【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及日用品，具体涉及一种防潮抗菌竹炭刷毛丝及其制备方法和在牙刷中的应用。
技术介绍
1、口腔和牙齿是细菌入侵人体的主要门户之一，牙刷作为清洁口腔的专用工具，在保证口腔卫生、防止口腔疾病方面起了很大的作用。牙刷在使用过程中长期处于潮湿的环境，附着在牙刷丝上的各种微生物在潮湿温暖的环境中繁殖迅速。因此，作为直接接触口腔的牙刷头，牙刷丝需要使用抗菌材料使牙刷头具有抗菌性，减少牙刷头表面携带的微生菌数量，从而降低刷牙过程中牙刷表面微生物对牙齿或牙龈造成的感染风险。
2、市场上的牙刷毛丝一般由尼龙、pbt、pp为原料制得。其中，pbt（聚对苯二甲酸丁二醇酯）是一种结晶性线型饱和聚酯，由对苯二甲酸与1,4-丁二醇缩聚得到，pbt相比尼龙、pp刷毛，具有不容易倒毛、吸水率低、磨损率低以及回弹性高的优点。为了提高牙刷丝的抗菌性能，目前很多牙刷丝是刷毛原材料中添加了抗菌剂。塑料用抗菌剂一般分为如下几类：无机抗菌剂、有机抗菌剂、有机-无机复合体系抗菌剂、高分子抗菌剂以及天然抗菌剂。抗菌剂直接添加在聚合物中，在牙刷使用过程中会不断溶出，不仅导致材料的抗菌性降低，而且由于抗菌剂的添加，导致聚合物本身力学性能例如弹性降低，容易出现倒毛现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种防潮抗菌竹炭刷毛丝及其制备方法和在牙刷中的应用，解决以下技术问题：现有的抗菌剂直接添加在聚合物中，在牙刷使用过程中会不断溶出，不仅导致材料的抗菌性降低，而且聚合物本身力学性能例如弹性降低。
3、s1：将聚对苯二甲酸丁二醇酯、功能助剂加入双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到母粒；
4、s2：将母粒加入熔融纺丝机中熔融纺丝、冷却成型，得到防潮抗菌竹炭刷毛丝；功能助剂的制备方法包括如下步骤：a1：将钛酸四丁酯、无水乙醇加入反应釜中分散均匀，将造孔剂溶液、竹炭粉加入反应釜中加入反应釜中分散均匀，常温陈化24-32h，过滤、干燥、煅烧，得到组分一；a2：氮气氛围中，将四辛基溴化铵、甲苯加入反应釜中分散均匀，加入组分一分散均匀，加入异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷，控制温度70-80℃，保温反应24-48h，二甲苯洗涤、干燥，得到组分二；a3：氮气氛围中，将组分二、甲苯加入反应釜中分散均匀，加入丙烯酸羟丙酯，控制温度85-95℃，搅拌条件下保温24-36h，加入ε-己内酰胺，控制温度70-80℃，保温反应1-3h，离心、甲苯洗涤，干燥，得到组分三；a4：将乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、组分三、过氧化二异丙苯搅拌均匀，在双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，得到功能助剂环氧化乙烯-辛烯共聚物。
5、作为本专利技术的进一步方案：所述竹炭粉的制备方法包括如下步骤：控制升温速率10℃/min，氮气气氛下，将竹子经过100-180℃干燥、180-280℃预炭化、280-450℃炭化、450-1200℃烧制；将炭化后的材料在1000℃下水蒸气活化处理，研磨，得到0.1-0.3um的食品级的竹炭粉。
6、作为本专利技术的进一步方案：母粒中含有10-20wt%的功能助剂。
7、作为本专利技术的进一步方案：a1中造孔剂溶液为1g十六烷基三甲基溴化铵、8-10ml无水乙醇、1.5-2ml去离子水共混后，加入浓盐酸调节ph至2-3，30-35℃下保温搅拌15-30min得到；a1中钛酸四丁酯、无水乙醇、造孔剂溶液、竹炭粉的添加比为10ml：40-50ml：10-15ml：5-15g。
8、作为本专利技术的进一步方案：a2中四辛基溴化铵、甲苯、组分一、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的添加比为0.2-0.3g：30-50ml：1g：1-2ml。
9、作为本专利技术的进一步方案：a3中组分二、甲苯、丙烯酸羟丙酯、ε-己内酰胺的添加比为1g：30-50ml：0.2-0.4g：0.5-0.7g。
10、作为本专利技术的进一步方案：a4中将乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、组分三、过氧化二异丙苯的添加比为10g：0.1-0.5g：8-12g：0.4-0.6g。
11、作为本专利技术的进一步方案：s1中双螺杆挤出机工艺参数设置为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区230-235℃，四区240-250℃，五区250-260℃，双螺杆挤出机转速：160-180rpm；a4中双螺杆挤出机工艺参数设置为：一区160-170℃，二区160-170℃，三区160-170℃，四区170-180℃，五区170-180℃，六区170-180℃，七区170-180℃，螺杆转速50-60rpm。
12、作为本专利技术的进一步方案：熔融纺丝机工艺参数设置为：温度230-240℃，牵伸比4.80-4.95。
13、一种防潮抗菌竹炭刷毛丝，由上述任意一项防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法制成。
14、一种如上述的防潮抗菌竹炭刷毛丝在牙刷中的应用。
15、本专利技术的有益效果：（1）本申请利用竹炭粉具有比表面积大、成本低以及无毒的特点，作为载体；以十六烷基三甲基溴化铵为造孔剂、钛酸四丁酯为钛源、竹炭粉为载体，通过超声辅助模板法成功制备表面负载有介孔二氧化钛的竹炭粉，即组分一；本申请利用季铵盐类阳离子表面活性剂四辛基溴化铵，对竹炭粉进行有机化改性，提高竹炭粉在甲苯中的分散均匀性，并利用硅烷偶联剂对竹炭粉进行有机改性，得到组分二；本申请利用丙烯酸羟丙酯与组分二表面部分异氰酸酯基团进行反应，得到表面接枝有碳碳双键的竹炭粉，并在制备过程中利用ε-己内酰胺作为封端剂对竹炭粉表面剩余的异氰酸酯基团进行封端，得到组分三；本申请利用组分三的双键与乙烯-辛烯共聚物接枝，利用甲基丙烯酸缩水甘油酯在乙烯-辛烯共聚物上接枝环氧基团，得到功能助剂。本申请制备的功能助剂实际是以表面负载介孔二氧化钛的竹炭粉为核、乙烯-辛烯共聚物弹性体为壳，是一种含有刚性分散相粒子的聚合物，添加在高分子聚合物基体中，提高材料的冲击韧性。
16、本申请将制备的功能助剂添加在聚对苯二甲酸丁二醇酯中，表现出协同增韧的作用，功能助剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯在双螺杆挤出机中熔融反应，即产生对增韧有利的增容反应，在熔融反应过程中功能助剂通过环氧基团与聚对苯二甲酸丁二醇酯的端羧基以及端羟基进行交联，将功能助剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯分子链进行化学键连接。本申请制备的功能助剂上的负载有介孔二氧化钛的竹炭粉通过乙烯-辛烯共聚物与聚对苯二甲酸丁二醇酯进行有机交联，并在双螺杆挤出机熔融过程中接枝在介孔二氧化钛表面的对异氰酸酯基团进行封端的ε-己内酰胺解除封端，异氰酸酯基团进一步增加交联，分子链间的缠结增强，界面张力减弱，相容性得到提升，材料形成三维网状结构，不仅大大降低功能助剂溶出的问题；而且功能助剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯通过交联，降低界面作用，有效减少功能助剂添加导致聚对苯二甲酸丁二醇酯力学性能降低的问题，使聚对苯二甲酸丁二醇酯保持良好的回弹性，避免倒毛本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，母粒中含有10-20wt%的功能助剂。
3.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，A1中造孔剂溶液为1g十六烷基三甲基溴化铵、8-10mL无水乙醇、1.5-2mL去离子水共混后，加入浓盐酸调节pH至2-3，30-35℃下保温搅拌15-30min得到；A1中钛酸四丁酯、无水乙醇、造孔剂溶液、竹炭粉的添加比为10mL：40-50mL：10-15mL：5-15g。
4.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，A2中四辛基溴化铵、甲苯、组分一、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的添加比为0.2-0.3g：30-50mL：1g：1-2mL。
5.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，A3中组分二、甲苯、丙烯酸羟丙酯、ε-己内酰胺的添加比为1g：30-50mL：0.2-0.4g：0.5-0.7g。
6.根据权利要求1所述的一种防
7.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，S1中双螺杆挤出机工艺参数设置为：一区200-210℃，二区210-220℃，三区230-235℃，四区240-250℃，五区250-260℃，双螺杆挤出机转速：160-180rpm；A4中双螺杆挤出机工艺参数设置为：一区160-170℃，二区160-170℃，三区160-170℃，四区170-180℃，五区170-180℃，六区170-180℃，七区170-180℃，螺杆转速50-60rpm。
8.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，熔融纺丝机工艺参数设置为：温度230-240℃，牵伸比4.80-4.95。
9.一种防潮抗菌竹炭刷毛丝，其特征在于，由权利要求1-8中任意一项所述的防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法制成。
10.一种如权利要求9所述的防潮抗菌竹炭刷毛丝在牙刷中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，母粒中含有10-20wt%的功能助剂。
3.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，a1中造孔剂溶液为1g十六烷基三甲基溴化铵、8-10ml无水乙醇、1.5-2ml去离子水共混后，加入浓盐酸调节ph至2-3，30-35℃下保温搅拌15-30min得到；a1中钛酸四丁酯、无水乙醇、造孔剂溶液、竹炭粉的添加比为10ml：40-50ml：10-15ml：5-15g。
4.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，a2中四辛基溴化铵、甲苯、组分一、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的添加比为0.2-0.3g：30-50ml：1g：1-2ml。
5.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭刷毛丝的制备方法，其特征在于，a3中组分二、甲苯、丙烯酸羟丙酯、ε-己内酰胺的添加比为1g：30-50ml：0.2-0.4g：0.5-0.7g。
6.根据权利要求1所述的一种防潮抗菌竹炭...
【专利技术属性】
技术研发人员：张佳群，
申请(专利权)人：汕头樱之洁日用制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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