抗菌环保餐具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌环保餐具及其制备方法，包括以下步骤：称取以下原料：聚乳酸、阿拉伯胶、碳酸氢钠、聚乙烯醇、聚3

【技术实现步骤摘要】
抗菌环保餐具及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种抗菌环保餐具及其制备方法。

技术介绍

[0002]环保可降解餐具使用的材料包括以淀粉、植物纤维、秸秆等为原料的天然材料和以聚乳酸等塑料为主要成分并加入光敏剂等填料的人工材料，它们在自然环境中可以通过光、微生物等作用发生化学、生物降解反应，最终形成二氧化碳和水。中国专利CN107556538A公开了一种可降解环保抗菌餐具及其制备方法，由以下原料制成：竹纤维、淀粉、热固树脂、防油剂、防水剂、纳米银；其中利用竹子和竹叶为主要原料，成本低廉、来源广泛、并且可生物降解，加入纳米银是餐具具有很好的抗菌效果，增加食物保存时间；但是餐具的力学性能相对较差，一定程度上限制了应用。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种抗菌环保餐具及其制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种抗菌环保餐具，由以下重量份原料组成：60
‑
80重量份聚乳酸、8
‑
12重量份阿拉伯胶、2
‑
3重量份碳酸氢钠、15
‑
30重量份聚乙烯醇、10
‑
20重量份聚3
‑
羟基丁酸酯、2
‑
5重量份硬脂酸钙、1
‑
3重量份偶联剂、15
‑
30重量份无机填料、1
‑
5重量份抗菌剂、10
‑
20重量份水。
[0005]聚乳酸易降解且具有良好的加工性能及生物相容性，阿拉伯胶作为胶黏剂，和偶联剂协同作用将各物质原料有效的连接起来，提高餐具的使用寿命，无机填料的加入可以有效提高餐具的力学性能和阻燃性能，抗菌剂可以赋予餐具良好的抗菌性能，各种原料共同作用，提高餐具的综合性能。
[0006]所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
[0007]所述抗菌剂为壳聚糖抗菌剂、纳米银抗菌剂、壳聚糖/银/锌复合抗菌剂中任意一种。
[0008]优选的，所述抗菌剂为壳聚糖/银/锌复合抗菌剂；所述壳聚糖/银/锌复合抗菌剂的制备方法如下：将10
‑
15重量份羧甲基壳聚糖加入50
‑
60重量份水中，在超声功率300
‑
500W、超声频率40
‑
50kHz下超声10
‑
15min；再加入1
‑
2重量份乙酸锌、1.5
‑
2.5重量份硝酸银、3
‑
5重量份柠檬酸钠，在25
‑
30℃、500
‑
800rpm下搅拌20
‑
40min；用0.5
‑
2mol/L氢氧化钠水溶液将pH调节至8
‑
10，再加入1
‑
2重量份硬脂酸酰胺，在80
‑
90℃、500
‑
800rpm搅拌60
‑
90min；离心后冷冻干燥，得到所述壳聚糖/银/锌复合抗菌剂。
[0009]所述无机填料为滑石粉或改性滑石粉。
[0010]优选的，所述无机填料为改性滑石粉，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）改性淀粉的配制：将20
‑
50重量份淀粉和60
‑
120重量份水混合，在300
‑
600rpm下搅拌3
‑
8min，用0.5
‑
2mol/L氢氧化钠水溶液调节pH=9
‑
11，加入1
‑
4重量份甘油和4
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10重量份衣康酸酐，在氮气气氛、60
‑
80℃、300
‑
600rpm搅拌1
‑
3h，得到粘稠状胶体，将粘稠状胶体置于80
‑
120℃下干燥0.5
‑
2h，粉碎，过80
‑
120目筛，得到改性淀粉；（2）表面改性滑石粉乳液的制备：取10
‑
30重量份上述改性淀粉、30
‑
60重量份滑石粉、80
‑
120重量份水混合，在400
‑
600rpm下搅拌20
‑
40min，形成悬浊液；再置于超声功率300
‑
500W、超声频率30
‑
60kHz下超声30
‑
60min，接着在75
‑
90℃下糊化1.5
‑
4h，加入2
‑
5重量份单硬脂酸甘油酯，继续在75
‑
90℃反应0.5
‑
2h，得到表面改性滑石粉乳液；（3）改性滑石粉的制备：将全部的上述表面改性滑石粉乳液静置2
‑
5h，移除上层溶液，得到下层沉降物，放入70
‑
90℃下干燥10
‑
20h，研磨，过200
‑
400目筛，得到改性滑石粉。
[0011]滑石粉作为无机填料在降解餐具中起到重要作用，成为不可缺少的改性助剂。滑石粉在降解餐具中是一种有效的增强材料，无论常温和高温下，都可赋予降解餐具较高的刚性和抗蠕变性和较好的固体光泽。滑石粉的加入可改变降解餐具的多种性能，如成型收缩率、表面硬度、弯曲模量、拉伸强度、冲击强度、热变型温度、成型工艺及产品尺寸稳定性等。众所周知滑石粉不仅无毒、无味，并且价格非常便宜，所以将滑石粉应用到降解餐具中不仅提高性能，还可有效的降低材料的成本。此外，滑石粉在聚乳酸中的相容性和分散剂差，因此，为使滑石粉更好地在聚乳酸中分散，通常对滑石粉进行改性，得到改性滑石粉，以提高在原料混合物材料的相容性和力学性能。
[0012]淀粉是一种廉价易得、可被生物降解的天然高分子材料，原淀粉中的大量羟基使其分子内及分子间存在着极强的氢键，因此热塑性差，并且抗剪力稳定性不够等，在一般条件下加热会分解焦化，淀粉还易发生老化；而聚乳酸和一些可生物降解物质的极性很小，为疏水性物质，二者的结构和极性相差悬殊，相容性差，为使淀粉颗粒更好地在聚乳酸中分散，实际应用中通常对原淀粉进行改性，得到改性淀粉，以提高在原料混合物材料的相容性和力学性能。
[0013]具体的，本专利技术制备了一种采用淀粉改性的滑石粉，并且具有良好的力学性能、降解性能以及阻燃性；具体的制备过程：（1）首先采用衣康酸酐将淀粉进行改性，得到水溶性较好的衣康酸改性淀粉；（2）将衣康酸改性淀粉、滑石粉和水进行糊化，加入表面活性剂单硬脂酸甘油酯，得到表面改性的滑石粉乳液；衣康酸中含有双键，引入烯基不饱和键，在潮湿含有氧气的情况下，双键更易断裂很容易被微生物分解，提高降解效率；由于单硬脂酸甘油酯的结构中含有一个亲油的长脂肪酸碳链和两个亲水的羟基，即亲水又亲油，具有良好的表面活性，使得淀粉、高分子量聚乳酸的相容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按重量份称取以下原料：60
‑
80重量份聚乳酸、8
‑
12重量份阿拉伯胶、2
‑
3重量份碳酸氢钠、15
‑
30重量份聚乙烯醇、10
‑
20重量份聚3
‑
羟基丁酸酯、2
‑
5重量份硬脂酸钙、1
‑
3重量份偶联剂、15
‑
30重量份无机填料、1
‑
5重量份抗菌剂、10
‑
20重量份水；S2、将上述原料混合，在40
‑
60℃、300
‑
500rpm下搅拌8
‑
20min，得到混合浆液；S3、将上述混合浆液注入模具中，在温度150
‑
180℃、压力110
‑
140MPa下热压10
‑
30min，成型后，脱模；S4、将脱模后的成品取出置于60
‑
90℃下干燥10
‑
30min，进行修整去毛边、消毒，即得所述抗菌环保餐具。2.如权利要求1所述的抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂为壳聚糖抗菌剂、纳米银抗菌剂、壳聚糖/银/锌复合抗菌剂中任意一种。3.如权利要求1所述的抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。4.如权利要求1所述的抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，所述无机填料为滑石粉或改性滑石粉。5.如权利要求2所述的抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖/银/锌复合抗菌剂的制备方法如下：将10
‑
15重量份羧甲基壳聚糖加入50
‑
60重量份水中，在超声功率300
‑
500W、超声频率40
‑
50kHz下超声10
‑
15min；再加入1
‑
2重量份乙酸锌、1.5
‑
2.5重量份硝酸银、3
‑
5重量份柠檬酸钠，在25
‑
30℃、500
‑
800rpm下搅拌20
‑
40min；用0.5
‑
2mol/L氢氧化钠水溶液将pH调节至8
‑
10，再加入1
‑
2重量份硬脂酸酰胺，在80
‑
90℃、500
‑
800rpm搅拌60
‑
90min；离心后冷冻干燥，得到所述壳聚糖/银/锌复合抗菌剂。6.如权利要求4所述的抗菌环保餐具的制备方法，其特征在于，所述改性滑石粉的制备方法如下：（...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛慧军，
申请(专利权)人：宁夏青林华源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：