一種天然抗菌耐老化abs材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種天然抗菌耐老化ABS材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ABS化學(xué)名稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一種強(qiáng)度高、韌性好、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品腐蝕、電器性能優(yōu)良，易于加工成型的熱塑型高分子材料。被廣泛應(yīng)用于汽車、電子通訊、家用電器、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生、包裝、辦公用品、玩具、體育器材、日用品等領(lǐng)域。尤其是近年來更發(fā)展到應(yīng)用于民生以及與人體密切接觸等諸多方面的制品，但因ABS嵌段共聚物的特殊性，其組分中的丁二烯含不飽和雙鍵，這就使得ABS在陽光、氧和熱作用下易發(fā)生老化變色，變脆、甚至龜裂，導(dǎo)致物理機(jī)械性能的下降。同時(shí)由于ABS不具有抗菌性，其制品用一段時(shí)間過后，表面會(huì)變得骯臟，滋生各種細(xì)菌、霉菌、真菌等有害微生物，特別在溫度、濕度等客觀條件適宜時(shí)更易繁殖蔓延，不同的人接觸就會(huì)導(dǎo)致交叉感染，成為細(xì)菌污染源和疾病傳播源，給人類健康帶來了巨大的威脅。
[0003]有鑒于上述因素，近些年，國內(nèi)外很多學(xué)者都在致力于研宄開發(fā)具有抗菌功能的ABS，取得了一定的成果。經(jīng)檢索，目前用于ABS的抗菌劑按結(jié)構(gòu)主要分為無機(jī)、有機(jī)和天然三大類。無機(jī)抗菌劑采用銀、鋅、銅等金屬離子為抗菌劑，以磷酸鹽、膨潤土、沸石等多孔無機(jī)非金屬材料為載體制得，具有抗菌效率高，耐熱性強(qiáng)，但容易氧化變色而使抗菌能力降低乃至失效，力學(xué)性能大幅度下降，用量相對(duì)較大，成本高，市場推廣困難。有機(jī)抗菌劑包括季胺鹽類、咪唑類、吡啶類、有機(jī)金屬類等，雖然殺菌效率較高，添加量較少，但耐熱性差，易析出，毒性較大，不僅抗菌持久性短，而且被人體吸收，對(duì)人體健康會(huì)造成很大的潛在危害，實(shí)用價(jià)值不高。與之相比，天然抗菌劑是從植物、動(dòng)物或生物中提取的，其來源廣泛，成本低，具有安全無毒、抗菌效率高、耐熱性佳、顏色穩(wěn)定性好、不易產(chǎn)生耐藥性和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，故其應(yīng)用和研宄越來越受到人們的重視。但天然抗菌劑通常是從一種植物、動(dòng)物或生物中提取而成，抗菌成分單一，抗菌譜窄，其與聚乙烯之間的相容性差，易產(chǎn)生團(tuán)聚、分散不均勻等問題，且在使用過程中抗菌成分易析出，抗菌效果不能持久。此外，現(xiàn)有抗菌劑不能同時(shí)兼具抗菌耐老化和保健功能，為了達(dá)到ABS制品所需的耐老化指標(biāo)，通常采用共混改性的方法往ABS中添加抗氧劑來提高其耐老化性能。但公知的抗氧劑多為有一定毒性的小分子化合物，在陽光、氧和熱作用下都有逐漸向ABS制品表面析出的趨勢(shì)，存在易失效和衛(wèi)生安全隱患。
[0004]因此，研宄出一種同時(shí)具備天然抗菌耐老化、保健與力學(xué)性能，且功效持久，使用壽命長的ABS材料顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是提供一種納米黃土負(fù)載植物源提取物作為抗菌劑均勻分布在ABS樹脂中而使多種生物活性物質(zhì)協(xié)同增效的天然抗菌耐老化ABS材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種天然抗菌耐老化ABS材料，按重量百分比計(jì)，其原料配方組成為:ABS樹脂70?90%，植物源提取物3?7%，納米黃土 5?18 %，藍(lán)莓籽油0.5?2 %，兩性表面活性劑1.5?3 %，所述的植物源提取物是由重量百分含量25?35%的地薟、35?55%的板栗殼和20?30%的文冠木提取制得，其制備方法包括以下步驟:
[0007]①制備植物源提取物:按配方稱取地薟、板栗殼、文冠木分別用水洗凈，干燥后混合，粉碎成60目粗粉，加入相當(dāng)于粗粉重量5?12倍的濃度為80?95wt %的乙醇溶液，浸泡I?3h后，回流提取2h，過濾，濾渣用上述同法再提取2次，合并3次濾液，取濾液減壓濃縮至1/2體積，上HPD100大孔樹脂柱，在流速5?10ml/min下吸附3h，用濃度為25?50wt%的丙酮溶液洗脫，回收丙酮，減壓濃縮，噴霧干燥，得到植物源提取物；
[0008]②制備納米黃土，采集一定量的黃土以1: 5的固液重量比加入濃度為10?50wt %的鹽酸溶液進(jìn)行混合制漿，控制漿液的pH值在4.5?6之間，置于閉式耐酸反應(yīng)釜中，在100?180°C反應(yīng)2?9h，出料，冷卻，用去離子水洗滌至中性，干燥，在200?500°C下煅燒0.5?lh，冷卻，用陶瓷珠磨機(jī)磨至粒徑1200?2500目，得到白色的納米黃土 ；
[0009]③制備藍(lán)莓籽油:采集飽滿、無腐爛的藍(lán)莓籽，破碎，蒸炒，送入壓榨油機(jī)于35?60 °C下壓榨，得到籽油和籽渣，在籽渣中加入相當(dāng)于籽渣重量3?9倍的濃度為65?85界七％的乙醇于30?50°C下提取2h，過200目篩，濾液與籽油合并，在合并油中加入占合并油重量0.5?3%的活性炭，于45?60°C下脫色2h，得到藍(lán)莓籽油；
[0010]④按配方稱取納米黃土，以1: 6?25的固液重量比加入去離子水，再加入占納米黃土重量1.5?3%的聚乙二醇，在75°C下攪拌0.5?3h，形成穩(wěn)定均勻膠體溶液；然后將配方量的植物源提取物溶解于去離子水中，使固液重量比為1: 3，再加入配方量的兩性表面活性劑攪拌混合均勻后添加到上述膠體溶液中，在頻率40kHz、溫度65?75°C、功率50?350W下超聲分散0.5?2h，真空干燥，粉碎，得到植物源/黃土復(fù)合抗菌劑；
[0011]⑤按配方稱取藍(lán)莓籽油，加入聚乙烯蠟并控制其重量比為1: 0.5，在60?75°C下攪拌至充分熔化且混合均勻，得到預(yù)混料；
[0012]⑥按配方稱取ABS樹脂送入高速混合機(jī)中，加入步驟⑤的預(yù)混料，在35?50 °C下混合3?5min，再加入步驟④的植物源/黃土復(fù)合抗菌劑，升溫到70?85°C，繼續(xù)混合30?50min，送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出，雙螺桿擠出機(jī)各段的溫度為185?245°C，熔融擠出后冷卻造粒，得到天然抗菌耐老化ABS材料。
[0013]本發(fā)明所述的兩性表面活性劑為十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基二羥乙基氧化胺、十四烷基二羥乙基氧化胺、椰油基二羥乙基氧化胺、十二烷基乙氧基磺基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、烷基羥磺基丙基甜菜堿、十二烷基羥丙基磺基甜菜堿中的任意一種或兩種以上的混合。
[0014]上述方法所給出的配方是保證本發(fā)明產(chǎn)生所期望效果的基本配方，是本發(fā)明的技術(shù)核心，然而在實(shí)際應(yīng)用中，完全可以在本發(fā)明配方的基礎(chǔ)上，根據(jù)各種需要添加相容劑、偶聯(lián)劑、增韌劑、著色劑等，這些都屬于本領(lǐng)域公知的常識(shí)，且只要控制適當(dāng)，也不會(huì)對(duì)本發(fā)明產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0015]上述原料配方中的地茶(Melastoma dodecandnun Lour)為野牡丹科植物地茶的全草，又名鋪地稔、鋪地錦等，其味甘、酸、澀，性稍涼；具有清熱化濕、祛瘀止痛、收斂止血之功效。研宄表明，地薟含有多糖、黃酮類、氨基酸、阿魏酸、槲皮素、酚類、β-谷甾醇、胡蘿卜苷、豆留醇、齊墩果酸、篇蓄苷、沒食子酸、正十六酸和山奈酚等化學(xué)成分，具有抗菌消炎、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老等作用[李麗等，“地薟的化學(xué)成分和藥理作用研宄進(jìn)展”《廣西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)》2011年第I期]。現(xiàn)代藥理學(xué)表明，黃酮類、酚類、沒食子酸、山奈酚等成分具有較強(qiáng)的抗菌活性，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及綠膿桿菌等多種致病菌都有顯著的抑制作用。
[0016]上述原料配方中的文冠木為無患子科文冠果屬文冠果Xanthoceras sorbifoliBunge的干燥莖枝，能祛風(fēng)濕，消腫止痛，斂干黃水。臨床用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕內(nèi)熱、皮膚風(fēng)濕等癥。有研宄表明，文冠木中含有(2R，3R)_雙氫楊梅樹皮素、楊梅樹皮素、槲皮素、兒茶精、沒食子兒茶精、(2R，3R)-3，3'，5，5'，7-五羥基二氫黃酮、(2S)-3^，4'，5，5'，7-五羥基二氫黃酮、表沒食子兒茶精等化學(xué)成分，其具有廣泛的生物活性，在抑菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、抗病毒、鎮(zhèn)痛及活血等多方面具有很強(qiáng)的作用[倪慧艷，“文冠木化學(xué)成分研宄”《中藥材》2009年第5期]。
[0017]上述原料配方中的板栗殼為板栗的外果皮，板栗又名栗子、大栗等，藥性甘、濕、平，具有降逆、止血的功效，研宄表明:板栗殼中含有谷甾醇、胡蘿卜苷、豆甾-5-烯-3 β，7 α -醇、麥角甾-6，22- 二烯-3 β，5 α，8 α -三醇、齊墩果酸、豆留-4-烯-6 α -醇-3-酮、豆留-4-烯-6 β -醇_3_酮、原兒茶酸、水楊酸、豆甾-5-烯-3 β -羥基-7-酮、對(duì)羥基桂皮酸甲酯、沒食子酸、綠原酸、香草醛、乳糖和蘆丁等化學(xué)成分，具有廣泛的生物活性，在抑菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、抗病毒等多方面具有很強(qiáng)的作用[賈陸等，“板栗殼化學(xué)成分研宄”《中國醫(yī)藥工業(yè)雜志》2010年第2期]。
[0018]從已公開