易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒及其製備方法與流程
2023-07-23 11:28:56
本發明涉及包裝盒領域，具體地，涉及一種易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒及其製備方法。
背景技術：
隨著生活方式的發展改變，網購和快遞已經完全覆蓋了我們的日常生活，因此包裝盒和打包盒的用量也一直在大量增加。
比如網購用的打包盒、打包袋大多數都是塑料的，因其強度大受力大而廣泛應用。但是我們日常吃的快餐打包盒或者外賣打包盒也幾乎都是塑料製品。一次性的打包盒或者包裝盒，用量大，但是不易降解會導致汙染加重，無法可持續發展應用；另外，塑料製品的抗菌性能也是影響使用的重要因素。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒及其製備方法，該銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的製備原料簡單易得，工藝簡單，且製得的複合包裝盒具有高強度，易降解，抗菌性強等優點。
為了實現上述目的，本發明提供了一種所述銀納米粒子植物纖維複合包裝盒是由以下組分製備而得：聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑；
其中，按照重量份計，所述聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑的用量比為50：20-30：5-15：5-10：1-5：0.5-1.5：1-3：2-5：1-6：0.5-2.0：1.5-3.2：1-3。
本發明還提供一種由上述易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的製備方法。
通過上述技術方案，本發明通過在以聚碳酸酯樹脂和酚醛樹脂按照特定重量配比進行組合得到的樹脂主體，另外，還加入了甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚等組分進行特定比例的組合進而使製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的具有高強度，易降解，抗菌性強等優點。
本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
在本文中所披露的範圍的端點和任何值都不限於該精確的範圍或值，這些範圍或值應當理解為包含接近這些範圍或值的值。對於數值範圍來說，各個範圍的端點值之間、各個範圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值範圍，這些數值範圍應被視為在本文中具體公開。
本發明提供了一種易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒，所述銀納米粒子植物纖維複合包裝盒是由以下組分製備而得：聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑；
其中，按照重量份計，所述聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑的用量比為50：20-30：5-15：5-10：1-5：0.5-1.5：1-3：2-5：1-6：0.5-2.0：1.5-3.2：1-3。
上述技術方案中，所使用的樹脂的分子量可以在寬的範圍內選擇調節，但是為了提高本發明中製得的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的機械強度，優選地，所述聚碳酸酯樹脂的重均分子量為2萬-3萬，酚醛樹脂的重均分子量為1萬-2萬。
所述甲殼素纖維素的加入是為了於其他的組分產生協同作用，所述甲殼素纖維素的種類可以在寬的範圍內選擇，優選地，進而進一步地提高製得的包裝盒的抗菌性能，所述甲殼素纖維自蝦、蟹、蝗、蠶、馬陸、蜈蚣和蝸牛體殼中的一種或多種的組合中提取而得。
本發明中，澱粉的種類可以在寬的範圍內選擇，但是為了提高澱粉與其他組分之間的相互協同作用進而提高銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的易降解性能，優選地，所述澱粉為綠豆澱粉、木薯澱粉、甘薯澱粉、紅薯澱粉、馬鈴薯澱粉、麥類澱粉、菱角澱粉、和藕澱粉和玉米澱粉中的一種或多種。
本發明中，各原料的粒徑大小可以在寬的範圍內選擇，但是為了進一步提高原料之間的混合效果及協同作用，優選地，所述竹粉、二氧化鈦和水滑石的顆粒平均粒徑各自獨立為25-50μm。
同樣地，銀納米粒子的粒徑大小也可以在寬的範圍內選擇，但是為了進一步提高原料之間的混合效果及協同作用，優選地，所述銀納米粒子的顆粒平均粒徑為10-25nm。
本發明還提供了一種易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒的製備方法，所述製備方法由以下步驟組成：
先將聚碳酸酯樹脂、酚醛樹脂、甲殼素纖維、澱粉、竹粉、銀納米粒子、二氧化鈦、水滑石、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑按照50：20-30：5-15：5-10：1-5：0.5-1.5：1-3：2-5：1-6：0.5-2.0：1.5-3.2：1-3的重量比進行攪拌製得混合物m1；
接著，將所述混合物m1進行熱處理形成熔融物m2；
最後，將所述熔融物m2擠出成型、並加工成所述易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒。
上述製備方法中，攪拌的條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了提高攪拌的效果和效率，優選地，所述攪拌滿足以下條件：轉速為2000-3000rpm，攪拌的時間為30-60min。
另外，熱處理，的條件可以在寬的範圍內選擇，但是為了提高熱處理的的效果和製備的效率，優選地，所述熱處理滿足以下條件：熱處理的溫度為180-250℃，熱處理的時間為4-6h。
上述製備方法中，擠出成型的溫度可以在寬的範圍內調節，但是為了提高製備效率，優選地，所述擠出成型的溫度為160-190℃。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
實施例1
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為2萬)、酚醛樹脂(重均分子量為2萬)、甲殼素纖維(提取自蝦、蟹、蝗、蠶體殼)、澱粉(馬鈴薯澱粉、麥類澱粉、菱角澱粉和藕澱粉的重量比為2：1：1：4)、竹粉、銀納米粒子(平均粒徑為15nm)、二氧化鈦(平均粒徑為35μm)、水滑石(平均粒徑為40μm)、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑按照50：25：12：8：3：0.8：2：2：3：1.5：3.0：2的重量比進行混合且在轉速為2000rpm下攪拌60min攪拌製得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在180℃下熱處理的時間為6h進行熱處理形成熔融物m2；
最後，將所述熔融物m2在165℃擠出成型、並加工成所述易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒，記作a1。
實施例2
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為2萬)、酚醛樹脂(重均分子量為1萬)、甲殼素纖維(提取自蝦、蟹、蝗、蠶體殼)、澱粉(綠豆澱粉、木薯澱粉、甘薯澱粉、紅薯澱粉的比為1：2：1：3)、竹粉、銀納米粒子(平均粒徑為10nm)、二氧化鈦(平均粒徑為25μm)、水滑石(平均粒徑為25μm)、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑按照50：20：5：5：2：0.5：1：2：1：0.5：1.5：1的重量比進行混合且在轉速為2500rpm下攪拌40min攪拌製得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在200℃下熱處理的時間為5h進行熱處理形成熔融物m2；
最後，將所述熔融物m2在180℃擠出成型、並加工成所述易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒，記作a2。
實施例3
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為3萬)、酚醛樹脂(重均分子量為2萬)、甲殼素纖維(提取自蝦、蟹、蝗、蠶體殼)、澱粉(綠豆澱粉、木薯澱粉、甘薯澱粉、紅薯澱粉的比為1：2：1：3)、竹粉、銀納米粒子(平均粒徑為25nm)、二氧化鈦(平均粒徑為50μm)、水滑石(平均粒徑為50μm)、磷酸三甲酚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、甲基酚和牌號為kh570的矽烷偶聯劑按照50：30：15：10：5：1.5：3：5：6：2.0：3.2：3的重量比進行混合且在轉速為3000rpm下攪拌60min攪拌製得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在250℃下熱處理的時間為4h進行熱處理形成熔融物m2；
最後，將所述熔融物m2在190℃擠出成型、並加工成所述易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒，記作a3。
對比例1
按照實施例1的製備方法製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒b1，不同的是，未加入植物纖維。
對比例2
按照實施例1的製備方法製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒b2，不同的是，未加入甲殼素纖維。
對比例3
按照實施例1的製備方法製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒b3，不同的是，未加入竹粉。
對比例4
按照實施例1的製備方法製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒b4，不同的是，未加入銀納米粒子。
對比例5
按照實施例1的製備方法製得易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒b5，不同的是，未加入二氧化鈦。
檢測例1
將易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒a1-a3以及b1-b5按照國標根據國標gb/t1043.1-2008的規定測試其抗拉強度(mpa)和抗衝擊強度(mj/m2)；具體結果見表1。
檢測例2
將易降解抗菌的銀納米粒子植物纖維複合包裝盒a1-a3以及b1-b5置於25-30℃的敞口環境中，並且空氣溼度為8克水/m3，7天後通過國標gb4789.2-2010的方法檢測菌落總數(n/cfu·g-1)，具體結果見表1。
表1
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。