观上均匀地散布于聚苯乙烯材料体系中；因此，通过将抗菌剂与聚苯乙烯、增韧橡胶和丁苯橡胶的基质形成的材料进行简单机械混合并不能达到所述“分散”。

增韧橡胶可以选择本领域中常用的，例如顺丁橡胶。增韧橡胶的加入能够增加聚苯乙烯材料的抗冲击性能。