一种可生物降解的抗菌牙刷及其生产工艺制造技术

本申请提供一种可生物降解的抗菌牙刷及其生产工艺，牙刷刷柄原料由PLA和母粒以10:1～3比例组成，其中母粒组分配比为75～91份的PBAT、8～20份的牡丹根皮和1～5份的壳聚糖，PLA无需参与挤出造粒，可以保留PLA物理性能，且可灵活调整抗菌剂和PBAT添加量，以适应不同产品性能要求，并且先形成母粒，可使抗菌剂在PBAT中均匀分散，再混合时，抗菌剂和PBAT再次均匀分散在PLA中，获得分散性更好产品，添加PBAT可明显改善产品韧性，且使用了天然抗菌剂，包括植物类抗菌剂牡丹根皮和动物类抗菌剂壳聚糖，对人体无害，本申请提供一种天然抗菌、力学性能优异的可生物降解牙刷，解决降解材料表面容易滋生霉菌，牙刷力学性能降低，使用寿命减少的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的抗菌牙刷及其生产工艺
本专利技术属于牙刷日用品
，具体涉及一种可生物降解的抗菌牙刷及其生产工艺。
技术介绍
塑料曾誉为21世纪最伟大的专利技术之一，具有质轻、机械性能好、可塑性强等特点，在各个行业中具有不可替代的作用，虽然塑料的出现给我们的生活带来了极大的方便，但同时带来了严重的环境问题，由于塑料在自然环境中需要几百年才能降解，因此丢弃的塑料会堆积起来，形成白色污染，漂流到海里面的塑料还会形成海洋垃圾。牙刷是人们日常生活中不可缺少的生活用品，属于快消品，一般牙刷的使用寿命在3个月左右，传统牙刷的材料普遍采用PP、PETG、PCTA等材料，这些材料都属于不可降解的塑料，使用丢弃后会造成严重的环境污染，而降解材料的出现能够很好的解决这一问题。近年来，大量的可降解塑料被开发了出来，例如PLA、PBS、PHA、PVA、PBAT等，与传统的塑料相比，降解材料的性能和加工都具有很大的差异，降解材料本身的物理性能的差异造成了其使用受限，加工困难也限制了其应用。因此，将降解材料运用到牙刷上，仍需要解决2个主要问题：①牙刷作为口腔护理用具，其使用环境需要经常接触到水，材料表面容易滋生霉菌，霉菌的存在会加速材料的降解，从而降低了其使用寿命，并且对其物理性能也会产生影响，会出现断裂的风险；②PLA作为生物降解材料，其力学性能与传统材料相比较差，注塑工艺的差异都会影响到材料的性能。本专利技术提供了一套技术方案，能够解决牙刷刷柄容易滋生细菌和PLA刷柄韧性不稳定的生产工艺。专利技术内容本专利技术为了解决现有可降解牙刷刷柄容易滋生霉菌及力学性能低的技术问题，提供一种可生物降解的抗菌牙刷。本专利技术的另一个目的是提供一种可生物降解的抗菌牙刷的生产工艺。一种可生物降解的抗菌牙刷，包括刷柄，所述刷柄原料组成包括质量比为1～3:10的母粒和PLA；所述母粒由重量组分为75～91份的PBAT、8～20份的牡丹根皮和1～5份的壳聚糖混匀后熔融造粒而成。本申请提供一种可生物降解的抗菌牙刷，牙刷刷柄原料由PLA和母粒以10:1～3比例组成，其中母粒组分配比为75～91份的PBAT、8～20份的牡丹根皮和1～5份的壳聚糖，先将牡丹根皮和壳聚糖与PBAT混匀后熔融造粒形成母粒，再将母粒与PLA混合后进行注塑得到刷柄，由于PLA占总组分比例70％以上，PLA无需先参与挤出造粒，可以保留PLA物理性能，避免PLA因挤出造粒二次加工影响力学性能，另外先制成母粒再加入PLA，可灵活调整抗菌剂和PBAT添加量，以适应不同产品性能要求，并且先将牡丹根皮和壳聚糖与PBAT混匀后熔融造粒形成母粒，可使得抗菌剂在PBAT中均匀分散，再将母粒与PLA混合时，抗菌剂和PBAT再次均匀分散在PLA中，获得分散性更好产品，可避免PBAT和PLA分散效果差出现分层、以及抗菌剂在PLA中产生团聚，造成抗菌性能及力学性能下降，添加PBAT可明显改善产品韧性，且使用了天然抗菌剂，包括植物类抗菌剂牡丹根皮和动物类抗菌剂壳聚糖，对人体无害，通过复配使得牙刷具有抗菌效率高、安全无毒、环保的优点，本申请提供一种天然抗菌、力学性能优异的可生物降解牙刷，解决降解材料表面容易滋生霉菌，牙刷刷柄力学性能降低，使用寿命减少的问题。优选的，所述PLA为分子量1.0×105～2.0×105的左旋聚乳酸。Pla具有良好的生物兼容性和生物降解性，基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一，对人体无毒无害，具有良好的防潮、防油脂和密闭性，在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动分解，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，对保护环境非常有利，缺点是韧度不够，本申请使用PBAT对PLA进行共混改性，现有技术是直接在PLA中添加PBAT，由于两者相容性较差，难以在分子水平上混合，分散效果较差，导致出现分相的现象，本申请为了解决分散性差的问题，先制作母粒，再将母粒与PLA混合，以此提高两者相容性，避免分层，通过PBAT对PLA进行韧性改性。优选为浙江海正公司型号为REVODE110产品，或为美国natureworks公司型号为2003D或型号为4032D产品，熔融温度150～165℃，玻璃化转变温度55～65℃，熔体流动速率5g/10min，密度1.2～1.3g/cm3，选用1.0×105～2.0×105的左旋聚乳酸，能够与母粒中的PBAT形成很好共混分散效果，以此提高牙刷的韧性，对PLA进行改性。优选的，所述PBAT的重均相对分子质量为6×104～7×104。PBAT兼具PBA和PBT的特性，既有较好的力学性能，又有较高的延展性和断裂伸长率，还具有优良的生物降解性，是一种性能优异的全生物可降解塑料，PBAT作为PLA的增韧剂，优选PBAT含量为PLA的25％～35％，PBAT含量逐渐增加时，拉伸强度逐渐下降而断裂伸长率逐渐提高，但是影响牙刷的降解效果，而含量少于25％，则牙刷韧性降低，力学性能差。直接将PBAT和PLA相加，其相容性较差，难以在分值水平上混合，分散效果较差，会出现分相，本申请为了解决分散性差的问题，先制作母粒，再将母粒与PLA混合，以此提高两者相容性，避免分层。优选PBAT为德国巴斯夫公司C1200或7011X型号，重均相对分子质量为6.8×104g/mol，密度1.25～1.27g/cm3,熔融温度115～120℃，玻璃化转变温度-30～-25℃，分子质量在6×104～7×104范围内，PBAT的综合力学性能较好，作为PLA的增韧剂，能够作为母粒填充物介质，将抗菌剂先进行分散形成母粒，再通过母粒与PLA混合再次分散，以提高PLA与抗菌剂和PBAT的分散效果，可避免PBAT和PLA分散效果差出现分层、以及抗菌剂在PLA中产生团聚，造成抗菌性能及力学性能下降，获得分散性更好产品，另外通过母粒设置可精准调控抗菌剂的添加量。本申请提供一种天然抗菌、力学性能优异的可生物降解牙刷，解决降解材料表面容易滋生霉菌，牙刷刷柄力学性能降低，使用寿命减少的问题。优选的，所述牡丹根皮的细度为10～100目。本申请的牡丹根皮是天然植物的提取物，对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、绿脓杆菌、炭疽杆菌、变形杆菌、甲型链球菌、乙型链球菌等多种细菌均有明显的抑菌作用，本申请的牡丹根皮优选采用自然晒干，温度小于60℃大于40℃，自然晒干能保证牡丹根皮酚苷类成分(如牡丹酚原苷、牡丹皮苷C、丹皮酚)含量损失最小，当温度高于60℃后，随着温度升高，丹皮酚受热挥发含量降低，而丹皮酚等是牡丹根皮对细菌具有一定抑制作用。将牡丹根皮研磨加工，研磨至10-100目，可将牡丹根皮细化，能够更好分散在PBAT中，提高抗菌剂的微观分散性，搅拌熔融挤出造粒制得高抗菌剂浓度的抗菌母粒，再进行后续加工，在整个过程中，抗菌剂通过后续加工过程中再次分散，得到比直接共混法微观分散性更好的抗菌制品，整体分散性良好，仅有少量团聚，生物降解塑料具有良好的降解性，废弃后能不依赖光照自然分解，适合日常废弃塑料的场景。优选的，所述壳聚糖的脱乙酰度为90％，分子量为7×104～8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可生物降解的抗菌牙刷，包括刷柄，其特征在于，所述刷柄原料组成包括质量比为1～3:10的母粒和PLA；/n所述母粒由重量组分为75～91份的PBAT、8～20份的牡丹根皮和1～5份的壳聚糖混匀后熔融造粒而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的抗菌牙刷，包括刷柄，其特征在于，所述刷柄原料组成包括质量比为1～3:10的母粒和PLA；
所述母粒由重量组分为75～91份的PBAT、8～20份的牡丹根皮和1～5份的壳聚糖混匀后熔融造粒而成。


2.根据权利要求1所述的可生物降解的抗菌牙刷，其特征在于：所述PLA为分子量1.0×105～2.0×105的左旋聚乳酸。


3.根据权利要求1所述的可生物降解的抗菌牙刷，其特征在于：所述PBAT的重均相对分子质量为6×104～7×104。


4.根据权利要求1所述的可生物降解的抗菌牙刷，其特征在于：所述牡丹根皮的细度为10～100目。


5.根据权利要求1所述的可生物降解的抗菌牙刷，其特征在于：所述壳聚糖的脱乙酰度为90％，分子量为7×104～8×104。


6.一种可生物降解的抗菌牙刷的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)母粒的制作：将牡丹根皮晒干后研磨至10～100目，将75～91份PBAT、8～20份研磨后的牡丹根皮和1～5份壳聚糖进行混合搅拌，搅拌后进行熔融造粒，得母粒；
(2)刷柄的制作：将母粒与PLA按质量比为1～3:10的比例进行混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘楚斌，梁健华，黄权朗，郭秀元，黄晓文，王楠，伍浩泉，蒋船银，
申请(专利权)人：好维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英属维尔京群岛;VG