一種洗碗機內膽複合材料及其製備方法與流程
2023-12-03 22:35:26 3
本發明屬於複合材料領域，具體涉及一種洗碗機內膽複合材料及其製備方法。
背景技術：
洗碗機是常用的小家電之一。它被用來清洗碗、筷、盤、碟、刀、叉等餐具。洗碗機的出現大大降低了人們在廚房用於清洗餐具的工作量。特別是在酒店、餐廳、食堂等餐具清洗任務比較重的場所。
目前洗碗機的內膽的材質主要有金屬材質和塑料材質。金屬材質由於成本較高，且成型不方便，逐漸被重量輕、成本低、加工性能好的塑料材質替代。但由於洗碗機的內膽要經常和餐具以及各種菜漬、油汙接觸，容易滋生細菌，且大多數洗碗機在對餐具衝洗過後，同時還具有烘乾和紫外線殺毒的功能。而普通塑料制的洗碗機內膽並不具備除菌功能，由於長期在水、油汙、高溫、紫外線條件下工作，使用壽命也受到了較大影響。因此生產廠家對洗碗機內膽的殺菌性能、耐溫和耐候性能提出了更高的要求。
技術實現要素：
為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的是提供一種洗碗機內膽複合材料及其製備方法，該洗碗機內膽複合材料具有抗菌效果好，抗菌時間長，耐候性好，使用壽命長的優點。
本發明的技術方案如下：
一種洗碗機內膽複合材料，由包括以下重量份的組分製成：
優選的，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯。
優選的，所述的抗菌劑按照以下方法製得：將1～5g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入1～5g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至50～80℃攪拌15～30min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖1～3份，山梨酸鉀0.2～0.8份，混合均勻製得所述抗菌劑。
氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物與苄基二甲基十二烷基氯化銨製得的複合微粒既含有高分子鏈段，又含有殺菌基團，具有性能穩定，不揮發，殺菌效果顯著的優點，同時高分子鏈段的相對分子質量越大，抗菌效果越好。優選的，所述的氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物的相對分子質量為15～20萬。
優選的，所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖。
2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖比殼聚糖對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有更好的殺菌作用。
優選的，所述的抗菌填料選自氧化鋅、二氧化矽或銳鈦型二氧化鈦。
氧化鋅、二氧化矽和銳鈦型二氧化鈦屬於光催化型無機抗菌劑，在光照後能產生高度活性的空穴電子對，進而在產品表面生成強氧化性的·OH自由基，從而在短時間內殺死與其接觸的細菌。
優選的，所述的偶聯劑選自γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基矽烷、3-氨丙基三甲氧基矽烷中的一種或一種以上。
優選的，所述的增塑劑選自柏木油，蓖麻油、綠芥末精油中的一種或一 種以上。
柏木油，蓖麻油、綠芥末精油作為天然原料，本身具有一定的抗菌作用，同時在複合材料加工的過程中還可以起到增塑的作用。
優選的，所述的抗氧劑選自(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯基)己二胺)、(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)、(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)或(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)中的一種或一種以上。
一種上述洗碗機內膽複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑2～4份、抗菌填料2～5份、偶聯劑0.4～0.8份、增塑劑3～6份、抗氧劑0.2～2份；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
優選的，擠出機的擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min。
先將抗菌填料與偶聯劑進行混合，可以較好的提高偶聯劑的偶聯效率，將抗菌劑與增塑劑混合均勻後從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中，可以保護抗菌劑，使其受熱時間縮短，減少在加工過程中的降解。
和現有技術相比，本發明的有益效果在於：
(1)本發明的洗碗機內膽複合材料通過對抗菌劑、抗菌填料、增塑劑等助劑的合理選擇和配置，使得複合材料的抗菌性能得到大幅提高，特別在有紫外線殺菌功能的洗碗機中，複合材料中的抗菌劑和光催化型無機抗菌劑能和紫外線較好的配合，產生更好的殺菌效果。
(2)本發明的抗菌劑為高分子抗菌劑，高分子鏈段的存在不僅提升了抗菌劑與聚苯乙烯基體的相容性，而且高分子鏈段的存在也提高了抗菌劑的殺 菌能力和有效殺菌的時間。
(3)本發明複合材料中，並不採用銀離子系列的抗菌劑，大幅降低了原料成本。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，實施例中除特殊說明外，含量均為重量份。
實施例1
一種洗碗機內膽複合材料，按以下方法製得：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑2份、抗菌填料2份、偶聯劑0.4份、增塑劑3份、抗氧劑0.2份；
其中，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯；所述的抗菌劑按照以下方法製得：將1g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入1g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至50℃攪拌30min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖1份，山梨酸鉀0.2份，混合均勻製得所述抗菌劑；所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖；所述的抗菌填料為氧化鋅；所述的偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷；所述的增塑劑為柏木油；所述的抗氧劑為(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯基)己二胺)；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
實施例2
一種洗碗機內膽複合材料，按以下方法製得：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑4份、抗菌填料5份、偶聯劑0.8份、增塑劑6份、抗氧劑2份；
其中，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯；所述的抗菌劑按照以下方法製得：將5g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入5g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至80℃攪拌15min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖3份，山梨酸鉀0.8份，混合均勻製得所述抗菌劑；所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖；所述的抗菌填料為二氧化矽；所述的偶聯劑為N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基矽烷；所述的增塑劑為蓖麻油；所述的抗氧劑為(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
實施例3
一種洗碗機內膽複合材料，按以下方法製得：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑3份、抗菌填料3份、偶聯劑0.6份、增塑劑5份、抗氧劑1.2份；
其中，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯；所述的抗菌劑按照以下方法製得：將2g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入2g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至65℃攪拌20min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖2份，山梨酸鉀0.6份，混合均勻製得所述抗菌劑；所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖；所述的抗菌填料為銳鈦型二氧化鈦；所述的偶聯劑為3-氨丙 基三甲氧基矽烷；所述的增塑劑為綠芥末精油；所述的抗氧劑為(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯基)己二胺)；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
實施例4
一種洗碗機內膽複合材料，按以下方法製得：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑3.2份、抗菌填料3份、偶聯劑0.6份、增塑劑5份、抗氧劑1.5份；
其中，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯；所述的抗菌劑按照以下方法製得：將4g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入4g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至60℃攪拌20min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖2份，山梨酸鉀0.4份，混合均勻製得所述抗菌劑；所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖；所述的抗菌填料為氧化鋅；所述的偶聯劑為3-氨丙基三甲氧基矽烷；所述的增塑劑為柏木油；；所述的抗氧劑為(N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯基)己二胺)；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
實施例5
一種洗碗機內膽複合材料，按以下方法製得：
(1)按重量份秤取高抗衝聚苯乙烯100份、抗菌劑2份、抗菌填料4份、 偶聯劑0.8份、增塑劑6份、抗氧劑2份；
其中，所述的高抗衝聚苯乙烯為食品級高抗衝聚苯乙烯；所述的抗菌劑按照以下方法製得：將4g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶劑中，加入4g苄基二甲基十二烷基氯化銨，加熱至70℃攪拌30min，過濾，洗滌乾燥得到複合微粒；按重量份秤取複合微粒5份，殼聚糖2份，山梨酸鉀0.6份，混合均勻製得所述抗菌劑；所述的殼聚糖為2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖；所述的抗菌填料為銳鈦型二氧化鈦；所述的偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷；所述的增塑劑為柏木油；所述的抗氧劑為(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)；
(2)將抗菌填料先與偶聯劑混合均勻再加入聚苯乙烯、抗氧劑混合均勻，加入擠出機機頭的加料口中，將抗菌劑與增塑劑混合均勻從擠出機螺杆中部的餵料口加入擠出機中一起熔融共混，擠出溫度為160～220℃，螺杆轉速為200～300R/min，擠出切粒，冷卻得到所述的洗碗機內膽複合材料。
對實施例中得到的產品進行性能測試，測試結果見表1：
表1
以上所述實施例只是本發明的較佳實例，並非來限制本發明實施範圍，故凡依本發明申請專利範圍所述的原理所做的等效變化或修飾，均應在本發明專利申請範圍內。