CN105001501A - 一种抗菌耐切剁塑料砧板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌耐切剁塑料砧板及其制备方法,该塑料砧板的原料配方按重量百分比计为:聚合物70~90%,天然抗菌剂5~17%,耐切剁剂3~8%,偶联剂2~5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~90%的黄土粉、3~9%的金银花叶提取物、2~6%的无花果叶提取物和5~10%的余甘子叶提取物制得;所述耐切剁剂是由重量百分含量30~60%的芥酸酰胺、15~30%的元宝枫籽油和25~40%的二甲基聚硅氧烷制得。藉此,本发明通过多种途径的加工手段制成塑料砧板,既具有抗菌广谱,高效、持久、安全的效果,又具有优异的耐老化、耐磨和不易产生刀痕的同时具有远红外辐射效应,起到自洁、净化环境,消除异味的作用。提高使用上的安全性及增进饮食卫生。
Description
技术领域
本发明涉及一种厨房用具,具体地说是涉及一种抗菌耐切剁塑料砧板及其制备方法。
背景技术
砧板,又称菜板、菜墩,是人们用来切剁肉类、蔬菜等食品不可缺少的厨房用具,传统的砧板多为木头砧板,优点天然、密度高、无毒、耐腐蚀。缺点为笨重、吸水性大、易霉烂变质,且表面硬度低,易产生刀痕,起屑掉渣,表面出现下凹,加之木头本身易受潮裂缝,藏污纳垢,极易滋生细菌、霉菌等致病性微生物,污染食物,严重危害人体健康。同时木头砧板的广泛使用就必须砍伐大量树木,破坏生态环境,不符合低碳环保的理念。因此,木头砧板已越来越少被使用。
塑料砧板通常采用注塑成型工艺加工而成,具有重量轻,吸水性小、形态美观,表面毛细孔小且不会受潮开裂,不易霉变,使用寿命长等优点,被越来越多的人们所喜欢。但由于塑料砧板大多不具有抗菌、除臭等附加功能,结构强度较弱,在切剁时砧板表面会留下很多刀痕,刀痕处容易淤塞所处理食物的碎屑且不易清理干净,极易滋生、繁殖大量的有害细菌,这给人们的健康和环境都会造成极大的危害。因此,随着人们对健康与环境意识日益增强,塑料砧板的安全卫生已成为大家关注的课题,抗菌塑料砧板就此应运而生。
经检索文献,近年来,国内外对抗菌塑料砧板的研究逐渐增多,如中国专利CN101407607公开了一种“抗菌塑料片状菜板及其制造方法”,将无机填料碳酸钙、滑石粉、立德粉、聚乙烯低分子腊直接加入聚丙烯树脂中制成功能母粒后,再与聚丙烯和含银离子的硅酸盐抗菌母粒混匀倒入装有菜板模具的塑料注塑机斗中制得抗菌板体,将抗菌板体至少一边的边缘包覆,与原板体精密融合为片状,即为银离子抗菌防滑菜板。该方法使含银离子的硅酸盐抗菌母粒在菜板中分布均匀,使之抗菌谱广、高效、持久的同时又具有防滑性能,但成本高昂,环保欠缺,在使用过程中会有银离子溶出、析出现象,直接造成食物污染,长期吃进含银离子的食物会对人的神经系统、免疫系统、内分泌系统造成侵害,严重危害人体健康。且在空气和阳光的环境下易发生老化变色、变形,甚至脆裂,使用寿命短。
中国专利CN102258340A公开了“一种新型抗菌砧板及其的制备方法,”它是通过高浓度聚丙烯基纳米银或抗菌母粒与聚丙烯切片共混挤出成抗菌板,然后将该抗菌板与相同形状的聚丙烯板粘合制成抗菌塑料砧板。此种方法尽管减少了纳米银的用量,降低成本,能有效抑制细菌生长,抗菌效果明显。但纳米银与与聚丙烯之间的界面粘接力小,相容性不好,存在团聚、分散不均等问题,导致未分布纳米银的区域仍易滋生细菌,抗菌效果不够完整的同时也影响了力学性能。在切剁之时,砧板的表面往往被刀子划出许多沟纹。有些食物碎片或汁液可能留滞于沟纹之中而不易清洗出来,造成细菌滋生或发霉,因而实用价值不高。
有鉴于前述分析,寻找新的抗菌活性成分的抗菌剂显得尤为必要。相比较而言天然抗菌剂的活性成分是从植物、动物或生物中提取的,其来源广泛,成本低,具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性佳、颜色稳定性好、不易产生耐药性和环境友好等优点,故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成,抗菌活性成分较单一,抗菌谱窄,其与聚合物之间的相容性差,存在分散不均匀,易团聚等问题,在使用过程中抗菌成分易析出,抗菌效果不能持久。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,而提供一种抗菌耐切剁塑料砧板及其制备方法,该方法的天然抗菌剂采用多种植物提取物负载于黄土均匀分散在塑料砧板表面及内部,既具有抗菌谱广、高效、持久、安全的效果,又表现出优良的耐老化、耐磨和不易产生刀痕的同时具有远红外辐射效应,起到自洁、净化环境,消除异味的作用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种抗菌耐切剁塑料砧板,该塑料砧板的原料配方按重量百分比计为:聚合物70~90%,天然抗菌剂5~17%,耐切剁剂3~8%,偶联剂2~5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~90%的黄土粉、3~9%的金银花叶提取物、2~6%的无花果叶提取物和5~10%的余甘子叶提取物制得;所述耐切剁剂是由重量百分含量30~60%的芥酸酰胺、15~30%的元宝枫籽油和25~40%的二甲基聚硅氧烷制得;其制备方法包括以下步骤:
①制备黄土粉:将黄土送入煅烧炉,在250~350℃下煅烧2~4h,取出粉碎,过80目筛,加入黄土3~9倍重量的浓度为1~25wt%的氢氧化钠溶液,在pH值9.0、温度60~70℃下搅拌反应2~6h,温度降至50℃,加入适量浓度为0.5~20wt%的醋酸溶液调整pH值为中性,搅拌反应30min,过滤,滤饼用去离子水洗涤3次,在90℃下鼓风烘干,研磨过1200目筛,得到白色的黄土粉;
②制备金银花叶、无花果叶、余甘子叶提取物:采集新鲜无腐烂的金银花叶、无花果叶、余甘子叶分别去杂,洗净,晾干,切成1~2cm的段料,再分别置于各相对应匀浆机中,加入段料3~5倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,匀浆提取1~2h,过滤,滤液浓缩至无醇味,转入径高比为1∶6~8的大孔吸附树脂柱,先用2~3BV的蒸馏水洗脱,后用4~6BV的浓度为50~75wt%的乙醇洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,干燥至恒重,分别得到金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉缓慢置于已加入6倍该黄土粉重量的水容器中,再加入黄土粉重量0.5~3.5%的聚丙烯酸钠和0.3~2%的己内酰胺分散处理1~3h,加入配方量的金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度70~85℃、功率200~300W下超声处理1.5h,真空干燥,得到天然抗菌剂;
④制备元宝枫籽油:采集饱满、无腐烂的元宝枫籽,去杂,粉碎50~80目细粉,加入细粉3~10倍重量的沸程为35~60℃的石油醚,在温度25~35℃、功率200~300W下超声提取3次,每次30~50min,合并3次提取液,加入提取液重量0.7~3%的活性炭,于45~60℃下脱色1.5h,过200目筛,收集筛下滤液,蒸馏回收石油醚,真空浓缩,得到元宝枫籽油;
⑤制备耐切剁剂:按配方称取芥酸酰胺、元宝枫籽油、二甲基聚硅氧烷放入混合机,在75~85℃下搅拌至充分混合均匀,即得到耐切剁剂;
⑥按配方称取聚合物、偶联剂、耐切剁剂投入高速搅拌机中,在800r/min、25~30℃下搅拌5~15min,加入配方量的天然抗菌剂,将转速调节至1200r/min搅拌3~8min,出料,100℃下真空干燥至含水量<50ppm,送入双螺杆挤出机中,在210~250℃下熔融挤出造粒,再用单螺杆挤出机挤出成厚度1~6cm片材,然后用切片机切割成宽20~60cm、长30~90cm的板材或切割成直径30~65cm的圆板材,即得到抗菌耐切剁塑料砧板。
本发明所述的聚合物为聚丙烯、低密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或热塑性橡胶(TPR)中的任意一种或两种以上的混合。
本发明,所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或两种以上的混合。
上述方法所给出的配方是保证本发明产生所期望效果的基本配方,是本发明的技术核心,然而在实际应用中,完全可以在本发明配方的基础上,根据各种需要添加相容剂、增韧剂、着色剂等,这些都属于本领域公知的常识,且只要控制适当,也不会对本发明产生负面影响。
上述原料配方中偶联剂的引入,提高了本发明的天然抗菌剂在聚合物基体中的分散性能及其与聚合物基体的结合力,使得该天然抗菌剂在聚合物基体中均匀分散,避免发生团聚,同时还起到辅助调节天然抗菌剂向塑料砧板表面迁移析出速率的作用,实现塑料砧板抗菌耐老化的即效性、持续性和安全性。
上述原料配方中的金银花叶为忍冬科植物忍冬的叶片,然而一直以来它的叶片作为废弃物被丢弃,实际上,与金银花一样,金银花叶片中也含有大量的绿原酸、机酸类、黄酮类和环烯醚萜类等有效成分。药理研究表明,金银花叶提取物不仅对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、青霉、黑曲霉、黄曲霉和酿酒酵母等均有较强的抑制作用,而且具有良好的抗氧化性[张宁等,“金银花叶的抑菌活性和抗氧化性”《研究牙膏工业》2008年第3期]。
上述原料配方中的无花果叶系桑科无花果属植物的叶,其含有补骨脂素、氨基酸、黄酮、呋喃香豆素、香柠檬内酯、维生素C等多种化学成分,不仅对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、四联微球菌、革兰氏阴性细菌、大肠杆菌、普通变形菌等细菌均有有较强的抑制作用[赵爱云等,“无花果叶抑菌活性成分的实验研究”《青岛大学学报(自然科学版)》2005年第3期,而且具有清除羟自由基、超氧阴离子自由基的作用[杨润亚等,“无花果叶中总黄酮的提取及其抗氧化活性测定”《食品科学》2010年第16期]。
上述原料配方中的余甘子叶是大戟科(Euphorbiaceae)叶下珠属落叶小乔木余甘子(phyllanthus emblica L)的叶子,其味甘、微苦、性凉;具有清热解毒,利湿消肿,祛湿利尿之功效。余甘子叶含有黄酮、蒽醌类、多酚类、香豆素、三萜类、生物碱、甾体、鞣质、没食子酸、内脂、强心苷等化学成分,具有抗菌抗炎、抗肿瘤、抗氧化等活性[钟益宁,“余甘子叶有效化学成分及其抗肿瘤作用的研究”成都中医药大学2006级博士毕业论文]。药理研究表明,余甘子叶提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌敏感株、金黄色葡萄球菌耐药株、白色念珠菌、伤寒沙门菌、肺炎克雷伯杆菌、甲型链球菌、乙型链球菌均有抑制作用[钟振国等,“余甘子叶提取物体外抗菌实验研究”《中药材》2008年第3期]。
从已公开的文献报道看,国内外对金银花叶、无花果叶、余甘子叶的生物活性物质具有抗菌、抗氧化的研究尽管较多,但关于金银花叶、无花果叶、余甘子叶的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与黄土复合作为塑料砧板的天然抗菌剂使用至今国内外尚末先例,也末见文献报道。
本发明人在研究中发现,将金银花叶、无花果叶、余甘子叶的提取物合理复配,优势互补,获得三者单独使用所无法得到的效果。在此基础上与纳米黄土进行复合,使多种生物活性物质协同增效,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,而且获得了的抗紫外线和自由基捕捉活性。很好的解决了现有天然抗菌剂活性成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的问题,为塑料砧板同时兼具抗菌防霉、耐老化提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配方,不能预料到本发明中的金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物与黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
上述原料配方中的元宝枫籽油,是一种从槭树科槭属(Acer)植物元宝枫树(Acer truncatumBge)种仁提取的植物油,含有多种人体必需脂肪酸和脂溶性维生素E,并含有类胡萝卜素和17种氨基酸,其中不饱和脂肪酸含量高达92%,尤其是神经酸的含量为5.52%、亚油酸42.37%、油酸18.65%,具有抗肿瘤、防止神经纤维萎缩、脑细胞衰老、心血管病等功效,对几种常见的食品腐败菌有广泛的抑制作用,特别是对大肠杆菌、桔草芽孢杆菌和黄曲霉菌的抗菌作用极佳[王性炎等,“新资源食品——元宝枫籽油”《中国油脂》2011年第9期]。
发明人经过多方研究尝试,元宝枫籽油与芥酸酰胺、二甲基聚硅氧烷进行复配能产生令人意想不到的耐切剁结果。一方面由于芥酸酰胺含有较长的碳链结构使其具有极好的表面极性作用,能快速均匀地移到塑料砧板的表面形成一种润滑分子层。另一方面各分子之间的协同作用,进一步提高抗菌耐老化能力的同时使硬度和耐磨性提升,耐切剁能力明显增强。
上述原料配方中的黄土粉,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎屑矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎屑矿物中的石英、长石和云母类含量占碎屑矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以SiO2占优势,其次为Al2O3、CaO,再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、TiO2、MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有大量的过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。
文献资料表明,黄土的研究日益受到人们的关注,其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但将金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物负载于黄土与耐切剁剂复合添加入聚合物基体中制备出抗菌耐切剁塑料砧板的相关研究未见报道。
本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物之间的高亲和性,采用聚丙烯酸钠与己内酰胺复合进行分散处理,协同诱导金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物更易插层到黄土的层间结构之中,形成纳米级的天然抗菌剂,该抗菌剂与偶联剂、耐切剁剂、聚合物在熔融条件下以共插层形式,使天然抗菌剂均匀分散在聚合物基体中,送入到双螺杆挤出机造粒,用单螺杆挤出机挤出制得抗菌耐切剁塑料砧板。
发明人在研究中还发现,耐切剁剂与偶联剂进行复合,功效互补,具有协同作用,既增强了塑料砧板的抗菌防霉、耐切剁性能,又使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于聚合物基体中,产生良好的界面粘结性能,有效减少聚合物分子链间内摩擦力,阻止了其团聚的可能,有效解决了天然抗菌剂在聚合物基体中界面相容性差、易产生团聚和分散不均匀的问题。同时提高了聚合物的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能,其表面结构产生变化,力学性能和加工性能得以提升,尺寸稳定性变好,触感爽滑,强度更强,不易产生刀痕。
本发明人出乎预料地发现,黄土的SiO2含量高,将黄土高温煅烧,改变无机杂质的晶体结构而活化,除去微孔中杂质较彻底,即失去结构水,产生大量的空间,微孔中酸度增加,从而获得纯度高、多孔粒细的SiO2,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-Si-OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团,可促使金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物引入到黄土层间的同时渗透到黄土片层的内部,其负载于黄土的均匀性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌防霉、耐老化能力。很好的克服了现有天然抗菌剂的抗菌成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物在聚合物基体中扩散时,由于聚合物、黄土粉、金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物、耐切剁剂、偶联剂的性能进行有机结合形成一种受限体系,从而使该体系中插入的金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,使金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌耐老化时效,当塑料砧板表面的金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物浓度降低时,可以通过聚合物基体相不断向塑料砧板表面自迁移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物析出速率。并且由于部分金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物析出后,其内部金银花叶、无花果叶及余甘子叶的提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果。塑料砧板使用较长时间后仍能保持较好的抗菌防霉、耐老化和耐切剁能力,且保健作用明显,不易产生抗性。
本发明将聚合物、黄土、金银花叶、无花果叶、余甘子叶、元宝枫籽芥酸酰胺、二甲基聚硅氧烷等原料通过多种途径的加工手段制成塑料砧板,尺寸稳定性好,强度更强,触感爽滑。不仅具有广谱的抗菌性,抑菌率高、抗菌性好、抗菌持久,使得各种有害细菌、霉菌、真菌无法于砧板的受切面上孳生。而且还具有优异的耐老化能力和更好的力学性能,耐磨不易产生刀痕。长期在光、氧和热作用下,不变色,不变形,不脆裂,使用寿命长。与此同时,远红外辐射效应还起到自洁、净化环境,消除异味的作用,提高使用上的安全性及增进饮食卫生。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例一
1.原料准备:
①制备黄土粉:将黄土送入煅烧炉,在300℃下煅烧2.5h,取出粉碎,过80目筛,加入黄土7倍重量的浓度为1~25wt%的氢氧化钠溶液,在pH值9.0、温度65℃下搅拌反应3h,温度降至50℃,加入适量浓度为0.5~20wt%的醋酸溶液调整pH值为中性,搅拌反应30min,过滤,滤饼用去离子水洗涤3次,在90℃下鼓风烘干,研磨过1200目筛,得到白色的黄土粉;
②制备金银花叶、无花果叶、余甘子叶提取物:采集新鲜无腐烂的金银花叶、无花果叶、余甘子叶分别去杂,洗净,晾干,切成1cm的段料,再分别置于各相对应的匀浆机中,加入段料5倍重量的浓度为65wt%的乙醇,匀浆提取2h,过滤,滤液浓缩至无醇味,转入径高比为1∶6的大孔吸附树脂柱,先用2BV的蒸馏水洗脱,后用5BV的浓度为60wt%的乙醇洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,干燥至恒重,分别得到金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物;
③制备天然抗菌剂:称取黄土粉84kg缓慢置于已加入504kg水的容器中,再加入聚丙烯酸钠1.26kg和己内酰胺0.84kg分散处理2h,加入金银花叶提取物5.5kg、无花果叶提取物3.5kg、余甘子叶提取物7kg搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度70℃、功率250W下超声处理1.5h,真空干燥,得到天然抗菌剂;
④制备元宝枫籽油:采集饱满、无腐烂的元宝枫籽,去杂,粉碎60目细粉,加入细粉9倍重量的沸程为50℃的石油醚,在温度30℃、功率250W下超声提取3次,每次35min,合并3次提取液,加入提取液重量1.2%的活性炭,于50℃下脱色1.5h,过200目筛,收集筛下滤液,蒸馏回收石油醚,真空浓缩,得到元宝枫籽油;
⑤制备耐切剁剂:称取芥酸酰胺47kg、元宝枫籽油18kg、二甲基聚硅氧烷35kg放入混合机,在75℃下搅拌至充分混合均匀,即得到耐切剁剂;
2.原料配方:
低密度聚乙烯78kg,热塑性橡胶(TPR)6kg,天然抗菌剂8.5kg,耐切剁剂5kg,乙烯基三乙氧基硅烷1.2kg,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.8kg,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.5kg。
3.制备步骤:
①按配方称取低密度聚乙烯78kg、热塑性橡胶(TPR)6kg、乙烯基三乙氧基硅烷1.2kg、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.8kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.5kg、耐切剁剂5kg投入高速搅拌机中,在800r/min、25℃下搅拌10min,加入天然抗菌剂8.5kg,将转速调节至1200r/min搅拌5min,出料;
②将步骤①得到的料在100℃下真空干燥至含水量<50ppm,送入双螺杆挤出机中,在210~250℃下熔融挤出造粒,再用单螺杆挤出机挤出成厚度1~6cm片材,然后用切片机切割成宽20~60cm、长30~90cm的板材或切割成直径30~65cm的圆板材,即得到抗菌耐切剁塑料砧板。
实施例二
1.原料准备:
①制备黄土粉:将黄土送入煅烧炉,在350℃下煅烧2h,取出粉碎,过80目筛,加入黄土6倍重量的浓度为1~25wt%的氢氧化钠溶液,在pH值9.0、温度70℃下搅拌反应2h,温度降至50℃,加入适量浓度为0.5~20wt%的醋酸溶液调整pH值为中性,搅拌反应30min,过滤,滤饼用去离子水洗涤3次,在90℃下鼓风烘干,研磨过1200目筛,得到白色的黄土粉;
②制备金银花叶、无花果叶、余甘子叶提取物:采集新鲜无腐烂的金银花叶、无花果叶、余甘子叶分别去杂,洗净,晾干,切成2cm的段料,再分别置于各相对应的匀浆机中,加入段料3倍重量的浓度为80wt%的乙醇,匀浆提取1.5h,过滤,滤液浓缩至无醇味,转入径高比为1∶8的大孔吸附树脂柱,先用3BV的蒸馏水洗脱,后用6BV的浓度为75wt%的乙醇洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,干燥至恒重,分别得到金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物;
③制备天然抗菌剂:称取黄土粉88kg缓慢置于已加入528kg水的容器中,再加入聚丙烯酸钠2.2kg和己内酰胺0.88kg分散处理1.5h,加入金银花叶提取物3kg、无花果叶提取物2.5kg、余甘子叶提取物6.5kg搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度80℃、功率200W下超声处理1.5h,真空干燥,得到天然抗菌剂;
④制备元宝枫籽油:采集饱满、无腐烂的元宝枫籽,去杂,粉碎75目细粉,加入细粉6倍重量的沸程为45℃的石油醚,在温度25℃、功率300W下超声提取3次,每次50min,合并3次提取液,加入提取液重量2.5%的活性炭,于45℃下脱色1.5h,过200目筛,收集筛下滤液,蒸馏回收石油醚,真空浓缩,得到元宝枫籽油;
⑤制备耐切剁剂:称取芥酸酰胺52kg、元宝枫籽油16kg、二甲基聚硅氧烷32kg放入混合机,在75℃下搅拌至充分混合均匀,即得到耐切剁剂;
2.原料配方:
低密度聚乙烯66kg,热塑性橡胶(TPR)3kg,聚对苯二甲酸丁二醇酯9kg,天然抗菌剂12kg,耐切剁剂6.5kg,γ-氯丙基三乙氧基硅烷1.3kg,乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷1.5kg,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.7kg。
3.制备步骤:
①按配方称取低密度聚乙烯66kg、热塑性橡胶(TPR)3kg、聚对苯二甲酸丁二醇酯9kg、γ-氯丙基三乙氧基硅烷1.3kg,乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷1.5kg,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.7kg、耐切剁剂6.5kg投入高速搅拌机中,在800r/min、30℃下搅拌5min,加入天然抗菌剂12kg,将转速调节至1200r/min搅拌8min,出料;
②将步骤①得到的料在100℃下真空干燥至含水量<50ppm,送入双螺杆挤出机中,在210~250℃下熔融挤出造粒,再用单螺杆挤出机挤出成厚度1~6cm片材,然后用切片机切割成宽20~60cm、长30~90cm的板材或切割成直径30~65cm的圆板材,即得到抗菌耐切剁塑料砧板。
Claims (3)
1.一种抗菌耐切剁塑料砧板,其特征在于,该塑料砧板的原料配方按重量百分比计为:聚合物70~90%,天然抗菌剂5~17%,耐切剁剂3~8%,偶联剂2~5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~90%的黄土粉、3~9%的金银花叶提取物、2~6%的无花果叶提取物和5~10%的余甘子叶提取物制得;所述耐切剁剂是由重量百分含量30~60%的芥酸酰胺、15~30%的元宝枫籽油和25~40%的二甲基聚硅氧烷制得;其制备方法包括以下步骤:
①制备黄土粉:将黄土送入煅烧炉,在250~350℃下煅烧2~4h,取出粉碎,过80目筛,加入黄土3~9倍重量的浓度为1~25wt%的氢氧化钠溶液,在pH值9.0、温度60~70℃下搅拌反应2~6h,温度降至50℃,加入适量浓度为0.5~20wt%的醋酸溶液调整pH值为中性,搅拌反应30min,过滤,滤饼用去离子水洗涤3次,在90℃下鼓风烘干,研磨过1200目筛,得到白色的黄土粉;
②制备金银花叶、无花果叶、余甘子叶提取物:采集新鲜无腐烂的金银花叶、无花果叶、余甘子叶分别去杂,洗净,晾干,切成1~2cm的段料,再分别置于各相对应的匀浆机中,加入段料3~5倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,匀浆提取1~2h,过滤,滤液浓缩至无醇味,转入径高比为1∶6~8的大孔吸附树脂柱,先用2~3BV的蒸馏水洗脱,后用4~6BV的浓度为50~75wt%的乙醇洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,干燥至恒重,分别得到金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉缓慢置于已加入6倍该黄土粉重量的水容器中,再加入黄土粉重量0.5~3.5%的聚丙烯酸钠和0.3~2%的己内酰胺分散处理1~3h,加入配方量的金银花叶提取物、无花果叶提取物、余甘子叶提取物搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度70~85℃、功率200~300W下超声处理1.5h,真空干燥,得到天然抗菌剂;
④制备元宝枫籽油:采集饱满、无腐烂的元宝枫籽,去杂,粉碎50~80目细粉,加入细粉3~10倍重量的沸程为35~60℃的石油醚,在温度25~35℃、功率200~300W下超声提取3次,每次30~50min,合并3次提取液,加入提取液重量0.7~3%的活性炭,于45~60℃下脱色1.5h,过200目筛,收集筛下滤液,蒸馏回收石油醚,真空浓缩,得到元宝枫籽油;
⑤制备耐切剁剂:按配方称取芥酸酰胺、元宝枫籽油、二甲基聚硅氧烷放入混合机,在75~85℃下搅拌至充分混合均匀,即得到耐切剁剂;
⑥按配方称取聚合物、偶联剂、耐切剁剂投入高速搅拌机中,在800r/min、25~30℃下搅拌5~15min,加入配方量的天然抗菌剂,将转速调节至1200r/min搅拌3~8min,出料,100℃下真空干燥至含水量<50ppm,送入双螺杆挤出机中,在210~250℃下熔融挤出造粒,再用单螺杆挤出机挤出成厚度1~6cm片材,然后用切片机切割成宽20~60cm、长30~90cm的板材或切割成直径30~65cm的圆板材,即得到抗菌耐切剁塑料砧板。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐切剁塑料砧板,其特征在于,所述的聚合物为聚丙烯、低密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或热塑性橡胶(TPR)中的任意一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌耐切剁塑料砧板,其特征在于,所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或两种以上的混合。
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