本发明属于塑料铅笔的加工
技术领域：
，具体涉及一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料。
背景技术：
：铅笔是人们不可或缺的绘画写字工具，我们从儿童时代开始，铅笔就在我们的学习生活中占有很大一部分地位。传统铅笔主要是由两片木材包裹着石墨芯再经粘合剂粘结在一起，最后刷上一层油漆制成的。此种方法生产的铅笔会造成大量的木材资源浪费，不符合绿色环保的发展理念，且木制铅笔长期使用时容易滋生细菌产生霉变，油漆的存在也会对儿童的身体健康造成影响。而目前主流的塑料铅笔的外表皮都含有一些对人体有害的助剂成分或者没有进行抗菌处理，没有对表皮的安全性进行考虑。因此，开发出抗菌可降解的塑料铅笔不仅能够降低塑料污染，符合国家环保理念，且能够丰富铅笔产品的多样性，满足差异化需求，符合消费者的安全理念，能够带来很大的经济效益，市场应用前景十分广阔。目前，公开的塑料铅笔外表皮料的专利中采用基体多数是聚乙烯、聚苯乙烯等不可降解的树脂，容易造成资源浪费和污染；采用的的助剂或中间溶剂多数都含有一些有害成分，并且没有进行抗菌处理，容易滋生细菌，特别是对有着咬笔头等不良习惯的儿童的生长发育有很大影响。中国专利cn110791032a公开了一种耐热耐老化聚苯乙烯塑料铅笔皮料，其基体材料聚苯乙烯就很难在常规环境中降解，容易造成二次污染，且其中的改性间规聚苯乙烯用到的中间溶剂是毒性很大的二甲苯和丙酮的复合溶剂。溶剂挥发不完全，残留在表皮料中时对使用者健康的影响很大。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，旨在解决现有塑料铅笔外表层不易降解且易产生霉斑、变色和健康安全性欠佳的问题。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，以重量份计包括如下组分：聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯pbat60～80份，玉米淀粉14～28份，甘油6～12份，乙烯-乙烯醇共聚物evoh2～5份，色母粒1～2份，氢化棕榈油1～5份，抗菌母粒5～7份，分散剂0.1～0.5份。作为本公开进一步的方案，所述淀粉含水率为10～12％。作为本公开进一步的方案，所述甘油纯度高于99％。作为本公开进一步的方案，所述淀粉与甘油的质量比为7：3。作为本公开进一步的方案，所述抗菌母粒是以pbat为载体的纳米tio2、纳米zno和山梨酸钾的无毒复合无机抗菌母粒，所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80～90份、纳米tio25～10份、纳米zno5～8份、山梨酸钾2～5份和分散剂ebs0.1～0.5份。作为本公开进一步的方案，所述分散剂为ebs和/或pe蜡中的一种和/或两种。作为本公开进一步的方案，所述无机抗菌母粒制备方法为：步骤s1:将pbat放入电热鼓风干燥箱进行干燥处理，温度为80℃，时间为2小时，得到干燥pbat；步骤s2:将步骤s1处理的pbat80～90份、纳米tio25～10份、纳米zno5～8份、山梨酸钾2～5份和分散剂ebs0.1～0.5份加入到高速混合机，转速为4000转/分钟，混合10～15分钟后取出加入到挤出机中进行挤出，螺杆转速控制在5～30转/分钟，温度在160～220℃；步骤s3:将步骤s2的产物牵引进切粒机进行切粒，得到所述抗菌母粒。作为本公开进一步的方案，一种制备抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料的方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤ss1:将淀粉放入真空干燥箱中60℃干燥24小时；将pbat放入真空干燥箱80℃干燥12小时；步骤ss2:所述玉米淀粉和甘油按照配比加入到高速混合机中混合3次，转速为2000r/min，每次3～5分钟，每次间隔10分钟；步骤ss3:将步骤ss2中所得原料室温静置24小时，增强塑化效果；步骤ss4:将步骤ss3中所得原料加入到双螺杆挤出机料斗内进行挤出造粒，设置温度为130～170℃，螺杆转速为30转/分钟；步骤ss5:将步骤ss4中产物与pbat和evoh一起混合均匀后加入到挤出机进行挤出造粒，设置温度160～180℃，得到抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料。本发明的有益效果：本发明的抗菌可降解塑料铅笔表皮料以可降解塑料为基体材料，通过添加无毒安全的无机复合抗菌母粒，使得制成的塑料铅笔表皮料表面光滑、韧性好，可降解塑料的存在使得铅笔不会对环境造成污染，更加绿色环保；抗菌母粒的使用不仅可以防止铅笔表面受生物侵蚀产生霉斑、变色，影响外观，还能对微生物组织具有一定的抑制和杀死效果，且所有助剂均安全无毒，让所生产的铅笔更适宜于儿童使用。同时其生产制备方法简单，适合大规模推广应用。具体实施方式下面将结合本发明实施例中对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本实施例提供一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat60份、玉米淀粉14份、甘油6份、乙烯-乙烯醇共聚物evoh2份、抗菌母粒5份、氢化棕榈油1份、色母粒1份、分散剂ebs0.1份。所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80份、纳米tio25份、纳米zno5份、山梨酸钾2份、分散剂ebs0.1份。所述抗菌母粒的制备方法是：将pbat放入电热鼓风干燥箱进行干燥处理，温度为80℃，时间为2小时，得到干燥pbat；再将所述各种原料按照配比加入到高速混合机，转速为4000转/分钟，混合10分钟后取出加入到挤出机中进行挤出，螺杆转速控制在30转/分钟，温度在200℃；之后牵引进切粒机进行切粒，粒径为2～4mm，得到抗菌母粒。一种制备抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料的方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤ss1:将淀粉放入真空干燥箱中60℃干燥24小时；将pbat放入真空干燥箱80℃干燥12小时；步骤ss2:所述玉米淀粉和甘油按照配比加入到高速混合机中混合3次，转速为2000r/min，每次3～5分钟，每次间隔10分钟；步骤ss3:将步骤ss2中所得原料室温静置24小时，增强塑化效果；步骤ss4:将步骤ss3中所得原料加入到双螺杆挤出机料斗内进行挤出造粒，设置温度为130～170℃，螺杆转速为30转/分钟；步骤ss5:将步骤ss4中产物与pbat和evoh一起混合均匀后加入到挤出机进行挤出造粒，设置温度160～180℃，得到抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料。实施例2一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat60份、玉米淀粉28份、甘油12份、evoh5份、抗菌母粒6份、氢化棕榈油5份、色母粒2份、分散剂ebs0.5份；所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80份、纳米tio25份、纳米zno10份、山梨酸钾5份、分散剂ebs0.5份。制备方法同实施例1。实施例3一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat70份、玉米淀粉21份、甘油9份、evoh2份、抗菌母粒7份、氢化棕榈油2份、色母粒1.5份、分散剂ebs0.3份；所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80份、纳米tio28份、纳米zno6份、山梨酸钾3份、分散剂ebs0.3份。制备方法同实施例1。实施例4一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat75份、玉米淀粉25份、甘油11份、evoh4份、抗菌母粒7份、氢化棕榈油4份、色母粒2份、分散剂ebs0.4份。所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat85份、纳米tio26份、纳米zno7份、山梨酸钾4份、分散剂ebs0.4份。制备方法同实施例1。实施例5一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat80份、玉米淀粉28份、甘油12份、evoh2份、抗菌母粒7份、氢化棕榈油2.5份、色母粒1份、分散剂ebs0.5份；所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat90份、纳米tio29份、纳米zno8份、山梨酸钾5份、分散剂ebs0.2份。制备方法同实施例1。对比例一种抗菌可降解塑料铅笔皮料，以重量份计包括如下组分：pbat60份、玉米淀粉14份、甘油6份、evoh2份、氢化棕榈油2.5份、色母粒1份、分散剂ebs0.5份；所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80份、纳米tio28份、纳米zno6份、山梨酸钾3份、分散剂ebs0.3份。制备方法同实施例1。抗菌测试依据qb/t2591-2003《抗菌塑料的抗菌性能试验方法》，对实施例1～5和对比例进行抗菌性能测试，测试细菌为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌，实验结果如表所示：表1：抗菌可降解塑料铅笔外表皮料的抗菌率由上表，实施例与对比例可知，抗菌母粒的添加能够起到很好的抗菌效果，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率均在99％以上，可降解塑料配方的改变对抗菌效果影响不大；由实施例1～3可知，随着抗菌母粒添加量的不断增多，抗菌效果也在不断地提升，最高可达99.85％。力学性能测试依据gb/t1040标准测试拉伸性能和断裂伸长率；依据gb/t19277标准测试降解率，测试条件，堆肥，45天；表2：抗菌可降解塑料铅笔外表皮料的力学及降解性能拉伸强度mpa断裂伸长率％降解率％实施例112.318678.5实施例212.115277.9实施例312.819477.6实施例413.419682.1实施例513.920583.6对比例12.118478.9如上表可知，抗菌母粒的加入对表皮料的力学性能影响不大，其韧性与pbat的量有关，力学性能综合来看十分优异，降解效率明显，完全满足塑料铅笔表皮料的使用要求。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，以重量份计包括如下组分：聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯pbat60～80份，玉米淀粉14～28份，甘油6～12份，乙烯-乙烯醇共聚物evoh2～5份，色母粒1～2份，氢化棕榈油1～5份，抗菌母粒5～7份，分散剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述淀粉含水率为10～12％。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述甘油纯度高于99％。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述淀粉与甘油的质量比为7：3。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述抗菌母粒是以pbat为载体的纳米tio2、纳米zno和山梨酸钾的无毒复合无机抗菌母粒，所述抗菌母粒以重量份计包括如下组分：pbat80～90份、纳米tio25～10份、纳米zno5～8份、山梨酸钾2～5份和分散剂ebs0.1～0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述分散剂为ebs和/或pe蜡中的一种和/或两种。
7.根据权利要求5所述的一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料，其特征在于，所述无机抗菌母粒制备方法为：
步骤s1:将pbat放入电热鼓风干燥箱进行干燥处理，温度为80℃，时间为2小时，得到干燥pbat；
步骤s2:将步骤s1处理的pbat80～90份、纳米tio25～10份、纳米zno5～8份、山梨酸钾2～5份和分散剂ebs0.1～0.5份加入到高速混合机，转速为4000转/分钟，混合10～15分钟后取出加入到挤出机中进行挤出，螺杆转速控制在5～30转/分钟，温度在160～220℃；
步骤s3:将步骤s2的产物牵引进切粒机进行切粒，得到所述抗菌母粒。
8.一种制备权利要求1所述的抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料的方法，其特征在于，制备步骤如下：
步骤ss1:将淀粉放入真空干燥箱中60℃干燥24小时；将pbat放入真空干燥箱80℃干燥12小时；
步骤ss2:所述玉米淀粉和甘油按照配比加入到高速混合机中混合3次，转速为2000r/min，每次3～5分钟，每次间隔10分钟；
步骤ss3:将步骤ss2中所得原料室温静置24小时，增强塑化效果；
步骤ss4:将步骤ss3中所得原料加入到双螺杆挤出机料斗内进行挤出造粒，设置温度为130～170℃，螺杆转速为30转/分钟；
步骤ss5:将步骤ss4中产物与pbat和evoh一起混合均匀后加入到挤出机进行挤出造粒，设置温度160～180℃，得到抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料。
技术总结本公开属于塑料铅笔的加工技术领域，具体涉及一种抗菌可降解塑料铅笔的外表皮料及其制备方法，以重量份计包括如下组分：聚己二酸‑对苯二甲酸丁二酯PBAT60～80份、淀粉14～28份、EVOH2～5份、甘油6～12份、色母粒1～2份、氢化棕榈油1～5份、抗菌母粒5～7份和分散剂0.1～0.5份，本发明的铅笔外表皮光滑、易卷削；加入的可降解塑料能够为表皮料提供很好的韧性，还对环境更加有利，其在自然状态下会自发降解；加入的抗菌母粒也能够显著提高铅笔表皮的抗菌效果，使用时不会因受到生物侵蚀而产生霉斑、变色，提高了铅笔整体的整洁美观安全性。
技术研发人员：王周锋;胡俊伟;李春霞;丁陶国;丁国新;程国君;万祥龙;高俊珊
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2021.03.12
