本發(fā)明屬于抗菌材料和密胺材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌耐磨的美耐皿器皿及其制備方法。

背景技術(shù)：

美耐皿餐具，由密胺樹脂加工而成，具有安全，無毒，耐用，不易碎，手感細膩舒適等優(yōu)點。它結(jié)合了陶瓷與塑膠的優(yōu)點，是一種國際流行的新型餐具。然而美耐皿餐具也有一定的缺點，美耐皿餐具表面易滋生各種細菌，威脅著人體健康，經(jīng)常用消毒柜對其高溫消毒則會破壞美耐皿餐具的結(jié)構(gòu)，縮短其使用壽命，在高溫或微波輻射下還會產(chǎn)生甲醛等有害物質(zhì)。美耐皿餐具與傳統(tǒng)無機陶瓷餐具相比，其耐磨性略顯不足，它的表面在摩擦碰撞中容易產(chǎn)生細小的劃痕，影響其美觀及使用壽命。

有關(guān)餐具抗菌及耐磨的文獻已有一些報道，如中國專利CN102250456A公布的抗菌聚乳酸餐具，采用的抗菌劑為載銀氟石、載銀磷酸鹽、載銀二氧化鈦、氧化鋅、二氧化鈦、氧化鈣和氧化鋅晶須的一種或多種，對大腸桿菌的抗菌率為96.3％，對金黃色葡萄球菌的抗菌率為65％，其抗菌性能有待進一步提高。中國專利CN101565534B公布的抗菌密胺材料，利用銀系抗菌粉或納米氧化鋅配合稀土元素實現(xiàn)密胺材料的抗菌作用，該專利只是測試了大腸桿菌的抗菌性能，并未測試其他菌種，另外采用稀土成本較高。目前的抗菌餐具大多采用納米銀抗菌，有研究表明納米銀粒子可能會對人體肝臟造成危害。隨著人們生活要求的提高，國家將會對食品接觸材料中銀粒子的含量控制越來越嚴格。中國專利CN105038120A公布的耐磨密胺材料，采用二氧化硅等無機填料物質(zhì)提高密胺材料的耐磨性。中國專利CN104917019A公布的一種摻混四針狀氧化鋅晶須的耐磨碳刷，采用四針狀氧化鋅晶須增強了碳刷的耐磨性。

一般添加到密胺材料的抗菌劑有有機抗菌劑類和無機抗菌劑類，有機抗菌劑殺菌能力強，但是耐熱性差，在材料中具有遷移性，可能對人體造成一定危害，同時抗菌性能會逐漸降低。無機抗菌劑中，銀具有優(yōu)良的殺菌能力，但是其成本高，存在易變色的問題；光催化抗菌劑如二氧化鈦具有良好的抗菌性，但是二氧化鈦需要在紫外線的作用下才能發(fā)揮其抗菌作用，而四針狀氧化鋅晶須可以彌補這一缺陷，四針狀氧化鋅晶須不需要光照就具有良好的抗菌性能，氧化鋅晶須微觀為立體四針狀結(jié)構(gòu)，高溫下不變色、不分解，抗菌能力強，抗菌持久，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等常見有害細菌的抗菌率達99.9％以上，而且具有防霉功能。四針狀氧化鋅晶須還可以提高材料的耐磨性，氧化鋅晶須的四根針狀體連接于同一中心，在受到外力時能較好地各向同性協(xié)同發(fā)揮作用，有效消除所受作用力，提高材料的耐磨性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種抗菌耐磨的美耐皿器皿的制備方法；本發(fā)明的又一目的是提供一種抗菌耐磨密胺原料的制備方法。

為了達到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種抗菌耐磨的美耐皿器皿的制備方法，包括以下步驟：

步驟A：取一定量的KH-550溶于純水中配制成質(zhì)量分數(shù)為1～2％的KH-550水溶液，然后加入氧化鋅晶須功能粉體，接著攪拌30～60min形成混合液，接著將混合液噴射到紙漿上混合均勻，得到抗菌紙漿；

步驟B：將三聚氰胺甲醛樹脂投入捏合機中，加入抗菌紙漿進行捏合，得到漿料；然后將漿料加入干燥機內(nèi)進行干燥，得到塊狀物；接著將塊狀物加入球磨機內(nèi)進行研磨，再過篩，得到抗菌耐磨密胺原料；

所述的三聚氰胺甲醛樹脂、氧化鋅晶須功能粉體和紙漿的質(zhì)量比為75～85：0.5～5：15～19.5；

步驟C：取一定量的抗菌耐磨密胺原料，預(yù)熱至40～50℃，然后投入預(yù)熱好的模具中，加壓使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體，排氣后再次加壓固化，開模、拋光即得到了所述的抗菌耐磨的美耐皿器皿。

進一步的技術(shù)方案是，所述的氧化鋅晶須功能粉體與KH-550水溶液的質(zhì)量體積比為1：10～15，即1g的氧化鋅晶須功能粉體，需加入10-15mL KH550的水溶液。

進一步的技術(shù)方案是，所述的氧化鋅晶須功能粉體主要成分為四針狀氧化鋅晶須，同時還包括納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鎂、貝殼粉、載鋅羥基磷灰石、載鋅沸石、載銅氧化鋅中的一種或多種。

進一步的技術(shù)方案是，所述的氧化鋅晶須功能粉體中四針狀氧化鋅晶須的質(zhì)量含量為70～95％。

進一步的技術(shù)方案是，步驟C中所述的模具的上模預(yù)熱至溫度170～190℃；模具的下模預(yù)熱至150～165℃。

進一步的技術(shù)方案是，步驟C中取一定量的抗菌耐磨密胺原料，預(yù)熱至40～50℃，然后投入預(yù)熱好的模具中，加壓至180～190kgf/cm²并保持8～12秒使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體，排氣后再次加壓至190～200kgf/cm²并保持50～60秒固化，開模、拋光即得到了所述的抗菌耐磨的美耐皿器皿。

進一步的技術(shù)方案是，所述的三聚氰胺甲醛樹脂、氧化鋅晶須功能粉體和紙漿的質(zhì)量比為75～85：0.5～5：15～19.5。

進一步的技術(shù)方案是，所述的氧化鋅晶須功能粉體包括下述質(zhì)量份的組分：四針狀氧化鋅晶須，70～95份；納米氧化鋅，10～15份；納米氧化鎂，10～15份；

或包括下述質(zhì)量份的組分：四針狀氧化鋅晶須，70～95份；納米二氧化鈦，10～15份；貝殼粉，10～15份；

或包括下述質(zhì)量份的組分：四針狀氧化鋅晶須，70～95份；載鋅沸石，15～20份；貝殼粉，2～5份；

或包括下述質(zhì)量份的組分：四針狀氧化鋅晶須，70～95份；載鋅羥基磷灰石，15～25份。

氧化鋅晶須是一種具有三維立體結(jié)構(gòu)的晶須，它有一個中心體及四根針狀晶體，四根針狀體均從四面體的重心向三維方向展開。氧化鋅晶須的針長度為1～10μm，根部直徑在0.1～2μm范圍內(nèi)，其尖端和邊界表現(xiàn)出納米材料特有的高表面活性效應(yīng)，可快速激活空氣中的水和氧，產(chǎn)生羥基自由基(·OH)和活性氧離子(O₂^-)，短時間內(nèi)即可殺滅細菌，同時對甲醛等有機物具有分解作用。氧化鋅晶須容易分散在高分子基材中，形成類似于樹根固土抓牢的結(jié)構(gòu)，起到強化基材提高耐磨的作用。當(dāng)材料在受到摩擦?xí)r，材料的表面的摩擦力對表面形成沖擊破壞，氧化鋅晶須的四根針各向同性協(xié)同發(fā)揮作用，可以有效的消除所受作用力，同時氧化鋅晶須具有特有的單晶體結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出高模量和高強度，具有很強的抵抗外力的能力，所以復(fù)合材料表現(xiàn)出較高的耐磨性。經(jīng)四川省疾病預(yù)防控制中心檢測，四針狀氧化鋅晶須對皮膚沒有刺激性，小鼠急性經(jīng)口毒性試驗LD₅₀大于10000mg/kg，屬實際無毒級。四針狀氧化鋅晶須無毒無污染，是一種新型經(jīng)濟環(huán)保功能材料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果：

氧化鋅晶須功能粉體添加量少，成本低，但抗菌性強，具有長效的抗菌性，且可分解美耐皿餐具游離的甲醛等有機物，并且提高了美耐皿餐具的耐磨性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明抗菌耐磨的美耐皿器皿的工藝流程圖；

圖2為普通美耐皿材料24h大腸桿菌活菌數(shù)照片圖；

圖3為本發(fā)明抗菌耐磨美耐皿餐具24h大腸桿菌活菌數(shù)照片圖；

圖4為普通美耐皿材料24h金黃色葡萄球菌活菌數(shù)照片圖；

圖5為本發(fā)明抗菌耐磨美耐皿餐具24h金黃色葡萄球菌活菌數(shù)照片圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。

實施例1：

抗菌耐磨密胺原料的制備：將37％的甲醛水溶液與三聚氰胺加入反應(yīng)釜在攪拌條件下進行反應(yīng)得到三聚氰胺甲醛樹脂。取20g氧化鋅晶須功能粉體分散到1％的KH-550溶液中強力攪拌40min形成混合液，將混合液噴射到180g紙漿上混合均勻；取800g三聚氰胺甲醛樹脂投入捏合機中，同時在捏合機中加入抗菌紙漿，進行捏合得到漿料；在110℃條件下干燥成塊狀物料；干燥后的塊狀物料通過分離器后加入球磨機研磨成粉末物料；將粉末物料過篩，得到抗菌耐磨密胺原料。

氧化鋅晶須功能粉體由下述質(zhì)量百分比的組分組成：75％四針狀氧化鋅晶須，15％納米氧化鋅，10％納米氧化鎂。

抗菌耐磨美耐皿餐具的制備：預(yù)熱模具，上模預(yù)熱至180℃，下模預(yù)熱至160℃；將稱量好的抗菌耐磨密胺原料在50℃預(yù)熱45秒；預(yù)熱完成后投入模具內(nèi)；加壓至180kgf/cm²，時間為8秒，使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體；將模具微開5秒，排出氣體；排氣后再合模加壓至190kgf/cm²，時間為50秒，開模得到初制品；通過拋光去掉毛邊，得到抗菌耐磨美耐皿餐具。

實施例2：

抗菌耐磨密胺原料的制備：將37％的甲醛水溶液與三聚氰胺加入反應(yīng)釜在攪拌條件下進行反應(yīng)得到三聚氰胺甲醛樹脂；取20g氧化鋅晶須功能粉體分散到1％的KH-550溶液中強力攪拌30min形成混合液，將混合液噴射到180g紙漿上混合均勻；取800g三聚氰胺甲醛樹脂投入捏合機中，同時在捏合機中加入抗菌紙漿，進行捏合得到漿料；在110℃條件下干燥成塊狀物料；干燥后的塊狀物料通過分離器后加入球磨機研磨成粉末物料；將粉末物料過篩，得到抗菌耐磨密胺原料。

氧化鋅晶須功能粉體由下述質(zhì)量百分比的組分組成：75％四針狀氧化鋅晶須，15％納米二氧化鈦，10％貝殼粉。

抗菌耐磨美耐皿餐具的制備：預(yù)熱模具，上模預(yù)熱至170℃，下模預(yù)熱至165℃；將稱量好的抗菌耐磨密胺原料在50℃預(yù)熱40秒；預(yù)熱完成后投入模具內(nèi)；加壓至170kgf/cm²，時間為8秒，使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體；將模具微開5秒，排出氣體；排氣后再合模加壓至195kgf/cm²，時間為40秒，開模得到初制品；通過拋光去掉毛邊，得到抗菌耐磨美耐皿餐具。

實施例3：

抗菌耐磨密胺原料的制備：將37％的甲醛水溶液與三聚氰胺加入反應(yīng)釜在攪拌條件下進行反應(yīng)得到三聚氰胺甲醛樹脂；取20g氧化鋅晶須功能粉體分散到1％的KH-550溶液中強力攪拌45min形成混合液，將混合液噴射到180g紙漿上混合均勻；取800g三聚氰胺甲醛樹脂投入捏合機中，同時在捏合機中加入抗菌紙漿，進行捏合得到漿料；在110℃條件下干燥成塊狀物料；干燥后的塊狀物料通過分離器后加入球磨機研磨成粉末物料；將粉末物料過篩，得到抗菌密胺原料。

氧化鋅晶須功能粉體由下述質(zhì)量百分比的組分組成：75％四針狀氧化鋅晶須，20％載鋅沸石，5％貝殼粉。

抗菌耐磨美耐皿餐具的制備：預(yù)熱模具，上模預(yù)熱至175℃，下模預(yù)熱至160℃；將稱量好的抗菌耐磨密胺原料在50℃預(yù)熱40秒；預(yù)熱完成后投入模具內(nèi)；加壓至180kgf/cm²，時間為8秒，使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體；將模具微開5秒，排出氣體；排氣后再合模加壓至195kgf/cm²，時間為45秒，開模得到初制品；通過拋光去掉毛邊，得到抗菌耐磨美耐皿餐具。

實施例4：

抗菌耐磨密胺原料的制備：將37％的甲醛水溶液與三聚氰胺加入反應(yīng)釜在攪拌條件下進行反應(yīng)得到三聚氰胺甲醛樹脂；取20g氧化鋅晶須功能粉體分散到1％的KH-550溶液中強力攪拌60min形成混合液，將混合液噴射到180g紙漿上混合均勻；取800g三聚氰胺甲醛樹脂投入捏合機中，同時在捏合機中加入抗菌紙漿，進行捏合得到漿料；在110℃條件下干燥成塊狀物料；干燥后的塊狀物料通過分離器后加入球磨機研磨成粉末物料；將粉末物料過篩，得到抗菌耐磨密胺原料。

氧化鋅晶須功能粉體由下述質(zhì)量百分比的組分組成：75％四針狀氧化鋅晶須，25％載鋅羥基磷灰石。

抗菌耐磨美耐皿餐具的制備：預(yù)熱模具，上模預(yù)熱至185℃，下模預(yù)熱至155℃；將稱量好的抗菌耐磨密胺原料在50℃預(yù)熱40秒；預(yù)熱完成后投入模具內(nèi)；加壓至165kgf/cm²，時間為8秒，使抗菌耐磨密胺原料發(fā)生縮聚反應(yīng)并產(chǎn)生氣體；將模具微開5秒，排出氣體；排氣后再合模加壓至195kgf/cm²，時間為45秒，開模得到初制品；通過拋光去掉毛邊，得到抗菌耐磨美耐皿餐具。

抗菌測試方法：將抗菌美耐皿餐具裁剪成5cm×5cm的大小，按照測試標準QB/T 2591-2003《抗菌塑料抗菌性能試驗方法和抗菌效果》進行抗菌測試，測試菌種：大腸桿菌ATCC 25922，金黃色葡萄球菌ATCC 6538。

長效抗菌性測試方法(穩(wěn)定性測試方法)：參考GB/T15979-2002《一次性使用衛(wèi)生用品標準》的檢測方法，結(jié)合實際應(yīng)用情況，將樣品完全浸泡在54-57℃蒸餾水中，每隔12小時換一次水，15天后測試樣品的抗菌性能。

表1：抗菌測試結(jié)果

通過測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明范圍內(nèi)制得的抗菌耐磨美耐皿餐具具有優(yōu)良的、穩(wěn)定的抗菌性能。在外觀上，抗菌耐磨美耐皿餐具與未添加功能粉體的美耐皿餐具無明顯區(qū)別。

盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，上述實施例僅為本發(fā)明較佳的實施方式，本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。