[发明专利]一种耐磨抗菌ABS改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医用材料领域的ABS改性材料，尤其是一种耐磨抗菌并具备良好机械性能的ABS改性材料及其制备方法。

背景技术

ABS是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，为浅黄色粒状或粉状不透明树脂，无毒、无味、质轻，具有优异的耐冲击性、良好的低温性能和耐化学药品性，且尺寸稳定性好、表面光泽度高、易着色和喷涂。

近年来，对聚合物材料的抗菌性能的需求日益上涨。日常生活中，适宜的温度、湿度等外部环境容易使细菌在ABS塑胶制品中滋生感染，但通过在基体树脂中添加无机抗菌剂、有机类或天然类有机抗菌剂制成的抗菌塑料具备在一定时间内杀死或抑制附着细菌的功能。通常来讲，抗菌剂可分为两种：一是无机抗菌剂，其通过载体缓慢释放抗菌离子来达到抗菌的目的，该类载体及金属离子的毒性低，耐久性及安全性良好，但某些金属离子如银离子，易生成氧化物或经光催化后被还原成金属单质，故常伴有变色的现象发生；二是有机类或天然类有机抗菌剂，其具有速效、防霉效果优良等特性，但同时具有毒性较大、耐热性差、药效持续时间短等缺点。此外，纳米尺寸的抗菌剂由于表面能的特点，很容易在聚合物材料中团聚，无法有效达到抗菌的技术效果。

另外，ABS树脂虽然具备上面提到的耐冲击性能高等优点，在实际应用中仍然存在耐磨性差、强度不够大的缺点。高光泽也是塑胶制品高端化的标志之一，ABS相对于其他热塑性塑料具有更好的光泽，能满足家电与汽车产业的需求，但其自身的抗刮擦性能较差，轻微的磨擦也可能使材料表面产生划痕，出现漫射现象，从而影响其光泽度，而机械强度的不足，也大大影响了其应用范围。

CN102558747A提供了一种具有抗菌性能的ABS材料及其制备方法，其中添加了进行掺杂处理和偶联改性处理得到的改性纳米二氧化钛离子，但是根据二氧化钛的抗菌原理，其只在有光的情况下才能产生抑菌的效果，这样就大大限制了材料抑菌的效果和应用场合，而且此方法中需要对二氧化钛经过改性处理，才能在ABS材料中均匀分布纳米二氧化钛，这也增加了工艺的复杂性和成本，此外，由于没有其它工艺的处理，此方法得到的ABS材料耐磨性和其它机械性能一般，同样存在上述的ABS树脂的缺陷。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明提供了一种耐磨抗菌ABS改性材料及其制备方法。所述的ABS材料中包含纳米二氧化钛和纳米银，并在成型的材料表面形成纳米二氧化钛膜层。

为了达到以上目的，本发明的技术方案是：1）采用熔融共混方法，将如下组分按重量百分比熔融共混制成：ABS75～86份、纳米二氧化钛颗粒1～2份，纳米银颗粒0.5～3份，抗菌材料分散改性剂2～6份，抗氧剂0.1～2份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene，MBS）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(3-methoxy-3-methyl-1-butanol，MMB)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer，ASA)5～10份，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物2～5份；2）将上述共混材料加工成型为所需形状的材料；3）使用等离子体溅射工艺，以钛为靶材，在氧存在的条件下，在上述材料的表面溅射一层300-600nm厚度的二氧化钛薄膜。

优选的，所述组分按重量百分比为：ABS80～83份、纳米二氧化钛颗粒1.5～1.8份，纳米银颗粒1～2份，抗菌材料分散改性剂4～6份，抗氧剂0.1～1份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物6～8份，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物3～5份。

所述的ABS是商购的ABS粒料。

所述的纳米二氧化钛颗粒的粒径范围在20-60nm之间，优选30-40nm，优选所述二氧化钛为锐钛型或金红石型二氧化钛纳米颗粒。

所述的纳米银颗粒的粒径范围在10-50nm之间，优选25-35nm。

所述的抗菌材料分散改性剂是指分子量不高，能对上述抗菌纳米成分---纳米二氧化钛和纳米银表面产生良好的润湿效果，从而使纳米级的抗菌剂能够均匀分布，同时与ABS具有一定相容性的烯烃类化合物。所述抗菌材料分散改性剂的重均分子量Mw为3000～100000，优选Mw为5000～50000的烯烃类化合物。

所述抗菌材料分散改性剂的烯烃类化合物是含有乙烯、丙烯或α烯烃低聚物，或者它们的组合物的低聚物，优选丙烯和α烯烃及组合物，例如乙丙共聚物。