本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种抗菌PS颗粒及其制备方法，以聚苯乙烯为基材，通过添加抑菌添加成分和生物质阻燃成分等助剂，经共混挤出造粒工艺，即可制得抗菌PS颗粒，其中抑菌添加成分为结构中含有大量苯环的有机硅季铵盐型抑菌剂，生物质阻燃成分为集酸源、气源和碳源为一体的魔芋葡甘聚糖型膨胀阻燃剂，抑菌添加成分的存在可以保障聚苯乙烯颗粒的长效抗菌性能，生物质阻燃成分的存在可以有效增强聚苯乙烯颗粒的阻燃性能，使制备的聚苯乙烯颗粒具有良好的综合性能，有利于聚苯乙烯的进一步应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种抗菌ps颗粒及其制备方法。
技术介绍
1、聚苯乙烯(简称ps)是一种无色透明的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、耐腐蚀、易加工等优点。在常温下，聚苯乙烯具有良好的化学稳定性和绝缘性能，广泛用于建筑、电子、汽车、家电、包装、医疗器械等领域。聚苯乙烯分子链中含有大量的苯环，赋予其较高的刚性和硬度，但是这也导致了聚苯乙烯质脆，力学性能表现一般。近年来，聚苯乙烯发泡保温材料在建筑行业的应用越来越广泛，特别是在发泡板材中的应用，但是由于聚苯乙烯的抗菌性能较差，在相对较为潮湿的地区长期使用时，会附着细菌，产生霉变，不仅影响美观，还会造成聚苯乙烯发泡板材综合性能的下降，此外，聚苯乙烯发泡板材极易燃烧，在建筑火灾频繁发生的背景下，建筑材料的阻燃性能也逐渐成为硬性要求，这就导致聚苯乙烯在建筑行业的应用会逐渐受到限制，亟需进行改进。
2、阻燃剂、抗菌剂等功能性添加剂可以有效改善聚苯乙烯的阻燃、抗菌等综合性能，申请号为cn202110572160.3的专利技术专利公开了一种阻燃高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法，采用添加溴系阻燃剂和三氧化二锑作为阻燃剂，以次磷酸铝和联枯作为辅助阻燃剂，有效改善了聚苯乙烯的阻燃性能，但是卤系阻燃剂燃烧时会产生大量有毒有害气体，不符合环保的要求，因此逐渐被淘汰。另外，添加常规小分子抗菌剂的方式，也会发生挥发和迁移的现象，实际上很难保证聚苯乙烯的抗菌长效性。
3、为此，本专利技术提供了一种抗菌ps颗粒，具有良好的阻燃和抗菌性能，可应用于建筑领域。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抗菌ps颗粒及其制备方法，解决了聚苯乙烯阻燃性能和抗菌性能较差的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种抗菌ps颗粒，按重量份数计，包括以下组分：聚苯乙烯75-85份、抑菌添加成分1-2份、生物质阻燃成分4-6份、填充剂5-10份、抗氧剂0.5-1.5份、相容剂1-3份、硅烷偶联剂5-12份；
4、所述抑菌添加成分为有机硅季铵盐型抑菌剂；
5、所述生物质阻燃成分为集酸源、气源和碳源为一体的魔芋葡甘聚糖型膨胀阻燃剂。
6、进一步优选地，所述抑菌添加成分由以下方法制备：
7、依次将二苯基二氯硅烷、促进剂和四氢呋喃加入至反应釜中，通入氮气，排出釜中空气，开启搅拌，至物料混合均匀后，将双羟乙基氯化类铵化合物溶于四氢呋喃中，搅拌混匀后，滴加至反应釜中，滴加结束后，开启加热，控制反应釜中温度为50-60℃，在搅拌条件下保温12-18h，再加入苯酚，搅拌2-4h后趁热过滤，蒸发溶剂，再经洗涤除杂，所得即为抑菌添加成分。
8、进一步优选地，所述促进剂为三乙胺或者吡啶。
9、进一步优选地，所述双羟乙基氯化类铵化合物为十二烷基双羟乙基甲基氯化铵或者二(2-羟乙基)甲基十四烷基氯代季铵盐。
10、进一步优选地，所述二苯基二氯硅烷与双羟乙基氯化类铵化合物的摩尔比为1:0.8-1。
11、具体的，在上述技术方案中，通过以二苯基二氯硅烷和双羟乙基氯化类铵化合物为原料，彼此之间经不断的取代反应，形成首尾相接，彼此交互连接的连续相聚合态大分子链，以苯酚为阻聚剂进行阻聚，可制备得到分子链中含有大量苯环的有机硅季铵盐型抑菌添加成分。
12、进一步优选地，所述生物质阻燃成分由以下方法制备：
13、将魔芋葡甘聚糖与n,n-二甲基甲酰胺搅拌混合后，倒入充满氮气的反应釜中，继续加入二氯磷酸酯，加毕，于室温条件下搅拌2-4h，接着将胞嘧啶加入至反应釜中搅匀，再滴加氢氧化钠溶液，滴加结束后，于室温条件下持续搅拌8-12h，经过过滤、洗涤除杂和冷冻干燥处理过程，所得即为生物质阻燃成分。
14、进一步优选地，所述二氯磷酸酯为二氯磷酸乙酯或者二氯磷酸苯酯。
15、进一步优选地，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-40％。
16、具体的，在上述技术方案中，利用二氯磷酸酯结构中具有高活性的磷酰氯基团，以其为桥接试剂，将魔芋葡甘聚糖与胞嘧啶进行桥接键合，形成以生物质魔芋葡甘聚糖为碳源，磷酸酯为酸源，胞嘧啶为气源的三元一体型魔芋葡甘聚糖型膨胀阻燃剂，即为生物质阻燃成分。
17、进一步优选地，所述填充剂为纳米碳酸钙、滑石粉、钛白粉或者白云石粉中的任一种；所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂或者受阻酚类抗氧剂中的任一种；所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯醚、马来酸酐接枝聚苯乙烯或者马来酸酐接枝sebs；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷或者3-氨丙基三甲氧基硅烷。
18、一种抗菌ps颗粒的制备方法，包括以下步骤：
19、第一步、第一混合组分的制备
20、按重量份数称取聚苯乙烯、抑菌添加成分、生物质阻燃成分、抗氧剂和相容剂，依次倒入高速搅拌机中，搅拌混合均匀，所得即为第一混合组分；
21、第二步、第二混合组分的制备
22、按重量份数称取填充剂和硅烷偶联剂，置于高速搅拌机中，搅拌混合均匀，所得即为第二混合组分；
23、第三步、抗菌ps颗粒的制备
24、将第一混合组分和第二混合组分混匀，移入双螺杆挤出机中，设置挤出机一区温度为190-200℃、二区温度为210-220℃、三区温度为220-230℃、四区温度为220-230℃、五区温度为225-235℃、六区温度为230-240℃、七区温度为230-240℃、八区温度为220-230℃、九区温度为220-230℃、机头温度为210-220℃、转速为300-400r/min，挤出造粒，所得即为抗菌ps颗粒。
25、本专利技术的有益效果：
26、1)本专利技术制备了一种分子链中含有大量苯环的聚合态有机硅季铵盐型抑菌添加成分，苯环的存在可以与聚苯乙烯结构中的苯环产生π-π共轭作用，使抑菌添加组分能够有效融入聚苯乙烯基体中，彼此的分子链会发生相互缠绕，形成稳定的交联结构，有助于提高聚苯乙烯的力学性能。同时，该种聚合态有机硅季铵盐稳定性好，不易挥发，而且具有良好的广谱抑菌效果，能够长期稳定存在于聚苯乙烯中，使制得的聚苯乙烯颗粒具有良好的抑菌长效性，并且由于结构中含有重复结构的季铵盐抗菌官能团，因此能够产生添加较少的添加量即可具有较强的抑菌效果。
27、2)本专利技术制备了一种以生物质魔芋葡甘聚糖为碳源，磷酸酯为酸源，胞嘧啶为气源的三元一体生物质阻燃成分，在聚苯乙烯颗粒发生燃烧时，生物质阻燃成分可迅速形成致密的膨胀碳层，覆盖在聚苯乙烯颗粒表面，对燃烧所需的热量的氧气进行高度隔绝，进而起到阻止燃烧持续进行的效果。此外，抑菌添加成分中的硅元素在燃烧时还能与碳层产生协同作用，提高碳层的强度和覆盖率，从而进一步增强聚苯乙烯的阻燃性能。
28、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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【技术保护点】
1.一种抗菌PS颗粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚苯乙烯75-85份、抑菌添加成分1-2份、生物质阻燃成分4-6份、填充剂5-10份、抗氧剂0.5-1.5份、相容剂1-3份、硅烷偶联剂5-12份；
2.根据权利要求1所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述抑菌添加成分由以下方法制备：
3.根据权利要求2所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述促进剂为三乙胺或者吡啶。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述双羟乙基氯化类铵化合物为十二烷基双羟乙基甲基氯化铵或者二(2-羟乙基)甲基十四烷基氯代季铵盐。
5.据权利要求2所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述二苯基二氯硅烷与双羟乙基氯化类铵化合物的摩尔比为1:0.8-1。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述生物质阻燃成分由以下方法制备：
7.根据权利要求6所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述二氯磷酸酯为二氯磷酸乙酯或者二氯磷酸苯酯。
8.根据权利要求6所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20-40％。
9.根据权利要求1所述的一种抗菌PS颗粒，其特征在于，所述填充剂为纳米碳酸钙、滑石粉、钛白粉或者白云石粉中的任一种；所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂或者受阻酚类抗氧剂中的任一种；所述相容剂为马来酸酐接枝聚苯醚、马来酸酐接枝聚苯乙烯或者马来酸酐接枝SEBS；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷或者3-氨丙基三甲氧基硅烷。
10.如权利要求1所述的一种抗菌PS颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种抗菌ps颗粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚苯乙烯75-85份、抑菌添加成分1-2份、生物质阻燃成分4-6份、填充剂5-10份、抗氧剂0.5-1.5份、相容剂1-3份、硅烷偶联剂5-12份；
2.根据权利要求1所述的一种抗菌ps颗粒，其特征在于，所述抑菌添加成分由以下方法制备：
3.根据权利要求2所述的一种抗菌ps颗粒，其特征在于，所述促进剂为三乙胺或者吡啶。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌ps颗粒，其特征在于，所述双羟乙基氯化类铵化合物为十二烷基双羟乙基甲基氯化铵或者二(2-羟乙基)甲基十四烷基氯代季铵盐。
5.据权利要求2所述的一种抗菌ps颗粒，其特征在于，所述二苯基二氯硅烷与双羟乙基氯化类铵化合物的摩尔比为1:0.8-1。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭根路，
申请(专利权)人：安徽嘉元再生资源开发利用有限公司，
类型：发明
国别省市：
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