一种抗菌亚克力板材及其制备方法
阅读说明：本技术 一种抗菌亚克力板材及其制备方法 (Antibacterial acrylic sheet and preparation method thereof ) 是由 顾祖良 沈小英 顾力行 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗菌亚克力板材,包括：聚甲基丙烯酸甲酯60份-80份,抗菌剂0.1份-1份,交联剂0.1份-1份,脂肪族二元醇2份-8份,其中,所述抗菌亚克力板材采用电子辐照交联的方法制备所得。本发明的抗菌亚克力板材利用辐照交联的方法,将聚甲基丙烯酸甲酯的高分子链打断,使其在重新组合过程中,由原来的链状分子结构变成三维网状分子结构,并再与脂肪族二元醇在交联剂的作用下发生交联,以提高其耐候性,在交联的过程中,抗菌剂能够较好地分散在其内,避免了传统的抗菌剂在材料的表面容易发生脱落的现象。本发明还公开一种抗菌亚克力板材的制备方法,其简单、易于控制,可应用于大规模生产。(The invention discloses an antibacterial acrylic sheet, which comprises: 60-80 parts of polymethyl methacrylate, 0.1-1 part of an antibacterial agent, 0.1-1 part of a cross-linking agent and 2-8 parts of aliphatic dihydric alcohol, wherein the antibacterial acrylic sheet is prepared by adopting an electron irradiation cross-linking method. The antibacterial acrylic sheet provided by the invention has the advantages that the irradiation crosslinking method is utilized, the high molecular chain of the polymethyl methacrylate is broken, the original chain molecular structure is changed into a three-dimensional net-shaped molecular structure in the recombination process, and the three-dimensional net-shaped molecular structure is crosslinked with the aliphatic diol under the action of the crosslinking agent, so that the weather resistance of the antibacterial acrylic sheet is improved, the antibacterial agent can be well dispersed in the antibacterial acrylic sheet in the crosslinking process, and the phenomenon that the traditional antibacterial agent is easy to fall off on the surface of the material is avoided. The invention also discloses a preparation method of the antibacterial acrylic plate, which is simple and easy to control and can be applied to large-scale production.)
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌亚克力板材。
背景技术
亚克力材料由甲基丙烯酸甲酯单体聚合而成，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，由于其具有良好的透光度，又被称为有机玻璃。亚克力板材具有透光度、不易开裂，韧性好、易清洁、质地柔和等特点，主要应用于采光体、屋顶、棚顶、楼梯和室内墙壁护板等生活场景中，同时，随着商品住宅的兴建以及消费者环保意识的普及，市场对于新型环保、健康、无毒、无辐射的建筑材料的需求正在迅速增加；由于亚克力材料具有化学稳定性好、易染色、易加工、电绝缘、耐化学试剂腐蚀等优点，现已被广泛用于建筑材料以及家具材料中。
亚克力板材作为一种新型的有机装饰材料，逐渐在人们的日常生活中扮演重要的角色，市场上，一般的亚克力板材强度韧性不高，价格昂贵，作为橱柜面板等产品的亚克力板材，大多是以大理石为填料，强度很高，但韧性差且笨重，同时，现有的亚克力材料用于灯饰、广告牌、光纤通讯等生活各方面，需要其具有良好的抗菌性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗菌亚克力板材，其具有优异的抗菌性能，同时，还具有较好的抗冲击性能，能够适用于各种应用场合。
本发明的目的之二在于提供一种抗菌亚克力板材的制备方法，其简单、易于控制，可应用于大规模生产。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯60份-80份，抗菌剂0.1份-1份，交联剂0.1份-1份，脂肪族二元醇2份-8份，其中，所述抗菌亚克力板材采用电子辐照交联的方法制备所得
即本发明利用辐照交联中电子加速器发射出的高能量电子束流，轰击聚甲基丙烯酸甲酯，将高分子链打断，因自由基不稳定，相互之间要重新组合，重新组合后由原来的链状分子结构变成三维网状分子结构形成交联，在交联的过程中，抗菌剂能够较好地分散在其内，避免了传统的抗菌剂在材料的表面容易发生脱落的现象。
另外，本发明所使用的聚甲基丙烯酸甲酯为聚甲基丙烯酸甲酯粉末，其为废边角料亚克力板材粉末、回收再用的亚克力板材粉末中的一种或者两种，聚甲基丙烯酸甲酯粉末的粒径为80目-100目，有利于环保。
进一步地，所述抗菌剂为聚季铵盐类抗菌剂、纳米银抗菌剂中的一种或者两种。
进一步地，所述聚季铵盐类抗菌剂为聚季铵盐-1。
进一步地，所述纳米银抗菌剂为纳米银单质、纳米银负载在载体上所形成的纳米银抗菌剂、纳米氧化银、纳米氧化银负载在载体上所形成的纳米氧化银抗菌剂中的一种或者两种以上的组合物。其中，纳米银抗菌剂的尺度大小在1000纳米以内；载体可以为磷酸锆、磷灰石、沸石等矿物质载体，或者为二氧化硅载体。
进一步地，所述交联剂为交联剂TAC。即2,4,6-三烯丙氧基-1,3,5-三嗪，为三官能度反应的交联剂，能显著提高产品的强度、刚性和耐热性能。高分子材料的辐照交联、裂解与辐照的剂量密切相关，辐照剂量的增加在提升交联程度的同时也会进一步促进材料的裂解，为了避免低辐照剂量对材料自由基的生成的影响较低，添加了交联剂TAC，在较低的辐照量时，使其先产生交联剂自由基，促进其他物质产生自由基，进行聚合反应，降低材料的裂解，提高交联程度。
进一步地，所述脂肪族二元醇为2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇，是一种脂肪族二元醇，将其添加到聚甲基丙烯酸甲酯中，可以显著改善材料的玻璃化转变温度，提高耐候性以及透明度。
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯与所述脂肪族二元醇的质量比为65：(2-4)。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种抗菌亚克力板材的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、抗菌剂、交联剂、脂肪族二元醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，在电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
进一步地，在步骤S2中，半成品挤出机的挤出温度为160℃-190℃。
进一步地，在步骤S3中，成品挤出机的挤出温度为180℃-200℃；电子辐照的辐照剂量为200kGy-300kGy。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的抗菌亚克力板材利用辐照交联的方法，将聚甲基丙烯酸甲酯的高分子链打断，使其在重新组合过程中，由原来的链状分子结构变成三维网状分子结构，并再与脂肪族二元醇在交联剂的作用下发生交联，以提高其耐候性，在交联的过程中，抗菌剂能够较好地分散在其内，避免了传统的抗菌剂在材料的表面容易发生脱落的现象。
本发明的制备方法简单、易于控制，可应用于大规模生产。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。以下实施例中除特殊限定外，聚甲基丙烯酸甲酯为80目的废边角料亚克力板材粉末。
实施例1：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯60份，聚季铵盐-1 0.1份，交联剂TAC 0.1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇2份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
实施例2：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯70份，聚季铵盐-1 0.5份，交联剂TAC 0.5份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇4份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
实施例3：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯80份，聚季铵盐-1 1份，交联剂TAC 1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇8份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
实施例4：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯65份，聚季铵盐-1 1份，交联剂TAC 1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇4份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
实施例5：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯65份，纳米银单质1份，交联剂TAC 1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇4份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、纳米银单质、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为300kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
实施例6：
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯65份，纳米银负载在载体沸石上所形成的纳米银抗菌剂1份，交联剂TAC 1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇4份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、纳米银抗菌剂、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为300kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯60份，聚季铵盐-1 0.1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇2份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
对比例2
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯60份，聚季铵盐-1 0.1份，交联剂TAC 0.1份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为200kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
对比例3
一种抗菌亚克力板材，包括如下重量份的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯60份，聚季铵盐-1 0.1份，交联剂TAC 0.1份，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇2份。
该抗菌亚克力板材包括如下制备步骤：
S1：先聚甲基丙烯酸甲酯、聚季铵盐-1、交联剂TAC、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇在常温下搅拌均匀，得到预混料；
S2：将预混料放入半成品挤出机，挤出温度为170℃，挤出造粒，得到粒料；
S3：将粒料放入成品挤出机内，挤出温度为200℃，在辐照剂量为150kGy的电子辐照下，完成交联，得到抗菌亚克力板材。
性能测试
将上述实施例1-6和对比例1-3所制得的抗菌亚克力板材进行如下性能测试，抗菌性能按照QB/T2591-2003标准测试，缺口冲击强度：测试标准ISO 180，摆锤能量2.75J；透光率按照GB/T2410-2008标准测试。
测试结果如下。
表1
从上表可看出，相比于对比例1-3，本发明的实施例1-6的亚克力板材均具有较好的抗菌性能，同时，还具有较好的抗冲击性能和透光率，能够适用于各种应用场合。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。