本发明涉及家用电器材料领域，具体的，本发明涉及塑料材料及其制备方法和应用。更具体的，涉及塑料材料、制备塑料材料的方法、塑料件和家用电器。
背景技术：
：目前，塑料作为一种易成型，质轻、比强度大和装饰性好的材料，在家电的内部及外部结构件中被大量地应用。而空调在使用过程中，表面材料容易受油污、指纹等污染而难以去除，且在温暖湿润条件下，空气中的微生物容易在其表面附着和繁殖。对于空调的内部结构如风道，空气中的灰尘和微生物容易在风道表面附着、繁殖和沉积，由于内机难以拆卸和清洗，长期使用后风道内部会严重积尘，影响风量、噪音和能效，停用再次启动后，表面的灰尘和微生物可能脱落，会产生异味，形成二次污染，影响空气质量。因此，目前的塑料材料仍有待改进。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本发明是基于发明人的下列发现而完成的：本发明人在研究过程中发现，现有的塑料材料能实现空调风道表面的防尘作用，主要是靠添加防静电剂的措施，从而降低塑料材料表面对灰尘的静电吸附力。但是，由于空气中微生物通常会与灰尘团聚在一起，且塑料材料表面的微生物会促进灰尘的沉积，从现阶段的实验结果来看，仅添加单一的防静电剂的方法对防尘抗菌的效果是很有限的。本发明的发明人经过深入研究发现，空气中微生物通常与灰尘团聚在一起的，普通塑料材料的表面粗糙，且表面能较高，灰尘和微生物容易在其表面被吸附，附着的微生物会在灰尘的基础上繁殖，并分泌细胞外基质形成生物被膜，且产生的粘性物质会进一步促进空气中灰尘和微生物继续附着，从而形成恶性循环。基于上述发现，发明人经过大量探索和实验验证，发现在塑料材料成型过程中添加含氟表面改性剂和抗菌剂，可以实现优异的抗菌防尘作用，其中，含氟表面改性剂能降低塑料材料的表面能，从而降低对灰尘、微生物以及其他脏污物质的附着力，使这些物质难以在材料表面附着，如此能实现塑料材料表面的自清洁或易清洁的功能，同时，抗菌剂会对吸附的微生物起到及时的抑制及杀灭作用，两者的协同作用可以有效达到抗菌、耐污、易清洁的目的。有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种抗菌、耐污或易清洁的塑料材料。在本发明的第一方面，本发明提出了一种塑料材料。根据本发明的实施例，所述塑料材料包括：树脂基材；分散剂；抗氧剂；抗菌剂；和含氟表面改性剂。发明人意外地发现，本发明实施例的塑料材料，同时添加了含氟表面改性剂和抗菌剂，其中添加的含氟表面改性剂能有效地降低塑料材料的表面能，从而使灰尘、微生物和其他脏污物质难以在塑料材料的表面附着，同时，抗菌剂能及时抑制或杀灭附着的微生物，两者协同作用，可以有效地达到抗菌、耐污和易清洁的目的。另外，根据本发明上述实施例的塑料材料，还可以具有如下附加的技术特征：根据本发明的实施例，基于所述塑料材料的总质量，按照质量百分比计，包括：树脂基材90％-99％；分散剂0.2％-2％；抗氧剂0.2％-0.5％；抗菌剂0.3％-2％；含氟表面改性剂0.3％-6％。根据本发明的实施例，所述树脂基材包括HIPS、ABS、PP中的至少一种。根据本发明的实施例，所述分散剂包括脂肪酸类、脂肪族酰胺和硬脂酸盐中的至少一种。根据本发明的实施例，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168的至少一种。根据本发明的实施例，所述抗菌剂包括银系、锌系、铜系无机抗菌剂，胺类、酚类、吡啶类、咪唑类、卤素类有机抗菌剂及其复配体系中的至少一种。根据本发明的实施例，所述含氟表面改性剂包括含氟丙烯酸酯和全氟聚醚中的至少一种。在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备上述塑料材料的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：(1)将树脂基材、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和含氟表面改性剂混合，得到原料混合物；(2)利用挤出机对所述原料混合物进行挤出处理，得到所述塑料材料。发明人意外地发现，采用本发明实施例的制备方法，能够快速、大量地制备出具有抗菌、耐污和易清洁特点的塑料材料，并且该方法操作简便、容易控制且适于大规模制备，具有工业化批量生产的潜力。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料所描述的特征和优点，仍适用于该制备塑料材料的方法，在此不再赘述。在本发明的第三方面，本发明提出了一种塑料件。根据本发明的实施例，所述塑料件是由上述塑料材料构成的。发明人意外地发现，本发明实施例的塑料件，其表面对灰尘、微生物和其他脏污物质的吸附力极小，从而实现长期的抗菌、耐污和易清洁的效果。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料所描述的特征和优点，仍适用于该塑料件，在此不再赘述。在本发明的第四方面，本发明提出了一种家用电器。根据本发明的实施例，所述家用电器包括上述塑料件。发明人意外地发现，本发明实施例的家用电器，由于含有表面能抗菌、耐污和易清洁的塑料件，能有效地缓解在长期使用过程中家用电器表面容易出现的微生物、灰尘及其他脏污的附着和沉积问题，从而提高家用电器内外的洁净程度，进而使家用电器具有长期的抗菌、耐污和易清洁的效果。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料、塑料件所描述的特征和优点，仍适用于该家用电器，在此不再赘述。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购到的常规产品。在本发明的一个方面，本发明提出了一种塑料材料。根据本发明的实施例，该塑料材料包括树脂基材、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和含氟表面改性剂。本发明的发明人经过研究发现，在塑料材料中仅添加抗静电剂，通过降低材料表面对灰尘的静电吸附，可以在短期内起到抗尘作用，但是长时间使用后，材料表面附着的微生物会繁殖并分泌粘性物质，从而继续附着灰尘和微生物。发明人还发现，在塑料材料中仅添加抗菌剂，由于抗菌剂属于接触式杀菌类型，使用较长时间后，材料表面沉积的灰尘达到了一定厚度，抗菌剂就难以起到杀菌的作用，从而影响长期抗菌、耐污的效果。针对如何同时起到抗菌和耐污作用的问题，本发明的发明人经过长期的研究发现，含氟表面改性剂的非极性基不仅具有疏水性还独具疏油性，以极低的浓度就可显著地降低塑料材料的表面能，从而使灰尘、微生物和其他脏污物质难以在塑料材料的表面附着，进而实现塑料材料表面的自清洁或易清洁的功能。发明人在添加含氟表面改性剂的同时添加抗菌剂，即使塑料材料的表面吸附了少量的微生物，也会被及时地抑制或杀灭。如此，同时添加含氟表面活性剂和抗菌剂，两者协同作用，能够有效地实现塑料材料表面的抗菌、耐污和易清洁的效果。另外，发明人经过长期的研究发现，树脂基材是组成塑料材料的主要成分，为材料提供强度、韧性，还具有可加工性，能制造成结构复杂的塑料件的形状；分散剂，能促进树脂与各个添加成分的混合均匀；以及抗氧剂，作为加工稳定剂，能有效地防止树脂在挤出过程中的热降解，使树脂保持原有的机械性能和耐老化性。根据本发明的实施例，树脂基材的具体种类不受特别的限制，只要符合塑料材料的使用性能要求的树脂均可，本领域技术人员可根据实际使用要求进行选择。在本发明的一些实施例中，树脂基材包括HIPS(高抗冲击性聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)、PP(聚丙烯)中的至少一种。如此，采用上述种类的树脂基材，能获得机械性能好且符合使用要求的塑料材料。根据本发明的实施例，分散剂包括脂肪酸类、脂肪族酰胺和硬脂酸盐中的至少一种。本领域技术人员可以理解，根据树脂基材的具体种类，可选择适宜的分散剂增加熔融挤出过程中各添加剂在树脂基材中的分散性。在本发明的一些具体示例中，针对HIPS、ABS或PP的树脂基材，发明人选择脂肪酸类、脂肪族酰胺或硬脂酸盐。如此，能增加添加剂在树脂基材中的分散性，从而获得机械性能高的塑料材料。根据本发明的实施例，抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168的至少一种。需要说明的是，抗氧剂1010是指四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]，抗氧剂1098是指N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，抗氧剂168是指亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。如此，采用上述种类的抗氧剂，能获得机械性能高、耐老化性能好的塑料材料。根据本发明的实施例，抗菌剂的具体类型不受特别的限制，只要抗菌剂能有效地抑制或杀塑料材料表面吸附的微生物即可，本领域技术人员可根据实际的使用环境进行选择。在本发明的一些实施例中，抗菌剂包括银系、锌系、铜系无机抗菌剂，胺类、酚类、吡啶类、咪唑类、卤素类有机抗菌剂及其复配体系中的至少一种。优选情况下，抗菌剂选择上述单一类型抗菌剂的复配体系。如此，采用上述类型的抗菌剂，能使塑料材料的表面的抗菌率显著地提高，能及时抑制或杀灭材料表面吸附的微生物，从而进一步地降低了塑料材料表面的灰尘和微生物等脏污物质的沉积。根据本发明的实施例，含氟表面改性剂的具体种类不受特别的限制，只要是能使材料获得很低表面能的含氟聚合物均可，本领域技术人员可根据实际情况进行灵活地选择。在本发明的一些实施例中，含氟表面改性剂包括含氟丙烯酸酯(包括但不限于全氟烷基丙烯酸酯)和全氟聚醚中的至少一种。如此，采用上述种类的含氟表面改性剂，能显著地降低塑料材料表面对灰尘和微生物的吸附能力，从而进一步地降低了塑料材料表面的灰尘和微生物等脏污物质的沉积。需要说明的是，本文中使用的术语“全氟聚醚”是不同分子量的全氟聚醚的总称，具有不同分子量的全氟聚醚均在该术语涵盖范围内。根据本发明的实施例，基于塑料材料的总质量，按照质量百分比计，该塑料材料包括：90％-99％的树脂基材；0.2％-2％的分散剂；0.2％-0.5％的抗氧剂；0.3％-2％的抗菌剂；0.3％-6％的含氟表面改性剂。如此，塑料材料中的树脂基材、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和含氟表面改性剂分别在上述含量范围内，塑料材料的机械性能更好、表面质量更好，其表面能更低，抗菌性能显著地进一步升高，耐污性能更好，从而进一步地降低了塑料材料表面的灰尘和微生物等脏污物质的沉积。综上所述，本发明提出了一种塑料材料，其中添加的含氟表面改性剂能有效地降低塑料材料的表面能，从而使灰尘、微生物和其他脏污物质难以在塑料材料的表面附着，进而实现塑料材料表面的自清洁或易清洁的功能，同时，抗菌剂也能即时抑制或杀灭附着的微生物，两者能够协同作用，有效地达到抗菌、耐污和易清洁的目的。在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备上述塑料材料的方法。根据本发明的实施例，该制备方法包括：(1)将树脂基材、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和含氟表面改性剂混合，得到原料混合物；(2)利用挤出机对原料混合物进行挤出处理，得到塑料材料。在该制备方法中，将树脂基材和各种添加剂预先进行混合后，再采用共混挤出造粒的成型加工手段，能够获得机械性能好、表面能低、具有再加工性能的塑料材料。本发明的发明人发现，原料的预先混合能促进塑料材料的均匀性；而借助挤出机，可将各个组分在熔融状态下充分地混合均匀，如此可获得机械性能高且表面能低的塑料材料；并且，挤出后的树脂线还可直接造粒成型，呈颗粒状的塑料材料方便后续制造成型步骤的操作。根据本发明的一些实施例，制备上述塑料材料的方法可以包括以下步骤：(1)把树脂基材、抗菌剂、含氟表面改性剂、分散剂、抗氧剂按规定的质量分数混合并搅拌均匀；(2)把混合均匀后的材料加入挤出机料斗，所有组份经过挤出机的加热、剪切、混合作用，塑化成均匀熔体，通过口模后冷却切粒，得到所需的塑料材料。综上所述，本发明提出的一种制备塑料材料的方法，能够快速、大量地制备出具有抗菌、耐污和易清洁特点的塑料材料，并且该方法操作简便、混合效果均匀且适于大规模制备，具有工业化批量生产的潜力。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料所描述的特征和优点，仍适用于该制备塑料材料的方法，在此不再赘述。在本发明的另一个方面，本发明提出了一种塑料件。根据本发明的实施例，该塑料件是由上述塑料材料构成的。需要说明的是，具体的采用上述塑料材料制备出塑料件的方法不受特别限制，包括但不限于注塑、快速成型技术等，只要用上述塑料材料制造出塑料件的成型技术均可，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。根据本发明的实施例，塑料件的具体种类不受特别限制，可以为任何可以用塑料材料制成的工件，例如，包括但不限于家用电器外壳(空调、电视、冰箱、微波炉、烤箱等等)、电器内部空间的内壁(如空调风道内壁)或其他部件等等。综上所述，本发明提出的一种塑料件，其表面对灰尘、微生物和其他脏污物质的吸附力极小，从而实现长期的抗菌、耐污和易清洁的效果。经测试效果明显：(1)按照GB21551.2-2010规定方法测试，抗细菌性＞99％，防霉等级为0级；(2)表面能通过水接触角来表征，可从普通材料的70.2°提升到99°。(3)通过油性笔迹擦拭试验，对比可知普通ABS、HIPS、PP表面容易形成明显的连续笔迹，且基本无法去除，而易清洁材料表面，很难在其表面形成连续笔迹，油墨难以在表面附着和渗透，而是形成团聚的小粒，很容易被擦拭去除而不残留明显痕迹。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料所描述的特征和优点，仍适用于该塑料件，在此不再赘述。在本发明的另一个方面，本发明提出了一种家用电器。根据本发明的实施例，该家用电器包括上述塑料件。本领域技术人员可以理解的是，该家用电器还包括其他必要的部件，例如工作组件、外壳、内部线路和控制电路等，在此不再赘述。综上所述，本发明提出了一种家用电器，由于含有表面能抗菌、耐污和易清洁的塑料件，能有效地缓解在长期使用过程中家用电器内部或表面容易出现的沉积问题，从而提高家用电器内外的洁净程度，进而使家用电器具有长期的抗菌、耐污和易清洁的效果。本领域技术人员能够理解的是，前面针对塑料材料、塑料件所描述的特征和优点，仍适用于该家用电器，在此不再赘述。下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。实施例1在该实施例中，制备出改性的共聚PP塑料材料。具体的，配方见表1。表1.共聚PP塑料材料的原料及配比(质量分数单位：％)按照上述配方比例的各组分材料混合并搅拌均匀后加入挤出机料斗，所有组份经过挤出机的加热、剪切、混合作用，塑化成均匀熔体，通过口模后冷却切粒，得到所需的塑料材料。其中，挤出机各段温度范围为170-220℃。对比例1在该对比例中，按照与实施例1基本相同的方法，制备出改性的共聚PP塑料材料。具体配方见表1。对比例2在该对比例中，直接以未改性的纯共聚PP塑料材料作为对比。实施例2在该实施例中，参照GBT17037.1-1997，将实施例1、对比例1和对比例2制备的共聚PP塑料材料注塑成型，并将获得的样品分别进行机械性能测试、抗菌防霉测试、表面性能测试和易清洁性试验。具体的，机械性能测试包括拉伸、弯曲和冲击试验。其中拉伸性能按照GB/T1040.2-2006进行，弯曲性能按照GB/T934-2008进行，冲击性能按照GB/T1843-2008进行。抗菌测试和防霉测试，按照GB21551.2-2010进行，其中抗菌率按照贴膜法测试。表面性能测试，采用测量材料表面和水的接触角。易清洁性试验：取平整样品，用斑马(zebra)MO-120-MC黑色油性记号笔或同等规格其他品牌油性笔的小笔头，在样品规定区域(30mm*15mm)的表面，采用画圈的方法涂写，保证笔迹所经过处一次涂满。涂完后静置1min，然后用纸巾、无尘布在笔迹区域施加一定的垂直作用力(500g法码的力度)进行10次往复擦拭，然后检测笔迹残留情况。该实施例的不同共聚PP塑料材料的机械性能测试结果，如表2所示。从表2可看出，实施例1同时添加抗菌剂和含氟表面改性剂的共聚PP塑料材料的拉伸、弯曲和冲击强度，与对比例1只添加抗菌剂、对比例2未改性处理的共聚PP塑料材料的机械性能基本相近，满足使用要求。表2不同共聚PP塑料材料的机械性能结果对比指标实施例1对比例1对比例2拉伸强度(MPa)24.625.926.1弯曲强度(MPa)26.126.427.1弯曲模量(MPa)9241043934缺口冲击强度(kJ/m2)11.911.112.1该实施例的不同共聚PP塑料材料的抗菌率和防霉等级，如表3所示。从表3可看出，添加复合抗菌剂后的共聚PP塑料材料的抗菌率达到99％，而未添加复合抗菌剂的抗菌率为0％；而共聚PP塑料材料的防霉等级，在添加复合抗菌剂后均从4级升至0级。该实施例的不同共聚PP塑料材料的水接触角测试结果，如表3所示。从表3可看出，添加含氟表面改性剂后的共聚PP塑料材料与水的接触角从87°增至101°。该实施例的不同共聚PP塑料材料的易清洁性试验结果，如表3所示。从表3可看出，只添加抗菌剂的对比例1的共聚PP塑料材料的油性笔迹被擦拭后明显残留，而同时添加抗菌剂和含氟表面改性剂的实施例1的油性笔迹被擦拭后只有轻微残留，而未改性处理的对比例2的纯共聚PP塑料材料的油性笔迹被擦拭后也明显残留。表3.不同共聚PP塑料材料的抗菌、防霉、接触角和易清洁性的测试结果对比指标实施例1对比例1对比例2抗菌率(％)99990防霉等级004水接触角(°)1018791易清洁性试验轻微残留明显残留明显残留实施例3在该实施例中，制备出改性的ABS塑料材料。具体的配方见表4。表4.ABS塑料材料的原料及配比(质量分数单位：％)按照上述配方比例的各组分材料混合并搅拌均匀后加入挤出机料斗，所有组份经过挤出机的加热、剪切、混合作用，塑化成均匀熔体，通过口模后冷却切粒，得到所需的塑料材料。其中，挤出机各段温度范围为170-250℃。对比例3在该对比例中，按照与实施例3基本相同的方法，制备改性的ABS塑料材料。具体配方见表4。对比例4在该对比例中，直接以未改性的纯ABS塑料材料作为对比。实施例4在该实施例中，对实施例3、对比例3和对比例4制备的ABS塑料材料，分别进行机械性能测试、抗菌防霉测试、表面性能测试和易清洁性试验。具体的，按照实施例2中基本相同的各种方法进行测试。该实施例的不同ABS塑料材料的机械性能测试结果，如表5所示。从表5可看出，实施例3同时添加抗菌剂和含氟表面改性剂的ABS塑料材料的拉伸、弯曲和冲击强度，与对比例3只添加抗菌剂、对比例4未改性处理的ABS塑料材料的机械性能基本相近，满足使用要求。表5不同ABS塑料材料的机械性能结果对比该实施例的不同ABS塑料材料的抗菌率和防霉等级，如表6所示。从表6可看出，添加复合抗菌剂后的ABS塑料材料的抗菌率达到99％，而未添加复合抗菌剂的抗菌率为0％；而ABS塑料材料的防霉等级，在添加复合抗菌剂后均从4级升至0级。该实施例的不同ABS塑料材料的水接触角测试结果，如表6所示。从表6可看出，添加含氟表面改性剂后的ABS塑料材料与水的接触角明显地从70.2°增至98.0°。该实施例的不同ABS塑料材料的易清洁性试验结果，如表6所示。从表6可看出，同时添加抗菌剂和含氟表面改性剂的实施例3的ABS塑料材料的油性笔迹被擦拭后只是轻微残留，而只添加抗菌剂的对比例3的油性笔迹被擦拭后明显残留，而未改性处理的对比例4的纯ABS塑料材料的油性笔迹被擦拭后也明显残留。表6不同ABS塑料材料的抗菌、防霉、接触角和易清洁性的测试结果对比指标实施例3对比例3对比例3抗菌率(％)99990防霉等级004水接触角(°)98.067.070.2易清洁性试验轻微残留明显残留明显残留总结综上所述，本发明的实施例的具体两种塑料材料，共聚PP和ABS的塑料材料，其中添加的含氟表面改性剂能有效地降低塑料材料的表面能，从而使灰尘、微生物和其他脏污物质难以在塑料材料的表面附着，进而实现塑料材料表面的自清洁或易清洁的功能，同时，抗菌剂也能即时抑制或杀灭附着的微生物，进一步协同地达到抗菌、耐污和易清洁的目的。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 2 3