本發(fā)明涉及餐飲用具領域，尤其涉及一種耐高溫抗菌pet塑料杯及其制備方法。
背景技術：
：在當今社會，塑料杯已經(jīng)廣泛應用于人們的日常生活中，比如，普通家用的硬質塑料杯以及街頭飲料店鋪的一次性塑料杯等。申請?zhí)枮閏n201510155869.8的中國專利公開了一種增韌一次性水杯的制備工藝，包括如下步驟：(1)原料的干燥，(2)塑化，(3)吹塑，(4)杯體冷卻及固化，(5)杯體的后處理，(6)包裝，所述增塑劑、增韌劑為鄰苯二甲酸二辛酯、苯乙烯-丁二烯以及兩者的用量可以增加成型加工時塑料的流動性，從而使生產(chǎn)出來的杯子韌性好，潤滑劑為聚乙烯蠟以及用量可以使生產(chǎn)的杯子透明性好、表面光澤度高，形成成品后將一次性水杯成品放入到消毒柜中進行消毒處理，消毒的時間為1-3h，消毒的溫度為100-110℃，可以提高一次性水杯的品質。采用此種方法生產(chǎn)的杯體外形規(guī)則，具有透明性好、韌性高的優(yōu)點。申請?zhí)枮?01310510108.0的中國專利公開了本發(fā)明公開了一種水杯殼體用復合聚碳酸酯材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚碳酸酯500-520、abs20-24、pet12-14、聚乙烯蠟2-3、檸檬酸三乙酯12-15、硅烷偶聯(lián)劑kh5502-3、氯化石蠟8-12、硬酯酸鋅3-4、氧化鎂2-3、沉淀法白炭黑20-24、助劑10-12；本發(fā)明復合聚碳酸酯材料具有較好的耐磨性以及抗開裂性，沖擊韌性強、表面光潔度高，使用溫度范圍廣，而且生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，質量穩(wěn)定，安全無毒，符合衛(wèi)生安全，適合制作水杯殼體。上述的塑料水杯雖然均具有各自的優(yōu)點與特點，但是也還存在一些不足，塑料杯作為盛放水、茶等飲料的用具，在泡茶、沖劑時，一般會導入熱水，對于一些容器壁較為薄的一次性塑料杯來說，由于其受熱性較差，在受熱后杯體容易形變，且強度大幅降低，影響使用。其次，作為飲用器具，若杯體上滋生了細菌，進而影響衛(wèi)生狀況，最終有害人體健康，若塑料杯能夠具有抗菌作用，便能避免上述情況。技術實現(xiàn)要素：為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫抗菌pet塑料杯，本發(fā)明的塑料杯采用改性pet作為主要原料，具有耐高溫、抗菌的功效，受熱后杯體不易形變，穩(wěn)定性好，并且還能夠抑制細菌的滋生，有益人體健康。本發(fā)明還公開了一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法。該制備方法簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，制得的塑料杯品質好，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的具體技術方案為：一種耐高溫抗菌pet塑料杯，由以下質量百分數(shù)的原料制得：85-95％的改性pet，3-7％的玻璃纖維，1-5％的熱穩(wěn)定劑，1-3％的潤滑劑。本發(fā)明的塑料杯的主要原料為pet，pet為高度結晶性的聚合物，表面平滑而有光澤，無毒，吸水率低，硬度高，而易于加工、成型，特別適合用作塑料杯的原料。但是pet也存在自身的缺點，pet不耐熱水浸泡。因此對于塑料杯，特別是一次性塑料杯而言，在沖泡飲料時將熱水添加到杯中時，杯體容易受熱而軟化、變形，導致強度降低，嚴重影響使用。為此，本發(fā)明將pet與玻璃纖維、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑進行復配，玻璃纖維不僅能夠有效提升塑料的耐熱性，而且還能進一步提升塑料的韌性。熱穩(wěn)定劑能夠防止塑料受熱氧化、分解，與玻璃纖維協(xié)同作用進一步提高塑料的熱穩(wěn)定性。經(jīng)過上述復配后，能夠使得一次性pet塑料杯的受熱軟化溫度由60℃提升至100℃左右，與水沸騰溫度相近，便于實際使用。其中，所述改性pet的制備方法包括如下步驟：1)將對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1∶1.3-1.7混合，在催化劑作用下加熱至220-260℃進行酯化反應，反應壓力為0.3-0.5mpa，反應時間0.5-2h。2)將纖維素溶解于1-丁基，3-甲基醋酸咪唑鹽離子液體中得到質量分數(shù)為15-25％的纖維素溶液；向步驟1)的反應液中添加其質量10-20％的纖維素溶液并攪拌均勻；然后以20-30ml/min的速度向反應液中滴加多元硝酸金屬鹽溶液并攪拌均勻，滴加完畢后靜置20-40min；多元硝酸金屬鹽溶液的滴加量為步驟1)后反應液質量的5-15％；步驟2)期間反應溫度為200-240℃，反應壓力為5000-400pa，反應時間1-2h。3)將反應溫度升溫至260-280℃，反應壓力調(diào)節(jié)至100-400pa，繼續(xù)反應2-3h。4)反應后取出反應產(chǎn)物，經(jīng)過過濾、干燥后制得改性pet。此外，為了使塑料具有抗菌功能，本發(fā)明對pet進行了改性處理。在上述方法中，步驟1)中現(xiàn)將對苯二甲酸與乙二醇先進行預反應，在特定反應條件下，得到分子量較低的且分子端部具有羥基的預聚體。在步驟2)中，先將纖維素溶液與步驟1)的反應液混合，然后滴加多元硝酸金屬鹽溶液。由于pet預聚體和纖維素上具有活性較高的基團(尤其是纖維素)，能夠與金屬離子進行離子交換、反應，從而接枝上多種不同的金屬離子。不同的金屬離子由于價位不同，遇水加熱后能夠形成微磁場，而在該微磁場作用下，金屬離子的抗菌活性得到了大幅的加強，從而使得塑料具有了出色的抗菌功能。并且與傳統(tǒng)的在塑料中直接添加抗菌劑所不同的是，本發(fā)明是將金屬離子接枝于pet以及纖維素上，其分散性和穩(wěn)定性更佳，不會存在普通抗菌添加劑在長時間或者受熱后容易從塑料基體上流失的情況，因此抗菌性得到了保障。此外，本步驟中各物質的添加順序也有嚴格限定，必須先將纖維素溶液與pet預聚體混合，再邊滴加多元硝酸金屬鹽溶液邊進行聚合反應。好處是纖維素能夠穿插于pet預聚體體系中，而纖維素之間又能發(fā)生交聯(lián)反應，形成網(wǎng)絡，pet預聚體繼續(xù)聚合后，能夠使得纖維素與pet相互包絡、充分融合，接枝上金屬離子后，金屬離子的分散性和穩(wěn)定性也會進一步提高。金屬離子均勻分散于塑料分子之間，能夠形成一層均勻的“金屬離子保護網(wǎng)絡”，實現(xiàn)對塑料杯中水等飲料的殺菌。綜上所述，與傳統(tǒng)的在pet聚合后再添加抗菌劑相比，本發(fā)明在pet聚合時就添加抗菌成分，具有更好的抗菌效果、分散性以及穩(wěn)定性。此外，纖維素還能夠進一步提高pet的韌性。在步驟3)中，繼續(xù)升高反應溫度以及真空度，嚴格限定反應條件，能夠提高pet的反應率，減少副反應的發(fā)生。本發(fā)明通過三步聚合制得改性pet，制得的改性pet產(chǎn)率高，抗菌效果好。作為優(yōu)選，所述熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和蓖麻油酸鈣中的至少一種。作為優(yōu)選，所述潤滑劑為聚乙烯蠟。聚乙烯蠟能夠提高pet的可加工性，使其更易成型。作為優(yōu)選，所述玻璃纖維的直徑為1-10微米。作為優(yōu)選，步驟1)中所述催化劑為二氧化鈦、三氧化二銻、乙二醇鈦和乙二醇銻中的至少一種。作為優(yōu)選，所述催化劑的質量為對苯二甲酸與乙二醇總質量的0.3-0.5％。作為優(yōu)選，步驟2)中所述的多元硝酸金屬鹽溶液為硝酸銅溶液、硝酸鎂溶液、硝酸鋅溶液和硝酸銀溶液中的至少兩種。作為優(yōu)選，所述硝酸銅溶液、硝酸鎂溶液、硝酸鋅溶液或硝酸銀溶液中金屬離子的濃度為0.1-1mol/l。一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法，包括如下步驟：a)pet片材的制備。b)加熱：將pet片材在200-450℃下加熱。c)成型：對加熱后的pet片材進行模壓成型，其中生產(chǎn)速度為9-23模/分鐘。d)檢杯集杯：對成型后的半成品進行檢驗，去除半成品上的邊料，檢驗后將半成品杯進行套疊；對檢杯集杯后的剩余邊料進行粉碎并收集入庫。e)卷口：將半成品杯通過卷口機進行卷口，其中卷口機的螺桿溫度為60-90℃，螺桿速度為20-35rpm。f)印刷：對需要進行印刷的杯進行印刷，其中電暈38-44達因，速度100-250只/分鐘，干燥溫度120-160℃。g)包裝。作為優(yōu)選，所述pet片材的制備方法包括如下步驟：a)計量混合：對改性pet，玻璃纖維，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑進行計量混合。b)除濕干燥：對原料進行干燥，干燥溫度為120-170℃，露點≤-20℃。c)熔融擠出：將原料加熱熔融并擠出，其中機筒溫度250-280℃，擠出速度10-80轉/分鐘。d)冷卻壓光：對擠出后的原料進行冷卻壓光，得到pet片材半成品；其中壓輥機三個輥的溫度為30-50℃，且三個輥的溫度依次升高，三個輥的轉速為1-20m/min，其中第三個輥的轉速最慢。e)切邊：對冷卻壓光后的pet片材半成品進行切邊；對切邊后的邊料進行粉碎并送至計量混合工序。f)卷取：對切邊后的pet片材半成品進行卷取，制得成品。本發(fā)明對上述塑料杯以及pet片材的制備工藝進行了嚴格的限定，其工藝簡單，制得的產(chǎn)品品質高，穩(wěn)定性好。與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的塑料杯采用改性pet作為主要原料，具有耐高溫、抗菌的功效，受熱后杯體不易形變，穩(wěn)定性好，并且還能夠抑制細菌的滋生，有益人體健康。本發(fā)明的制備方法簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，制得的塑料杯品質好，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。實施例1一種耐高溫抗菌pet塑料杯，由以下質量百分數(shù)的原料制得：90％的改性pet，5％的玻璃纖維(直徑為1-10微米)，3％的硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和蓖麻油酸鈣，2％的聚乙烯蠟。其中，所述改性pet的制備方法包括如下步驟：1)將對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1∶1.5混合，在催化劑(二氧化鈦，質量為對苯二甲酸與乙二醇的0.4％)作用下加熱至240℃進行酯化反應，反應壓力為0.4mpa，反應時間1.5h。2)將纖維素溶解于1-丁基，3-甲基醋酸咪唑鹽離子液體中得到質量分數(shù)為20％的纖維素溶液；向步驟1)的反應液中添加其質量15％的纖維素溶液并攪拌均勻；然后以25ml/min的速度向反應液中滴加多元硝酸金屬鹽溶液(銅離子、鎂離子濃度分別為0.5mol/l)并攪拌均勻，滴加完畢后靜置30min；多元硝酸金屬鹽溶液的滴加量為步驟1)后反應液質量的10％；步驟2)期間反應溫度為220℃，反應壓力為2500pa，反應時間1.5h。3)將反應溫度升溫至270℃，反應壓力調(diào)節(jié)至250pa，繼續(xù)反應2.5h。4)反應后取出反應產(chǎn)物，經(jīng)過過濾、干燥后制得改性pet。一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法，包括如下步驟：a)pet片材的制備：a)計量混合：對改性pet，玻璃纖維，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑進行計量混合。b)除濕干燥：對原料進行干燥，干燥溫度為145℃，露點≤-20℃。c)熔融擠出：將原料加熱熔融并擠出，其中機筒溫度265℃，擠出速度45轉/分鐘。d)冷卻壓光：對擠出后的原料進行冷卻壓光，得到pet片材半成品；其中壓輥機三個輥的溫度依次為：30℃，40℃，47℃，三個輥的轉速依次為15m/min，15m/min，14.7m/min。e)切邊：對冷卻壓光后的pet片材半成品進行切邊；對切邊后的邊料進行粉碎并送至計量混合工序。f)卷?。簩η羞吅蟮膒et片材半成品進行卷取，制得pet片材成品。b)加熱：將pet片材在320℃下加熱。c)成型：對加熱后的pet片材進行模壓成型，其中生產(chǎn)速度為20模/分鐘。d)檢杯集杯：對成型后的半成品進行檢驗，去除半成品上的邊料，檢驗后將半成品杯進行套疊；對檢杯集杯后的剩余邊料進行粉碎并收集入庫。e)卷口：將半成品杯通過卷口機進行卷口，其中卷口機的螺桿溫度為75℃，螺桿速度為28rpm。f)印刷：對杯進行印刷，其中電暈41達因，速度175只/分鐘，干燥溫度140℃。g)包裝。實施例2一種耐高溫抗菌pet塑料杯，由以下質量百分數(shù)的原料制得：85％的改性pet，7％的玻璃纖維(直徑為1-10微米)，5％的硬脂酸鈣，3％的聚乙烯蠟。其中，所述改性pet的制備方法包括如下步驟：1)將對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1∶1.3混合，在催化劑(二氧化鈦、三氧化二銻，質量為對苯二甲酸與乙二醇的0.3％)作用下加熱至220℃進行酯化反應，反應壓力為0.3mpa，反應時間2h。2)將纖維素溶解于1-丁基，3-甲基醋酸咪唑鹽離子液體中得到質量分數(shù)為15％的纖維素溶液；向步驟1)的反應液中添加其質量10％的纖維素溶液并攪拌均勻；然后以20ml/min的速度向反應液中滴加多元硝酸金屬鹽溶液(鎂離子和銀離子濃度分別為0.1mol/l)并攪拌均勻，滴加完畢后靜置20min；多元硝酸金屬鹽溶液的滴加量為步驟1)后反應液質量的5％；步驟2)期間反應溫度為200℃，反應壓力為400pa，反應時間2h。3)將反應溫度升溫至260℃，反應壓力調(diào)節(jié)至100pa，繼續(xù)反應3h。4)反應后取出反應產(chǎn)物，經(jīng)過過濾、干燥后制得改性pet。一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法，包括如下步驟：a)pet片材的制備：a)計量混合：對改性pet，玻璃纖維，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑進行計量混合。b)除濕干燥：對原料進行干燥，干燥溫度為120℃，露點≤-20℃。c)熔融擠出：將原料加熱熔融并擠出，其中機筒溫度250℃，擠出速度10轉/分鐘。d)冷卻壓光：對擠出后的原料進行冷卻壓光，得到pet片材半成品；其中壓輥機三個輥的溫度分別為35℃，42℃，48℃，三個輥的轉速分別為10m/min，10m/min，9.8m/min。e)切邊：對冷卻壓光后的pet片材半成品進行切邊；對切邊后的邊料進行粉碎并送至計量混合工序。f)卷取：對切邊后的pet片材半成品進行卷取，制得pet片材成品。b)加熱：將pet片材在200℃下加熱。c)成型：對加熱后的pet片材進行模壓成型，其中生產(chǎn)速度為9模/分鐘。d)檢杯集杯：對成型后的半成品進行檢驗，去除半成品上的邊料，檢驗后將半成品杯進行套疊；對檢杯集杯后的剩余邊料進行粉碎并收集入庫。e)卷口：將半成品杯通過卷口機進行卷口，其中卷口機的螺桿溫度為60℃，螺桿速度為20rpm。f)印刷：對需要進行印刷的杯進行印刷，其中電暈38達因，速度100只/分鐘，干燥溫度120℃。g)包裝。實施例3一種耐高溫抗菌pet塑料杯，由以下質量百分數(shù)的原料制得：95％的改性pet，3％的玻璃纖維(直徑為1-10微米)，1％的蓖麻油酸鈣，1％的聚乙烯蠟。其中，所述改性pet的制備方法包括如下步驟：1)將對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1∶1.7混合，在催化劑(乙二醇鈦和乙二醇銻，質量為對苯二甲酸與乙二醇的0.5％)作用下加熱至260℃進行酯化反應，反應壓力為0.5mpa，反應時間0.5h。2)將纖維素溶解于1-丁基，3-甲基醋酸咪唑鹽離子液體中得到質量分數(shù)為25％的纖維素溶液；向步驟1)的反應液中添加其質量20％的纖維素溶液并攪拌均勻；然后以30ml/min的速度向反應液中滴加多元硝酸金屬鹽溶液(銅離子、鎂離子和鋅離子濃度為1mol/l)并攪拌均勻，滴加完畢后靜置40min；多元硝酸金屬鹽溶液的滴加量為步驟1)后反應液質量的15％；步驟2)期間反應溫度為240℃，反應壓力為5000pa，反應時間1h。3)將反應溫度升溫至280℃，反應壓力調(diào)節(jié)至400pa，繼續(xù)反應2h。4)反應后取出反應產(chǎn)物，經(jīng)過過濾、干燥后制得改性pet。一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法，包括如下步驟：a)pet片材的制備：a)計量混合：對改性pet，玻璃纖維，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑進行計量混合。b)除濕干燥：對原料進行干燥，干燥溫度為170℃，露點≤-20℃。c)熔融擠出：將原料加熱熔融并擠出，其中機筒溫度280℃，擠出速度80轉/分鐘。d)冷卻壓光：對擠出后的原料進行冷卻壓光，得到pet片材半成品；其中壓輥機三個輥的溫度分別為30℃，35℃，40℃，三個輥的轉速分別為20m/min，19.9m/min，19.7m/min。e)切邊：對冷卻壓光后的pet片材半成品進行切邊；對切邊后的邊料進行粉碎并送至計量混合工序。f)卷?。簩η羞吅蟮膒et片材半成品進行卷取，制得pet片材成品。b)加熱：將pet片材在450℃下加熱。c)成型：對加熱后的pet片材進行模壓成型，其中生產(chǎn)速度為23模/分鐘。d)檢杯集杯：對成型后的半成品進行檢驗，去除半成品上的邊料，檢驗后將半成品杯進行套疊；對檢杯集杯后的剩余邊料進行粉碎并收集入庫。e)卷口：將半成品杯通過卷口機進行卷口，其中卷口機的螺桿溫度為90℃，螺桿速度為35rpm。f)印刷：對需要進行印刷的杯進行印刷，其中電暈44達因，速度250只/分鐘，干燥溫度160℃。g)包裝。實施例4一種耐高溫抗菌pet塑料杯，由以下質量百分數(shù)的原料制得：88％的改性pet，4％的玻璃纖維(直徑為1-10微米)，5％的硬脂酸鋅，3％的聚乙烯蠟。其中，所述改性pet的制備方法包括如下步驟：1)將對苯二甲酸與乙二醇按摩爾比1∶1.4混合，在催化劑(二氧化鈦和乙二醇銻，質量為對苯二甲酸與乙二醇的0.5％)作用下加熱至250℃進行酯化反應，反應壓力為0.4mpa，反應時間1h。2)將纖維素溶解于1-丁基，3-甲基醋酸咪唑鹽離子液體中得到質量分數(shù)為20％的纖維素溶液；向步驟1)的反應液中添加其質量15％的纖維素溶液并攪拌均勻；然后以30ml/min的速度向反應液中滴加多元硝酸金屬鹽溶液(銅離子、鎂離子濃度分別為0.1-1mol/l)并攪拌均勻，滴加完畢后靜置25min；多元硝酸金屬鹽溶液的滴加量為步驟1)后反應液質量的12％；步驟2)期間反應溫度為230℃，反應壓力為3000pa，反應時間2h。3)將反應溫度升溫至280℃，反應壓力調(diào)節(jié)至300pa，繼續(xù)反應3h。4)反應后取出反應產(chǎn)物，經(jīng)過過濾、干燥后制得改性pet。一種耐高溫抗菌pet塑料杯的制備方法，包括如下步驟：a)pet片材的制備：a)計量混合：對改性pet，玻璃纖維，熱穩(wěn)定劑，潤滑劑進行計量混合。b)除濕干燥：對原料進行干燥，干燥溫度為160℃，露點≤-20℃。c)熔融擠出：將原料加熱熔融并擠出，其中機筒溫度270℃，擠出速度70轉/分鐘。d)冷卻壓光：對擠出后的原料進行冷卻壓光，得到pet片材半成品；其中壓輥機三個輥的溫度分別為30℃，40℃，46℃，三個輥的轉速分別為20m/min，20m/min，19.6m/min。e)切邊：對冷卻壓光后的pet片材半成品進行切邊；對切邊后的邊料進行粉碎并送至計量混合工序。f)卷取：對切邊后的pet片材半成品進行卷取，制得pet片材成品。b)加熱：將pet片材在300℃下加熱。c)成型：對加熱后的pet片材進行模壓成型，其中生產(chǎn)速度為18模/分鐘。d)檢杯集杯：對成型后的半成品進行檢驗，去除半成品上的邊料，檢驗后將半成品杯進行套疊；對檢杯集杯后的剩余邊料進行粉碎并收集入庫。e)卷口：將半成品杯通過卷口機進行卷口，其中卷口機的螺桿溫度為80℃，螺桿速度為30rpm。g)包裝。對比例1市場上購買的純pet制得的一次性塑料水杯，與實施例1-4的塑料水杯規(guī)格相同。性能測試對實施例1-4制得的一次性塑料水杯以及對比例1的一次性塑料水杯進行各項性能測試，結果如下：將本發(fā)明實施例1制得水杯注滿60±5℃的水后，靜置1h后，檢測水中各項指標，結果如下：種類沙門氏菌志賀氏菌金黃色葡萄球菌溶血性鏈球菌大腸桿菌滅菌率81.7％78.2％83.8％75.4％85.2％本發(fā)明中所用原料、設備，若無特別說明，均為本領域的常用原料、設備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。當前第1頁12