本發明涉及塑料餐具領域，具體地，涉及一種高強度抗菌便當盒及其制備方法。
背景技術：
便當盒、保鮮盒以及塑料包裝盒等在日產生活中廣泛使用，便當盒的材質包括陶瓷、金屬、合金或者塑料。其中，陶瓷便當盒便于清潔且不易滋生細菌，但易碎、不便于攜帶等限制了其進一步地使用；而金屬便當盒容易生銹，且長期使用會發生修飾等影響使用效果；目前塑料便當盒是使用范圍最廣的便當盒，重量輕、密封性好便于攜帶，但是塑料便當盒由于其材質不透氣，在長時間持續使用后容易滋生霉菌，并散發臭味。
尤其到了夏天，病菌容易滋生，據調查所知，對未經消毒的碗筷上進行細菌檢驗，發現每個碗上有300多個細菌。這些細菌或真菌都是臨床醫學中常見的致病菌，可感染人體并引發多種疾病。很多人在吃飯前多會有這樣的習慣，在使用碗筷前用開水淋燙幾秒，然而研究表明在開水淋燙后，細菌數值下降才不到3％，效果非常微弱。因此，吃飯前用開水燙碗，因作用溫度和作用時間不足，只能殺死極少數微生物，并不能保證殺死大多數致病性微生物。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種高強度抗菌便當盒，該高強度抗菌便當盒能夠有效防止在持續長時間使用后便當盒內滋生霉菌等細菌，進而產生臭味，影響便當盒進一步的使用。
為了實現上述目的，本發明提供了一種高強度抗菌便當盒，所述高強度抗菌便當盒由如下組分制備而得：聚碳酸酯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、脲醛樹脂、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、氧化鈦、銀納米粒子、鄰苯二甲酸酯和竹粉；
其中，按照重量份計，按照重量份計，相對于100份的聚碳酸酯樹脂，所述乙烯-醋酸乙烯酯樹脂的用量為15-25份，所述聚乙烯醇縮丁醛樹脂的用量為5-10份，所述脲醛樹脂的用量為1-5份，所述月桂酰胺乙基硫酸鈉的用量為5-10份，所述海藻酸鈉的用量為2-7份，所述殼聚糖的用量為3-8份，所述乙酸乙酯的用量為1-5份，所述乙烯基三甲氧基硅烷的用量為2-7份，所述氧化鈦的用量為5-11份，所述銀納米粒子的用量為1.5-5.2份，所述鄰苯二甲酸酯的用量為1.5-3.2份，所述竹粉的用量為5-15份。
通過上述技術方案，本發明通過選擇特定重量配比的聚碳酸酯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂和脲醛樹脂作為樹脂主體材料，使制得的便當盒具有很高的機械強度；同時與特定用量的月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、氧化鈦、銀納米粒子、鄰苯二甲酸酯和竹粉等組分進行混合后，各組分之間的相互協同作用進而使制得具有強殺菌、抑菌性能的防臭便當盒。其中，制備過程中加入的銀納米粒子、海藻酸鈉、殼聚糖和竹粉進一步提高了所制得的便當盒的殺菌防臭性能。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
本發明提供了一種高強度抗菌便當盒，所述高強度抗菌便當盒由如下組分制備而得：聚碳酸酯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、脲醛樹脂、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、氧化鈦、銀納米粒子、鄰苯二甲酸酯和竹粉；
其中，按照重量份計，按照重量份計，相對于100份的聚碳酸酯樹脂，所述乙烯-醋酸乙烯酯樹脂的用量為15-25份，所述聚乙烯醇縮丁醛樹脂的用量為5-10份，所述脲醛樹脂的用量為1-5份，所述月桂酰胺乙基硫酸鈉的用量為5-10份，所述海藻酸鈉的用量為2-7份，所述殼聚糖的用量為3-8份，所述乙酸乙酯的用量為1-5份，所述乙烯基三甲氧基硅烷的用量為2-7份，所述氧化鈦的用量為5-11份，所述銀納米粒子的用量為1.5-5.2份，所述鄰苯二甲酸酯的用量為1.5-3.2份，所述竹粉的用量為5-15份。
在上述技術方案中，所用的竹粉的制備方法可以在寬的范圍內選擇，例如直接將竹材料進行破碎、消毒后即可使用，但是為了進一步提高所制得的便當盒的殺菌防臭性能，優選地，所述竹粉由以下步驟制得：
先將竹材料粉碎后過網篩，制得到平均粒徑為0.1-0.6mm的初級竹粉；接著，將所述初級竹粉與氫氧化鈉、碳酸鈉按照1：3-5：5-7的重量比進行混合、蒸煮，蒸煮結束后冷卻晾干制得原竹粉；
再接著，將所述原竹粉投入過氧化氫水溶液中，其中，過氧化氫與水的體積比為1：1-4攪拌2-3小時以進行漂白；
最后，用水沖洗漂白后的所述原竹粉直至殘留液的ph為7.0-7.5、真空干燥后即制得所述竹粉。
上述技術方案中，在所述竹粉的制備過程中，蒸煮的條件可以控制在寬的范圍內，但是為了提高蒸煮效果進而提高竹粉的制備效率及提高制得的竹粉的殺菌效果，優選地，所述蒸煮的條件為：蒸煮溫度為85-100℃，蒸煮時間為2-3h。
同樣，所述竹粉的制備過程中，干燥的條件可以在寬的范圍內調節，但是為了提高蒸煮效果進而提高竹粉的制備效率，優選地，在所述真空干燥的條件為：干燥溫度為70-95℃，干燥時間為12-15h。
在本發明提供的技術方案中，所使用的各類樹脂的分子量可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高各原料之間的混合、熔融效果，進而提高各原料之間的相互協同作用，優選地，所述聚碳酸酯樹脂的重均分子量為2萬-3萬，所述乙烯-醋酸乙烯酯樹脂的重均分子量為3萬-5萬，所述聚乙烯醇縮丁醛樹脂的重均分子量為1萬-2萬，所述脲醛樹脂的重均分子量為1萬-2萬。
在本發明的技術方案中，所使用的銀納米粒子的具體粒徑大小能夠在寬的范圍內選擇，但是為了提高銀納米粒子與其他組分之間的相互協同作用進而提高所制得的便當盒的殺菌防臭性能，優選地，所述銀納米粒子的平均粒徑為20-25nm。
同樣的，所使用的氧化鈦的具體種類及粒徑大小均可以在寬的范圍內選擇，但是為了提高氧化鈦與其他組分之間的相互協同作用進而提高所制得的便當盒的殺菌防臭性能，優選地，所述氧化鈦為銳鈦型納米氧化鈦；進一步優選地，氧化鈦的平均粒徑為30-50nm。
本發明中還提供了一種上述高強度抗菌便當盒的制備方法，所述制備方法由以下步驟組成：
先將聚碳酸酯樹脂、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、脲醛樹脂、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、氧化鈦、銀納米粒子、鄰苯二甲酸酯和竹粉按照100：15-25：5-10：1-5：3-12：2-6：3-8：1-5：2-7：5-11：1.5-5.2：1.5-3.2：5-15的重量配比進行攪拌制得混合物m1；
接著，將所述混合物m1進行熱處理形成熔融物m2；
最后，將所述熔融物m2擠出成型、并加工成所述高強度抗菌便當盒。
在上述制備方法中，所述攪拌的條件可以在寬的范圍內調節控制，但是為了進一步提高制備效率及原料之間的混合效果，優選地，所述攪拌滿足以下條件：轉速為1500-2500rpm，攪拌的時間為30-50min。
同樣，所述熱處理的條件可以在較寬的范圍內調節，但是為了提高制備效率及制得的便當盒的強度，優選地，所述熱處理滿足以下條件：熱處理的溫度為195-215℃，熱處理的時間為3-6h。
在上述技術方案中，所述擠出成型的溫度可以在寬的范圍內選擇，但是為了提高擠出效率進而提高便當盒的制備效率，優選地，所述擠出成型的溫度為175-195℃。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
制備例1
先將竹材料粉碎后過網篩，制得到平均粒徑為0.2mm的初級竹粉；接著，將所述初級竹粉與氫氧化鈉、碳酸鈉按照1：3：5的重量比進行混合后在85℃蒸煮3h，蒸煮結束后冷卻晾干制得原竹粉；
再接著，將所述原竹粉投入過氧化氫水溶液(過氧化氫與水的體積比為1：1)中攪拌3小時以進行漂白；
最后，用水沖洗漂白后的所述原竹粉直至殘留液的ph為7.0-7.5，接著在75℃真空干燥15h后即制得所述竹粉，記作w1。
制備例2
先將竹材料粉碎后過網篩，制得到平均粒徑為0.3mm的初級竹粉；接著，將所述初級竹粉與氫氧化鈉、碳酸鈉按照1：5：6的重量比進行混合后在90℃蒸煮3h，蒸煮結束后冷卻晾干制得原竹粉；
再接著，將所述原竹粉投入過氧化氫水溶液(過氧化氫與水的體積比為1：3)中攪拌2小時以進行漂白；
最后，用水沖洗漂白后的所述原竹粉直至殘留液的ph為7.0-7.5，接著在85℃真空干燥13h后即制得所述竹粉，記作w2。
制備例3
先將竹材料粉碎后過網篩，制得到平均粒徑為0.6mm的初級竹粉；接著，將所述初級竹粉與氫氧化鈉、碳酸鈉按照1：5：7的重量比進行混合后在100℃蒸煮2h，蒸煮結束后冷卻晾干制得原竹粉；
再接著，將所述原竹粉投入過氧化氫水溶液(過氧化氫與水的體積比為1：4)中攪拌3小時以進行漂白；
最后，用水沖洗漂白后的所述原竹粉直至殘留液的ph為7.0-7.5，接著在95℃真空干燥12h后即制得所述竹粉，記作w3。
制備例4
按照制備例1的方法制得所述竹粉，記作w4；不同的是未經過蒸煮步驟。
制備例5
按照制備例1的方法制得所述竹粉，記作w5；不同的是未經過漂白步驟。
制備例6
按照制備例1的方法制得所述竹粉，記作w6；不同的是未經過沖洗步驟。
制備例7
按照制備例1的方法制得所述竹粉，記作w7；不同的是所述初級竹粉與氫氧化鈉、碳酸鈉的重量比為1：1：8。
實施例1
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為2萬)、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(重均分子量為3萬)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(重均分子量為1萬)、脲醛樹脂(重均分子量為1萬)、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、銳鈦型納米氧化鈦(平均粒徑為30nm)、銀納米粒子(平均粒徑為20nm)、鄰苯二甲酸酯和竹粉(w1)按照100：15：5：5：2：2：3：1：2：5：1.5：1.5：5的重量配比在1500rpm轉速下攪拌30min制得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在195℃下熱處理6h形成熔融物m2；
最后，將所述熔融物m2在175℃擠出成型、并加工成所述高強度抗菌便當盒，記作a1。
實施例2
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為2.5萬)、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(重均分子量為4萬)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(重均分子量為1.5萬)、脲醛樹脂(重均分子量為1.5萬)、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、銳鈦型納米氧化鈦(平均粒徑為40nm)、銀納米粒子(平均粒徑為22nm)、鄰苯二甲酸酯和竹粉(w2)按照100：22：8：4：8：4：5：3：5：8：3.5：2.5：10的重量配比在2000rpm轉速下攪拌40min制得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在200℃下熱處理5h形成熔融物m2；
最后，將所述熔融物m2在185℃擠出成型、并加工成所述高強度抗菌便當盒，記作a2。
實施例3
先將聚碳酸酯樹脂(重均分子量為3萬)、乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(重均分子量為5萬)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(重均分子量為2萬)、脲醛樹脂(重均分子量為2萬)、月桂酰胺乙基硫酸鈉、海藻酸鈉、殼聚糖、乙酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、銳鈦型納米氧化鈦(平均粒徑為50nm)、銀納米粒子(平均粒徑為25nm)、鄰苯二甲酸酯和竹粉(w1)按照100：25：10：5：12：6：8：5：7：11：5.2：3.2：15的重量配比在3000rpm轉速下攪拌50min制得混合物m1；
接著，將所述混合物m1在215℃下熱處理3h形成熔融物m2；
最后，將所述熔融物m2在195℃擠出成型、并加工成所述高強度抗菌便當盒，記作a3。
實施例4
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作a4，不同的是，所使用的竹粉為w4。
實施例5
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作a5，不同的是，所使用的竹粉為w5。
實施例6
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作a6，不同的是，所使用的竹粉為w6。
實施例7
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作a7，不同的是，所使用的竹粉為w7。
對比例1
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作b1，不同的是，未使用脲醛樹脂。
對比例2
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作b2，不同的是，未使用銀納米粒子。
對比例3
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作b3，不同的是，未使用氧化鈦。
對比例4
按照實施例1的方法制得高強度抗菌便當盒，記作b4，不同的是，未使用竹粉。
檢測例1
根據國標gb/t1539—2007的規定測定實施例和對比例制值得的便當盒a1-a7以及b1-b4的菌落數量(n/cfu·g-1)；另外將同樣重量的米飯放置于便當盒a1-a7以及b1-b4中36小時后，觀察便當盒內的是否有臭味；具體結果見表1。
檢測例2
根據國標gb/t1043.1-2008的規定測試實施例和對比例制值得的便當盒a1-a7以及b1-b4的的抗拉強度(mpa)和抗沖擊強度(mj/m2)；具體結果見表1。
表1
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。