本发明涉及清洁牙刷技术领域，特别是涉及一种高效清洁的软毛牙刷及其制备方法。
背景技术：
牙刷是一种清洁用品，为手柄式刷子，用于在刷子上添加牙膏，然后反复刷洗牙齿各个部位。牙刷是我们日常生活中必备的一种口腔清洁工具，刷毛的选择应软硬适中，或稍软的。但要注意，太软的刷毛易刷不干净。传统的牙刷一般都是直柄的，用起来较容易。弯曲手柄能深入口腔较难刷到的地方。弹性手柄据称能避免因牙刷压在牙龈上的力度过大而令牙龈受损。防滑手柄，避免刷牙时牙刷滑掉。牙刷使用时间长了，刷毛积存细菌，不利于口腔健康。
在现有技术中，牙刷的清洁效果有限，并且抗菌效果较差，不利于口腔健康。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效清洁的软毛牙刷，用于解决现有技术中牙刷的清洁效果有限、抗菌效果较差的问题，同时，本发明还将提供一种高效清洁的软毛牙刷的制备方法。本发明通过在原料中添加抗菌剂从而提高软毛牙刷的抗菌性能，再通过添加纳米粒子提高软毛牙刷的阻水阻氧性能，制备得到的软毛牙刷具有抗菌性能好、阻隔性能好的优点。
为实现上述目的及其他相关目的，
本发明的第一方面，提供一种高效清洁的软毛牙刷，所述软毛牙刷包括一体成型的刷柄、刷头底座和刷毛，所述刷柄的一端与刷头底座连接，所述刷头底座上设置有刷毛；
所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：90～110份的高分子聚合物材料，1～3份的纳米粒子，3～5份的无机填料，1～3份的抗菌剂，3～5份的偶联剂，1～5份的抗氧剂，1～3份的增塑剂。
通过在原料中添加抗菌剂从而提高软毛牙刷的抗菌性能，再通过添加纳米粒子提高软毛牙刷的阻水阻氧性能，通过添加无机填料提高软毛牙刷的耐磨性能。整个软毛牙刷为一体成型，当需要替换时可将其作为树脂废料进行回收。通过纳米粒子和无机填料也可以增加整体的机械强度，从而使得刷毛可以直径较小的情况下还具有较强的刷力，更利于清洁干净。最终制备得到的软毛牙刷具有抗菌性能好、阻隔性能好、耐磨、使用寿命长以及可回收的优点。
于本发明的一实施例中，所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：100份的高分子聚合物材料，2份的纳米粒子，5份的无机填料，2份的抗菌剂，4份的偶联剂，3份的抗氧剂，2份的增塑剂。
于本发明的一实施例中，所述高分子聚合物材料为医用聚氯乙烯、尼龙、聚异戊二烯中的至少一种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂dltp、抗氧剂ca中的至少一种；
所述增塑剂为二羟基聚氧乙烯醚、氧丙烯醚、烯丙基聚乙烯醚、甲基丙烯酸酯醚中的至少一种；
所述抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂中的至少一种。
本发明采用的高分子聚合物材料、偶联剂、增塑剂和抗菌剂都是常规物料。
于本发明的一实施例中，所述纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米硫酸钡、纳米蒙脱土中的至少一种；
所述无机填料为硫酸钙晶须、球形硅微粉、超细硅藻土中的至少一种。
硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好且易与聚合物复合。
球形硅微粉的产品描述准球形硅微粉，添加至软毛牙刷中可显著提高其抗腐蚀性、耐磨性、绝缘性、耐候性和耐高温性能。在加工过程中，球形硅微粉易分散、混料均匀、可明显增加材料的流动性、防沉降性能，有效提高混合材料的加工工艺性能。
超细硅藻土可以增强软毛牙刷的强度和耐磨效果。
于本发明的一实施例中，所述纳米粒子为纳米二氧化钛；所述无机填料为硫酸钙晶须。纳米二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。
于本发明的一实施例中，所述刷头底座包括软毛区域，所述软毛区域的外侧为中硬毛区域；所述刷毛包括软毛和中硬毛，所述软毛设置在所述软毛区域上，多数中硬毛设置在中硬毛区域上；
所述软毛的底端直径为0.3～0.5mm，所述软毛的尖端直径为0.10～0.15mm；所述中硬毛的底端直径为0.7～1.0mm，所述中硬毛的尖端直径为0.4～0.6mm；
所述软毛之间的间隙为0.2～0.4mm，所述中硬毛之间的间隙为0.4～0.8mm；所述软毛与所述刷头底座垂直，所述中硬毛与所述刷头底座的夹角呈60～80°。
通过软毛和中硬毛结合，中硬毛主要用于清洁较大的食物残渣，软毛主要用于清洁牙齿表面。由于在原料中添加了抗菌剂和纳米粒子，当软毛牙刷使用完成后，在不保持干燥的情况下细菌的滋生也较少。中硬毛的角度有一定倾斜，更便于清洁牙缝。软毛较细较软，中硬毛较粗较硬，将两者结合可以很好的实现清洁的效果。
于本发明的一实施例中，所述软毛的底端直径为0.4mm，所述软毛的尖端直径为0.10mm；所述中硬毛的底端直径为0.8mm，所述中硬毛的尖端直径为0.4mm；
所述软毛之间的间隙为0.3mm，所述中硬毛之间的间隙为0.6mm；所述软毛与所述刷头底座垂直，所述中硬毛与所述刷头底座的夹角呈70°。
本发明的第二方面，提供一种制备上述高效清洁的软毛牙刷的方法，包括如下步骤：
步骤一、将高分子聚合物材料加热形成高分子聚合物融体，在按照上述重量份的配比将纳米粒子、无机填料、抗菌剂、偶联剂、抗氧剂和增塑剂加入高分子聚合物融体中分散均匀得到预分散融体待用；
步骤二、将上述预分散融体置于注塑机中进行压模注塑成型，再经过分段脱模后，得到一体成型的软毛牙刷。
软毛牙刷的制备方法通过预先分散后再进行注塑成型，制备方法简单，便于工业化大规模生产。
如上所述，本发明的一种高效清洁的软毛牙刷及其制备方法，具有以下有益效果：通过在原料中添加抗菌剂从而提高软毛牙刷的抗菌性能，再通过添加纳米粒子提高软毛牙刷的阻水阻氧性能，通过添加无机填料提高软毛牙刷的耐磨性能。整个软毛牙刷为一体成型，当需要替换时可将其作为树脂废料进行回收。通过纳米粒子和无机填料也可以增加整体的机械强度，从而使得刷毛可以直径较小的情况下还具有较强的刷力，更利于清洁干净。最终制备得到的软毛牙刷具有抗菌性能好、阻隔性能好、耐磨、使用寿命长以及可回收的优点。通过软毛和中硬毛结合，中硬毛主要用于清洁较大的食物残渣，软毛主要用于清洁牙齿表面。由于在原料中添加了抗菌剂和纳米粒子，当软毛牙刷使用完成后，在不保持干燥的情况下细菌的滋生也较少。中硬毛的角度有一定倾斜，更便于清洁牙缝。
附图说明
图1显示为本发明实施例中高效清洁的软毛牙刷的整体结构示意图。
图2显示为本发明实施例中刷头底座和刷毛的截面图。
附图标记
1-刷柄；2-刷头底座，201-软毛区域，202-中硬毛区域；3-刷毛，301-软毛，302-中硬毛。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
如图1～图2所示，一种高效清洁的软毛牙刷，所述软毛牙刷包括一体成型的刷柄1、刷头底座2和刷毛3，所述刷柄1的一端与刷头底座2连接，所述刷头底座2上设置有刷毛3；所述刷头底座2包括软毛区域201，所述软毛区域201的外侧为中硬毛区域202；所述刷毛3包括软毛301和中硬毛302，所述软毛301设置在所述软毛区域201上，多数中硬毛302设置在中硬毛区域202上；
所述软毛301的底端直径为0.4mm，所述软毛301的尖端直径为0.10mm；所述中硬毛302的底端直径为0.8mm，所述中硬毛302的尖端直径为0.4mm；
所述软毛301之间的间隙为0.3mm，所述中硬毛302之间的间隙为0.6mm；所述软毛301与所述刷头底座2垂直，所述中硬毛302与所述刷头底座2的夹角呈70°；
所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：90份的高分子聚合物材料(医用聚氯乙烯)，1份的纳米粒子(纳米二氧化钛)，3份的无机填料(硫酸钙晶须)，1份的抗菌剂(氧化锌)，3份的偶联剂(硅烷偶联剂kh550)，1份的抗氧剂(抗氧剂1010)，1份的增塑剂(二羟基聚氧乙烯醚)。
一种制备上述高效清洁的软毛牙刷的方法，包括如下步骤：
步骤一、将高分子聚合物材料加热形成高分子聚合物融体，在按照上述重量份的配比将纳米粒子、无机填料、抗菌剂、偶联剂、抗氧剂和增塑剂加入高分子聚合物融体中分散均匀得到预分散融体待用；
步骤二、将上述预分散融体置于注塑机中进行压模注塑成型，再经过分段脱模后，得到一体成型的软毛牙刷。
实施例1中牙刷材料的性能测试结果为：拉伸强度37mpa，断裂伸长率500％，单丝弯曲恢复率89％，对金黄色葡萄球菌的杀菌效率99.98％。
拉伸强度采用gb/t1040-92进行测试。断裂伸长率采用gb/t2567-2008进行测试。单丝弯曲恢复率采用gb19342-2013进行测试。
实施例2
如图1～图2所示，一种高效清洁的软毛牙刷，所述软毛牙刷包括一体成型的刷柄1、刷头底座2和刷毛3，所述刷柄1的一端与刷头底座2连接，所述刷头底座2上设置有刷毛3；所述刷头底座2包括软毛区域201，所述软毛区域201的外侧为中硬毛区域202；所述刷毛3包括软毛301和中硬毛302，所述软毛301设置在所述软毛区域201上，多数中硬毛302设置在中硬毛区域202上；
所述软毛301的底端直径为0.4mm，所述软毛301的尖端直径为0.10mm；所述中硬毛302的底端直径为0.8mm，所述中硬毛302的尖端直径为0.4mm；
所述软毛301之间的间隙为0.3mm，所述中硬毛302之间的间隙为0.6mm；所述软毛301与所述刷头底座2垂直，所述中硬毛302与所述刷头底座2的夹角呈70°；
所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：110份的高分子聚合物材料(尼龙)，3份的纳米粒子(纳米蒙脱土)，5份的无机填料(超细硅藻土)，3份的抗菌剂(氧化铜)，5份的偶联剂(硅烷偶联剂kh560)，5份的抗氧剂(抗氧剂dltp)，3份的增塑剂(烯丙基聚乙烯醚)。
实施例2的软毛牙刷制备方法与实施例1相同。
实施例2中牙刷材料的性能测试结果为：拉伸强度37mpa，断裂伸长率510％，单丝弯曲恢复率90％，对金黄色葡萄球菌的杀菌效率99.99％。
拉伸强度采用gb/t1040-92进行测试。断裂伸长率采用gb/t2567-2008进行测试。单丝弯曲恢复率采用gb19342-2013进行测试。
实施例3
如图1～图2所示，一种高效清洁的软毛牙刷，所述软毛牙刷包括一体成型的刷柄1、刷头底座2和刷毛3，所述刷柄1的一端与刷头底座2连接，所述刷头底座2上设置有刷毛3；所述刷头底座2包括软毛区域201，所述软毛区域201的外侧为中硬毛区域202；所述刷毛3包括软毛301和中硬毛302，所述软毛301设置在所述软毛区域201上，多数中硬毛302设置在中硬毛区域202上；
所述软毛301的底端直径为0.4mm，所述软毛301的尖端直径为0.10mm；所述中硬毛302的底端直径为0.8mm，所述中硬毛302的尖端直径为0.4mm；
所述软毛301之间的间隙为0.3mm，所述中硬毛302之间的间隙为0.6mm；所述软毛301与所述刷头底座2垂直，所述中硬毛302与所述刷头底座2的夹角呈70°；
所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：90～110份的高分子聚合物材料(聚异戊二烯)，1～3份的纳米粒子(纳米二氧化钛)，3～5份的无机填料(硫酸钙晶须)，1～3份的抗菌剂(氧化锌)，3～5份的偶联剂(硅烷偶联剂kh570)，1～5份的抗氧剂(抗氧剂ca)，1～3份的增塑剂(甲基丙烯酸酯醚)。
实施例3的软毛牙刷制备方法与实施例1相同。
实施例3中牙刷材料的性能测试结果为：拉伸强度36mpa，断裂伸长率500％，单丝弯曲恢复率89％，对金黄色葡萄球菌的杀菌效率99.989％。
拉伸强度采用gb/t1040-92进行测试。断裂伸长率采用gb/t2567-2008进行测试。单丝弯曲恢复率采用gb19342-2013进行测试。
实施例4
如图1～图2所示，一种高效清洁的软毛牙刷，所述软毛牙刷包括一体成型的刷柄1、刷头底座2和刷毛3，所述刷柄1的一端与刷头底座2连接，所述刷头底座2上设置有刷毛3；所述刷头底座2包括软毛区域201，所述软毛区域201的外侧为中硬毛区域202；所述刷毛3包括软毛301和中硬毛302，所述软毛301设置在所述软毛区域201上，多数中硬毛302设置在中硬毛区域202上；
所述软毛301的底端直径为0.4mm，所述软毛301的尖端直径为0.10mm；所述中硬毛302的底端直径为0.8mm，所述中硬毛302的尖端直径为0.4mm；
所述软毛301之间的间隙为0.3mm，所述中硬毛302之间的间隙为0.6mm；所述软毛301与所述刷头底座2垂直，所述中硬毛302与所述刷头底座2的夹角呈70°；
所述软毛牙刷包括重量份数的如下组分：100份的高分子聚合物材料(尼龙)，2份的纳米粒子(纳米二氧化钛)，5份的无机填料(硫酸钙晶须)，2份的抗菌剂(氧化锌)，4份的偶联剂(硅烷偶联剂kh560)，3份的抗氧剂(抗氧剂ca)，2份的增塑剂(烯丙基聚乙烯醚)。
实施例4的软毛牙刷制备方法与实施例1相同。
实施例4中牙刷材料的性能测试结果为：拉伸强度36mpa，断裂伸长率510％，单丝弯曲恢复率91％，对金黄色葡萄球菌的杀菌效率99.99％。
拉伸强度采用gb/t1040-92进行测试。断裂伸长率采用gb/t2567-2008进行测试。单丝弯曲恢复率采用gb19342-2013进行测试。
综上所述，本发明通过在原料中添加抗菌剂从而提高软毛牙刷的抗菌性能，再通过添加纳米粒子提高软毛牙刷的阻水阻氧性能，制备得到的软毛牙刷具有抗菌性能好、阻隔性能好的优点。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。