[發明專利]一種可生物降解的抗菌牙刷柄及其制備工藝

有效

• 申請號: 201810022384.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108102325B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 林創有
• 申請（專利權）人: 三椒口腔健康股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08K5/06;C08K5/00;C08K5/098;C08K3/22;C08K13/02;C08H8/00
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 孫文卉

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種可生物降解的抗菌牙刷柄及其制備工藝。本發明制備工藝包括S1取小麥秸稈，洗凈后切成小段，加入氫氧化鈉溶液，加熱攪拌，過濾水洗，中和，水洗，過濾，加入乙醇，烘干，粉碎過篩，制得小麥秸稈纖維；S2取聚乳酸、小麥秸稈纖維、相容劑、茶多酚和乳酸鈉投入到高速攪拌混合機中攪拌均勻，熔融后通過螺桿擠壓成料絲，冷卻，切粒得到塑料母粒；S3將塑料母粒投入除濕干燥機中干燥；S4將塑料母粒和調色劑投入到高速攪拌混合機中攪拌均勻，投入進膠系統中熔化成膠體，通過螺旋桿擠壓注入牙刷模具，冷卻，頂出脫模，制得牙刷柄。本發明制得的牙刷柄具有良好的可生物降解性、抗菌性和力學性能等，對環境友好。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種可生物降解的抗菌牙刷柄及其制備工藝。

背景技術

牙刷是日常清潔口腔的主要器具之一。口腔中寄居有大量細菌，其數量之大，種屬之多均居全身各部位之首。人的口腔可謂細菌的樂園，口腔中有良好的營養物質、適宜的溫度和濕度、以及空氣。人們清潔口腔衛生時，刷頭直接進入口腔，刷頭部位表面容易附帶細菌，再次使用時，進一步把刷頭表面的細菌帶進口腔中去，影響口腔中細菌的平衡，容易導致口腔疾病；而刷牙后，刷柄放置在漱口杯中，漱口杯比較潮濕，容易滋養細菌。

目前，牙刷的使用周期一般為2～3個月，使用周期過后，牙刷就會被直接丟棄。常規牙刷柄采用的材料主要有：聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、熱塑性橡膠等。這些丟棄的牙刷柄處理方式主要是采用填埋、焚燒、回收再利用三種方式。采用填埋方式處理，因塑料牙刷柄質大體輕，且不易腐爛；采用焚燒方式處理，刷柄焚燒后產生大量異味、有毒氣體，造成大氣污染，影響人的身體健康；采用回收再利用方式處理，塑料材料經過兩到三次高溫注塑后，材料的分子鏈已斷裂，影響產品的物理性能。因此，可生物降解的環保型抗菌牙刷柄材料應運而生。

常用可生物降解的材料有淀粉、纖維素、多糖、聚己內酰胺、聚乙醇酸、聚乳酸、聚原酸酯及多肽等。聚乳酸(PLA)，也稱聚丙交酯，是一種用乳酸為主要原料通過聚合作用得到的高分子聚合物。因為PLA具有良好的生物相容性、可降解性和來源于生物原材料等特點，研究人員認為PLA是應用前景最好的一種新型生物可降解高分子材料。近年來不斷受到各領域的關注，目前PLA已經開始廣泛應用于工業、醫藥、農業等領域，也是作為可生物降解的牙刷柄原料的候選材料。雖然PLA有很多優點，但是在現實應用中也存在很多不足，例如PLA韌性比較差，缺少彈性以及柔性，質地硬而且脆性大，溶體強度相對較低，結晶速率過慢等。因此，PLA作為牙刷柄原料使用并不理想。

為了改善PLA的不足，技術人員對PLA進行了改性處理，PLA的改性方法有物理共混改性和化學共聚改性。物理改性是基于材料共混改性完成的。共混改性是在保持聚合物原有的優良性能的前提下，有針對性地其某些有缺陷的物理機械性能進行改性，同時使生產成本降低。因此，物理共混是目前應用最廣泛的改性聚合物的方法。

另外，現有一般采用添加納米銀、氧化銀等金屬來提高包牙刷柄粉料的抗菌性，但是一方面，金屬粒子的價格昂貴，導致產品成本高，另一方面，金屬粒子在熱塑彈性體中的分散性并不好，這既會導致抗菌性能的下降，又會導致力學強度的降低。如中國專利申請CN107383814A公開了一種小麥秸稈聚乳酸復合材料，該復合材料包括聚乳酸55～90份、小麥秸稈10～45份、抗菌劑1～4份、納米二氧化鈦5～10份、相容劑1～10份和抗氧劑0.5～1份，其中，小麥秸稈用NaHCO₃和KCl的混合溶液處理，所述抗菌劑為氧化鍶和磷酸鋯的復配物，所述相容劑為間-異丙烯基-2,2-二甲基苯酰異氰酸酯、鄰羥基苯甲酸苯酯、二異氰酸酯中的至少一種。該復合材料具有良好的阻燃性、抗菌性和力學性能，但是氧化鍶、磷酸鋯、間-異丙烯基-2,2-二甲基苯酰異氰酸酯等原料成本較高，不利于推廣應用。

為了解決塑料牙刷柄對環境污染，減少塑料廢棄物對環境危害，開發可生物降解且具備抗菌效果的牙刷柄，以滿足于人們日常口腔衛生清潔和生活環境保護的需求。

發明內容