一种竹砧板防霉防蛀处理方法与流程

文档序号:18627576发布日期:2019-09-06 23:13阅读:1025来源:国知局

本发明属于竹制品防霉防蛀处理技术领域,具体涉及一种竹砧板防霉防蛀处理方法。



背景技术:

目前,市场上出售的砧板主要有塑料砧板、木砧板及竹砧板,竹砧板因其坚硬耐磨、不易开裂变形、轻便卫生、性价比高等优点,广受消费者喜爱。但竹砧板在使用过程中存在以下问题:(1)在清洗时,水分容易渗入到竹砧板内部,竹砧板长期受到水的侵蚀容易发霉腐朽,缩短竹砧板的使用寿命;(2)竹砧板内部水分含量高,氧气充足,砧板表面容易霉变腐烂;(3)竹砧板在反复吸水和干燥的过程中体积变化大,容易开裂。

传统竹砧板的防霉防蛀处理方法主要是设法将防霉防蛀处理剂渗入到竹砧板内部,达到防霉的目的。但是在使用过程中,竹砧板中防霉防蛀处理剂的有效成分流失严重,导致竹砧板在使用过程中逐渐失去防霉防蛀性能。另外,许多厂家在竹砧板表面浸渍石蜡,然后再抛光出售。竹砧板浸石蜡的确可以减少竹砧板吸收水分,起到部分防霉效果,但是只浸石蜡,防霉效果并不理想,并且石蜡涂层易出现开裂现象。中国发明专利cn104095566a先将抗氧化剂和防腐剂溶解到食用植物油中,再采用常压浸泡、真空浸泡或刷涂等方法对竹砧板进行防霉处理,虽然该方法在一定程度上能够起到防霉的效果,但是添加的抗氧化剂和防腐剂为小分子物质,在长时间使用砧板的过程中这些小分子抗氧化剂和防腐剂极易流失。



技术实现要素:

针对目前竹砧板在使用过程中易发生霉变、虫蛀和容易开裂等问题,本发明提供一种竹砧板防霉防蛀处理方法。本发明提供的处理方法不仅能够提高竹砧板的防霉防蛀性和防霉防蛀稳定性,而且可以大幅度提高竹砧板的硬度、耐磨性和尺寸稳定性,具有显著的经济价值和社会效益。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种竹砧板防霉防蛀处理方法是首先用纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯先与乙醇胺反应再与氢氧化铜反应制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯,然后用纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液对竹砧板进行真空-加压浸注处理,最后用植物油喷涂竹砧板表面并进行高温热处理。

所述竹砧板防霉防蛀处理方法包括以下步骤:

(1)将1~5g纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯加入到100~500mln,n-二甲基甲酰胺中,在室温下超声30~90min,制备纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液;在-5~5℃和氩气保护下,将20~200ml乙醇胺溶液以20~60滴/min的速度逐滴滴加到纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液中,机械搅拌反应12~36h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯;

(2)将1~4g纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到100~400ml水中,在室温下超声30~90min,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液;分1~8次将1~8g氢氧化铜加入到纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液中,在室温下超声20~60min后,升温至30~60℃,机械搅拌反应12~24h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯;

(3)将20~80g纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯、2~8g分散剂和1~10g消泡剂加入到1000~2000ml水中,在室温下先机械搅拌30~90min,再超声30~90min,最后再机械搅拌10~30min,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.05~0.1mpa,保压30~60min后,吸入上述分散液;加压至0.5~1mpa,保压1~2h,卸压,在常压下继续浸注2~6h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(4)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂2~4g植物油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于100~130℃保温热处理30~90min,再于160~190℃保温热处理2~4h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯是先根据文献(林荣铨;一种负载纳米银的石墨烯抗菌复合材料及其制备方法,中国发明专利,申请号:201710886162.3)制得纳米银复杂氧化石墨烯,再根据文献(杨宏军,蒋振奇,柏涛,薛小强,黄文艳,蒋必彪;石墨烯/聚氨酯复合材料的合成及表征,高分子材料科学与工程,2016,32(5):28-32)制得纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为20~29%,异氰酸酯基团的重量百分比为4.2~5.5%。

所述乙醇胺溶液的浓度为50g/l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

所述竹砧板试样按照gb/t18261-2013进行截取。

所述分散剂为聚丙烯酸钠和双癸基二甲基氯化铵中的任意一种。

所述消泡剂为中聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、df7010和df681f中的任意一种。

所述植物油为蓖麻油、菜籽油、花生油、大豆油及亚麻油中的任意一种。

本发明的显著优点在于:

(1)与现有技术(马文石,周俊文,林晓丹;乙醇胺功能化石墨烯的制备与表征,化学学报,2011,69(12):1463-1468;朱冬芝,朱晓东,陈彦宏,马洋,何鑫;乙二胺修饰氧化石墨烯载银复合抗菌剂的制备及实验优化,成都大学学报(自然科学版),2018,37(3):313-315,335)相比,本发明为了满足防霉防蛀要求,先在氧化石墨烯表面负载纳米银,从而可以提高纳米银的负载量;同时,为了避免纳米银对乙醇胺接枝效率的影响,再用二苯甲烷二异氰酸酯和纳米银负载氧化石墨烯上的含氧官能团反应,在氧化石墨烯上接枝高反应活性的异氰酸酯基团,然后用异氰酸酯基团和乙醇胺反应。

(2)本发明将乙醇胺化学接枝在纳米银负载氧化石墨烯的表面,这样不仅能够提高乙醇胺的分散性,而且能够有效防止氧化石墨烯片层的团聚,充分发挥氧化石墨烯的力学性能,提高竹砧板的硬度、耐磨性和尺寸稳定性。

(3)纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯含有丰富的带有孤电子对的氮原子和氧原子,通过配位作用,可以将铜离子鳌合在氧化石墨烯表面。因为氧化石墨烯巨大的比表面积和丰富的氮原子、氧原子,所以这种螯合物具有较高的铜离子含量以及较好的铜离子分散性。

(4)氧化石墨烯是片层状结构物质,其厚度尺寸为纳米量级,其径向尺寸为微米量级,这种结构的物质一旦进入到竹砧板内部,很难从竹砧板中流失,因而利用氧化石墨烯作为载体,不仅能够提高纳米银和铜离子在竹砧板内部的分散性,减少纳米银和铜离子的使用量,而且能够有效防止二者的流失。

(5)植物油能在竹砧板表面形成了油膜,不仅能够阻止水分进入竹砧板内部,防止了竹砧板因吸水和干燥引起的体积剧烈变化而开裂,而且能够有效防止纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯的流失。

(6)过热蒸汽热处理能够使纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯在竹砧板中充分固着,降低纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯的有效成分流失的风险,延长防霉防蛀处理竹砧板的使用寿命。

(7)本发明提供的防霉防蛀处理方法不仅能够提高竹砧板的防霉防蛀性和防霉防蛀稳定性,而且可以大幅度提高竹砧板的硬度、耐磨性和尺寸稳定性,处理后的竹砧板的被害值和防治效力分别为0和92~95%,流失实验后被害值和防治效力分别为0.36~0.55和83~87%,磨耗值为0.39~0.58%,硬度为4.8~5.6kn,全干干缩率为1.0~1.7%,具有显著的经济价值和社会效益。

具体实施方式

下面通过几组实施例和对比例对本实施方式中竹砧板防霉防蛀处理方法的优势及其效果作进一步的阐述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将3g纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯加入到300mln,n-二甲基甲酰胺中,在室温下超声60min,制备纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液;在0℃和氩气保护下,将90ml乙醇胺溶液以35滴/min的速度逐滴滴加到纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液中,机械搅拌反应24h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯;

(2)将2g纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到200ml水中,在室温下超声60min,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液;分3次将3g氢氧化铜加入到纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液中,在室温下超声35min后,升温至45℃,机械搅拌反应18h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯;

(3)将45g纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯、4.5g双癸基二甲基氯化铵和4.5g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚加入到1500ml水中,在室温下先机械搅拌60min,再超声60min,最后再机械搅拌20min,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.08mpa,保压45min后,吸入上述分散液;加压至0.8mpa,保压1.5h,卸压,在常压下继续浸注4h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(4)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂3g菜籽油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于120℃保温热处理50min,再于180℃保温热处理2.5h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为23%,异氰酸酯基团的重量百分比为5.1%。

所述乙醇胺溶液的浓度为50g/l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

实施例2

(1)将1g纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯加入到100mln,n-二甲基甲酰胺中,在室温下超声30min,制备纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液;在-5℃和氩气保护下,将20ml乙醇胺溶液以20滴/min的速度逐滴滴加到纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液中,机械搅拌反应36h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯;

(2)将1g纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到100ml水中,在室温下超声30min,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液;将1g氢氧化铜加入到纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液中,在室温下超声20min后,升温至30℃,机械搅拌反应24h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯;

(3)将20g纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯、2g聚丙烯酸钠和1~10g聚二甲基硅氧烷加入到1000ml水中,在室温下先机械搅拌30min,再超声30min,最后再机械搅拌10min,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.05mpa,保压30min后,吸入上述分散液;加压至0.5mpa,保压2h,卸压,在常压下继续浸注2h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(4)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂2g蓖麻油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于100℃保温热处理90min,再于160℃保温热处理4h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为29%,异氰酸酯基团的重量百分比为4.2%。

所述乙醇胺溶液的浓度为50g/l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

实施例3

(1)将5g纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯加入到500mln,n-二甲基甲酰胺中,在室温下超声90min,制备纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液;在5℃和氩气保护下,将200ml乙醇胺溶液以60滴/min的速度逐滴滴加到纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液中,机械搅拌反应12h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯;

(2)将4g纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到400ml水中,在室温下超声90min,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液;分8次将8g氢氧化铜加入到纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液中,在室温下超声60min后,升温至60℃,机械搅拌反应12h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯;

(3)将80g纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯、8g双癸基二甲基氯化铵和1~10g消泡剂df7010加入到2000ml水中,在室温下先机械搅拌90min,再超声90min,最后再机械搅拌30min,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.1mpa,保压60min后,吸入上述分散液;加压至1mpa,保压1h,卸压,在常压下继续浸注6h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(4)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂4g花生油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于130℃保温热处理30min,再于190℃保温热处理2h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为20%,异氰酸酯基团的重量百分比为5.5%。

所述乙醇胺溶液的浓度为50g/l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

对比例1

(1)将3g纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯加入到300mln,n-二甲基甲酰胺中,在室温下超声60min,制备纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液;在0℃和氩气保护下,将90ml乙醇胺溶液以35滴/min的速度逐滴滴加到纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯分散液中,机械搅拌反应24h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯;

(2)将2g纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯加入到200ml水中,在室温下超声60min,制备纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液;分3次将3g氢氧化铜加入到纳米银负载乙醇胺接枝氧化石墨烯分散液中,在室温下超声35min后,升温至45℃,机械搅拌反应18h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯;

(3)将45g纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯、4.5g双癸基二甲基氯化铵和4.5g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚加入到1500ml水中,在室温下先机械搅拌60min,再超声60min,最后再机械搅拌20min,制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.08mpa,保压45min后,吸入上述分散液;加压至0.8mpa,保压1.5h,卸压,在常压下继续浸注4h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为23%,异氰酸酯基团的重量百分比为5.1%。

所述乙醇胺溶液的浓度为50g/l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

对比例2

(1)将2g乙醇胺加入到200ml水中,在室温下超声60min,制备乙醇胺溶液;分3次将3g氢氧化铜加入到乙醇胺溶液中,在室温下超声35min后,升温至45℃,机械搅拌反应18h,经离心分离、洗涤和真空干燥,制备胺铜;

(2)将45g胺铜、4.5g双癸基二甲基氯化铵和4.5g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚加入到1500ml水中,在室温下先机械搅拌60min,再超声60min,最后再机械搅拌20min,制备胺铜分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.08mpa,保压45min后,吸入上述分散液;加压至0.8mpa,保压1.5h,卸压,在常压下继续浸注4h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(3)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂3g菜籽油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于120℃保温热处理50min,再于180℃保温热处理2.5h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

对比例3

(1)将45g纳米银负载氧化石墨烯、4.5g双癸基二甲基氯化铵和4.5g聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚加入到1500ml水中,在室温下先机械搅拌60min,再超声60min,最后再机械搅拌20min,制备纳米银负载氧化石墨烯分散液;将烘干处理后的竹砧板试样置于自动真空加压罐中,抽真空至真空度为0.08mpa,保压45min后,吸入上述分散液;加压至0.8mpa,保压1.5h,卸压,在常压下继续浸注4h后,取出竹砧板试样并去除表面多余残留液,在40℃下干燥48h,得到初步防霉防蛀处理竹砧板试样;

(2)在初步防霉防蛀处理竹砧板试样表面均匀喷涂3g菜籽油,自然风干后,置于过热蒸汽干燥箱中,在水蒸汽的保护下,于120℃保温热处理50min,再于180℃保温热处理2.5h;热处理结束后,试样在干燥箱中自然冷却至室温,取出试样,在40℃下干燥48h,得到防霉防蛀处理竹砧板。

所述纳米银负载氧化石墨烯中,纳米银的重量百分比为23%。

将三组实施例和三组对比例得到的防霉防蛀处理竹材按gb/t18261-2013进行防霉防蛀性能测试,按awpae11-16进行流失试验,按文献(张玉红;浸渍熏蒸法渗胶增密竹材的性能研究,郑州:河南大学,2018)进行耐磨性能测试,按gb/t1941-2009进行硬度测试,按gb/t1932-2009进行尺寸稳定性能测试,测试结果如下表所示。

表1性能测试结果

从实施例和对比例的测试结果可以看出,将纳米银负载异氰酸酯化氧化石墨烯先与乙醇胺反应再与氢氧化铜反应制备纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯,然后用纳米银负载胺铜接枝氧化石墨烯分散液对竹砧板进行真空-加压浸注处理,最后用植物油喷涂竹砧板表面并进行高温热处理,不仅可以显著提高竹砧板的防霉防蛀性和防霉防蛀稳定性,而且可以大幅度提高竹砧板的硬度、耐磨性和尺寸稳定性。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例,如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

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