一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱及其製備方法

2023-05-27 08:40:51

專利名稱：一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種包裝箱，具體涉及一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱及其製備方法。
背景技術：
玻璃鋼具有質輕、比強度高、抗疲勞性能好、耐化學腐蝕性好以及可設計性好等特點，已在各個領域得到了廣泛的應用。近年來，採用玻璃鋼材料製作各種材料在國防和民用方面使用得越來越多。在海洋氣候環境下，五大菌種黑曲菌、黃曲菌、雜色曲菌、繩狀青菌、球毛殼菌易於在船舶、倉庫等場所存放包裝箱上繁殖，破壞包裝箱表面及其本體材料，導致玻璃鋼包裝箱嚴重損壞，影響包裝箱的使用工況，進而影響包裝箱內存放物體的安全。因此，加強玻璃鋼包裝箱在海洋環境下的抗菌研究，減少包裝箱的損耗，這些對玻璃鋼包裝箱在海洋領域及其它相關領域的應用都有著重要的戰略意義。近年來，抗菌玻璃鋼產品越來越受到廣大科學工作者的關注，日本一公司開發成功一種具有抗菌性的SMC材 料。使用這種材料可以製得具有抗菌性的玻璃鋼浴缸。2種商標牌號分別叫作polyset4718和polyset4719的人造大理石用的抗菌性膠衣樹脂具有優良的抗菌性。美國一公司使用鍍銀玻瑞纖維製造玻瑞鋼，這樣製成的玻璃鋼製品具有殺菌作用，可以在醫院中使用。日本一電氣公司在電氣設備、汽車部件、家具、冰箱等玻璃鋼製品的表面上貼上一層具有殺菌作用的玻璃鋼層，可使這些玻璃鋼製品具有抗菌性。具有殺菌作用的玻瑞鋼表面層由含銀的化合物的玻璃纖維布和聚醋樹脂製成。將以丙烯酸醋為主要組分的聚合物乳液和陶瓷粉末均勻混合後，噴塗在玻璃纖維非織造物或玻璃纖維布上，待樹脂固化後就可以將它們切割成所需尺寸的牆地磚，使用這一方法製成的牆地磚可以在醫院中使用，因為它們對綠膿桿菌和抗青黴素金黃色葡萄球菌具有很強的殺菌作用。但玻璃鋼包裝箱在海洋環境下的抗菌研究在國內外刊物上尚未報導。

發明內容
本發明的目的在於提供一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱及其製備方法，該包裝箱具有良好的抗菌效果，能適應潮溼、鹽霧的海洋氣候。為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案是:一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，包括箱體，其特徵在於箱體上設有抗菌膠層，所述抗菌膠層由包含鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑組成的抗菌膠真空澆注而成；其中，液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100: 0.3-1: 1-5: 0.1-0.5: 1-5:
0.1-3。所述抗氧化劑為抗氧劑CA或抗氧劑1010 ;所述促進劑為乙烯二胺、促進劑A-1、促進劑A-33或促進劑DC-829 ;所述固化劑為Epon HPT固化劑1061或固化劑1062。所述箱體包括纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層，纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層由內至外依次布置成一體。所述加強筋由塑料泡沫板和在所述塑料泡沫板上鋪設的纖維層組成。所述第一複合層包括用樹脂固化的1-3層玻璃纖維布或碳纖維布。所述芯材層為PU或PVC發泡塑料板。所述第二複合層包括樹脂固化後的一層玻璃纖維布或碳纖維布。上述一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱的製備方法，其特徵在於包括如下步驟:
1)根據包裝箱的尺寸，製造模具；
2)在模具內腔鋪設一層或多層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固定形成纖維加強
層；
3)在固化後的纖維加強層上鋪設加強筋，並在加強筋上面加泡沫固定；
4)在加強筋上鋪設1-3層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該1-3層玻璃纖維布或碳纖維布形成第一複合層；
5)在第一複合層上設芯材,形成芯材層；在芯材層上鋪設三層軸布,形成多軸布層；在多軸布層上鋪設一層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該一層玻璃纖維布或碳纖維布形成第二複合層；
7)真空注抗菌膠:
抗菌膠的配製:按液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100: 0.3-1: 1-5: 0.1-0.5: 1-5: 0.1-3，選取鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑；
將鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體，加入羧甲基纖維素鈉，在超聲波作用下分散均勻，加入到液體環氧樹脂，再用超聲波均勻分散，再加入抗氧化劑、促進劑和固化劑，混合均勻，得到抗菌膠；
注膠:向模具內真空澆注抗菌膠(採用真空澆注法，在箱體上形成抗菌膠層);
8)固化:加熱至70-80°C，保溫時間30-50分鐘，待其放熱峰過後，溫度降到40°C則關閉真空泵(真空澆注的真空泵)；
9)脫模，得到納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱。本發明的有益效果是:1、從材料方面看，由於在注膠步驟中使用的環氧樹脂中加入了納米ZnO，將環氧樹脂改性成抗菌膠，這樣注膠後，箱體從內到外都具有抗菌性能，提升包裝箱的抗菌性能。2、從結構上看，箱體採用多層複合和夾層結構，能有效地實現輕量化和提高抗震性能，箱體的強度也得到了提高，能擴張此類箱體的使用範圍。3、能適應潮溼、鹽霧的海洋氣候，從而達到能更好的保護包裝箱內置物，延長包裝箱使用壽命，同時降低海洋氣候下產品儲存成本和延長維修周期。
具體實施例方式
一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，包括箱體，箱體上設有抗菌膠層，所述抗菌膠層由包含鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑組成的抗菌膠真空澆注而成；其中，液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100: 0.3-1: 1-5:0.1-0.5: 1_5: 0.1_3 ο所述鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體可採用《無機鹽工業》第42卷第8期、2010年8月發表的〈納米氧化鋅的分散與表面改性研究〉(作者:劉甲；張林進；葉旭初)。也可採用其它採用鈦酸酯偶聯劑對納米ZnO粉體進行改性的方法得到的鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體。所述抗氧化劑為抗氧劑CA或抗氧劑1010 ;所述促進劑為乙烯二胺、A-U A_33或DC-829 ;所述固化劑為Epon HPT固化劑1061或1062。所述箱體包括纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層，纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層由內至外依次布置成一體。所述加強筋由塑料泡沫板和在所述塑料泡沫板上鋪設的纖維層組成。第一複合層包括用樹脂固化的1-3層玻璃纖維布或碳纖維布。所述芯材層為PU或PVC發泡塑料板。第二複合層包括樹脂固化後的一層玻璃纖維布或碳纖維布。上述一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱的製備方法，包括如下步驟:
步驟1:根據包裝箱的尺寸及設計要求，製造模具(為成型做準備);
步驟2:在模具內腔鋪設一層或多層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固定形成纖維加強層； 步驟3:在固化後的纖維加強層上鋪設加強筋(箱體加強筋)，並在加強筋上面加泡沫固
定;
在一個實施例中，加強筋材質就是在固化後的纖維增強層上鋪設複合材料，一般鋪設塑料泡沫板，再在塑料泡沫板上鋪設纖維；
步驟4:在加強筋上鋪設1-3層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該1-3層玻璃纖維布或碳纖維布形成第一複合層；
步驟5:在第一複合層上設芯材,形成芯材層；在芯材層上鋪設三層軸布，形成多軸布層；在多軸布層上鋪設一層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該一層玻璃纖維布或碳纖維布形成第二複合層；在一個實施例中，芯材為PU或PVC發泡塑料板；
步驟6:鋪設真空輔材，真空抽氣、保壓，安裝衝氮設備(可以不設此步驟，根據用戶需要而定)；
步驟7:真空注抗菌膠
Ca)凝膠實驗:注膠之前要根據當時的溫溼度先進行凝膠實驗，以確定當時的固化齊U、促進劑的添加量；固化劑的添加應確保蓋子的凝膠時間30-50min，箱體的凝膠時間50_80min ；
(b)抗菌膠的配製:按液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100: 0.3-1: 1-5: 0.1-0.5: 1-5:
0.1-3，選取鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化齊U、促進劑和固化劑；
取鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體，加入羧甲基纖維素鈉，在超聲波作用下分散均勻，加入到液體環氧樹脂，再用超聲波超至納米ZnO均勻分散；向此液體中加入抗氧化劑、促進劑和固化劑，混合均勻，得到抗菌膠，備用。在一個實施例中，抗氧化劑為抗氧劑CA或抗氧劑1010。在一個實施例中，促進劑為乙烯二胺、Α-1、Α-33或DC-829。在一個實施例中，固化劑為Epon HPT固化劑1061或1062。(c)向模具內真空澆注抗菌膠(採用真空澆注法，在箱體上形成抗菌膠層):截取足夠長度的注膠管，把一端先放進配好的樹脂桶中(內有抗菌膠)，另一端距埠 2cm左右纏上兩三層密封膠條,纏好後插入注膠底座中(注膠底座位於模具內，成型的箱體也位於模具內)，並同時用埠所纏的密封膠條密封，注膠口的插入順序是先裡後外，當注射機上的第一個流道的抗菌膠完全超過注射機上的第二個流道，則可開啟第二個流道，當開啟注射機上的第三個流道的時候需關閉第一個流道，依次類推，注膠管只需要保持兩個在同時注膠。澆注抗菌膠時，模具內形成真空狀態。步驟8:固化:待模腔內產品所需的玻纖完全被抗菌膠(樹脂)浸透後，關閉所有流道並停止注入抗菌膠。抗菌膠隨後將開始升溫，加熱至70-80°C，保溫時間30-50分鐘，待其放熱峰過後溫度降到40°C左右則關閉真空泵，撕掉真空輔材。放熱峰為真空注射成型注膠以後，在固化和放熱過程中的最大放熱點。步驟9:脫模，並進行表面處理、標記，得到納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱。抗菌試驗:
Ca)納米氧化鋅的抗菌機理歸納為2種:(I)光催化抗菌機理，即納米氧化鋅在陽光尤其是紫外光的照射下 ，在水和空氣中能自行分解出帶負電的電子，同時留下了帶正電的空穴，這種空穴可以激發空氣中的氧變為活性氧，有極強的化學活性，能與多種微生物發生氧化反應，從而把細菌殺死；(2)金屬離子溶出抗菌機理，即鋅離子會逐漸的游離出來，當它和細菌體相接觸時，就會和細菌體內活性蛋白酶相結合使其失去活性，從而將細菌殺死。(b)抗菌試驗:海洋環境下，易於在包裝箱表面寄生的菌種如表I。模擬海洋環境，根據國軍標GJB 150.10-1986 軍用裝備實驗室環境試驗方法中第10部分:黴菌試驗，對表I中的五中菌群進行了了試驗，本發明納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱的抑菌率達到95%以上，有良好的抗菌效果。表I檢測菌種如下表
權利要求
1.一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱,包括箱體,其特徵在於箱體上設有抗菌膠層,所述抗菌膠層由包含鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑組成的抗菌膠真空澆注而成；其中，液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100:0.3-1: 1-5: 0.1-0.5: 1-5: 0.1-3。
2.根據權利要求1所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，所述抗氧化劑為抗氧劑CA或抗氧劑1010 ;所述促進劑為乙烯二胺、促進劑A-1、促進劑A-33或促進劑DC-829 ;所述固化劑為Epon HPT固化劑1061或固化劑1062。
3.根據權利要求1所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，所述箱體包括纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層，纖維加強層、加強筋、第一複合層、芯材層、多軸布層和第二複合層由內至外依次布置成一體。
4.根據權利要求3所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，所述加強筋由塑料泡沫板和在所述塑料泡沫板上鋪設的纖維層組成。
5.根據權利要求3所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，第一複合層包括用樹脂固化的1-3層玻璃纖維布或碳纖維布。
6.根據權利要求3所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，所述芯材層為PU或PVC發泡塑料板。
7.根據權利要求3所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，其特徵在於，第二複合層包括樹脂固化後的一層玻璃纖維布或碳纖維布。
8.如權利要求1所述的一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱的製備方法，其特徵在於包括如下步驟: 1)根據包裝箱的尺寸，製造模具； 2)在模具內腔鋪設一層或多層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固定形成纖維加強層； 3)在固化後的纖維加強層上鋪設加強筋，並在加強筋上面加泡沫固定； 4)在加強筋上鋪設1-3層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該1-3層玻璃纖維布或碳纖維布形成第一複合層； 5)在第一複合層上設芯材,形成芯材層；在芯材層上鋪設三層軸布,形成多軸布層；在多軸布層上鋪設一層玻璃纖維布或碳纖維布，用樹脂複合固化該一層玻璃纖維布或碳纖維布形成第二複合層； 7)真空注抗菌膠: 抗菌膠的配製:按液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100: 0.3-1: 1-5: 0.1-0.5: 1-5: 0.1-3，選取鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑； 將鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體，加入羧甲基纖維素鈉，在超聲波作用下分散均勻，加入到液體環氧樹脂，再用超聲波均勻分散，再加入抗氧化劑、促進劑和固化劑，混合均勻，得到抗菌膠； 注膠:向模具內真空澆注抗菌膠；·8)固化:加熱至70-80 ，保溫時間30-50分鐘，待其放熱峰過後，溫度降到40 則關閉真空泵； ·9)脫模，得到納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱。
全文摘要
本發明涉及一種包裝箱，具體涉及一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱及其製備方法。一種納米ZnO抗菌玻璃鋼包裝箱，包括箱體，其特徵在於箱體上設有抗菌膠層，所述抗菌膠層由包含鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、液體環氧樹脂、抗氧化劑、促進劑和固化劑組成的抗菌膠真空澆注而成；其中，液體環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑改性過的納米ZnO粉體、羧甲基纖維素鈉、抗氧化劑、促進劑和固化劑的質量比為100:0.3-1:1-5:0.1-0.5:1-5:0.1-3。該包裝箱具有良好的抗菌效果，能適應潮溼、鹽霧的海洋氣候。
文檔編號B32B37/02GK103160078SQ20131005210
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者吳婧, 蔣烈平 申請人:常州中航泰克船舶裝備有限公司