本发明属于塑料领域，涉及一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料，本发明还涉及该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的制备方法。
背景技术：
自然界中存在着各种各样的微生物，在日常生活中，微生物与人们有着密不可分的联系，而部分细菌、真菌、病毒等作为病原菌却严重危害着人类的健康，甚至危及生命。面对日益猖獗的致病细菌的危害，人类在抗菌方面不断进行研究和探索。
聚碳酸酯是一种强韧的热塑性塑料，是一种分子结构特殊、综合性能优良的热塑性工程树脂。目前，它的应用迅速发展，在五大工程树脂中的应用中，排名第二，仅次于尼龙的应用。聚碳酸酯的分子链上含有苯环和碳酸脂结构，因此，其分子链的刚性非常大。由于聚碳酸酯的这种特殊的分子结构，决定了聚碳酸酯的许多独特的力学、热学、光学等方面的性能。聚碳酸酯无色透明，耐弱酸、耐弱碱、耐中性油，耐热、抗冲击，在普通使用温度内都有良好的机械性能。
微孔泡沫塑料是指泡孔直径为10μm左右，泡孔密度大于1*108个/cm3，泡孔分布均匀的一种泡沫材料。因为聚碳酸酯具有上述所述的优点，综合性能优良，所以微孔聚碳酸酯泡沫塑料具有冲击韧性高、吸能抗震性强、疲劳寿命高、隔音隔热性好等优点，可以用作航空航天等轻质结构材料、特殊用途的包装材料、汽车工业零部件、建筑材料、隔音材料等。
但这些塑料制品在使用过程中易受细菌污染，不利于人们的身体健康，为了解决这方面的问题，抗菌塑料应运而生。由于抗菌塑料可以从根本上减少或者避免人与人、人与物、物与物之间细菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人们的重视和欢迎。一些研究结果显示，所用的抗菌材料要具有高效、光谱和长效抗菌以及耐热性好、安全性高等特点。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述提到的现有技术中的不足，提供一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料及其制备方法，该抗菌聚碳酸酯发泡塑料为微孔发泡塑料，气泡均匀，密度低，质量轻，具有良好的抑菌性能和力学性能。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯100-120份、玻璃纤维布10-20份、桑皮纤维4-6份、芳纶浆粕8-10份、膨胀珍珠岩6-10份、碳酸钙2-3份、偶氮二甲酰胺2-4份、三乙醇胺1-2份、聚醚改性硅油1-2份、马来酸酐1-2份、纯丙乳液10-20份、月桂氮酮1-3份、茶粕6-10份、烘干的丝瓜藤10-20份、载镧氧化锌4-8份、载铈二氧化钛4-6份、木质素磺酸钠0.6-0.8份。
进一步的，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯100份、玻璃纤维布10份、桑皮纤维4份、芳纶浆粕8份、膨胀珍珠岩6份、碳酸钙2份、偶氮二甲酰胺2份、三乙醇胺1份、聚醚改性硅油1份、马来酸酐1份、纯丙乳液10份、月桂氮酮1份、茶粕6份、烘干的丝瓜藤10份、载镧氧化锌4份、载铈二氧化钛4份、木质素磺酸钠0.6份。
进一步的，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯120份、玻璃纤维布20份、桑皮纤维6份、芳纶浆粕10份、膨胀珍珠岩10份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺4份、三乙醇胺2份、聚醚改性硅油2份、马来酸酐2份、纯丙乳液20份、月桂氮酮3份、茶粕10份、烘干的丝瓜藤20份、载镧氧化锌8份、载铈二氧化钛6份、木质素磺酸钠0.8份。
进一步的，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯110份、玻璃纤维布15份、桑皮纤维5份、芳纶浆粕9份、膨胀珍珠岩8份、碳酸钙2.5份、偶氮二甲酰胺3份、三乙醇胺1.5份、聚醚改性硅油1.5份、马来酸酐1.5份、纯丙乳液15份、月桂氮酮2份、茶粕8份、烘干的丝瓜藤15份、载镧氧化锌6份、载铈二氧化钛5份、木质素磺酸钠0.7份。
本发明的另一目的是提供一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
(2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，然后将微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得玻璃纤维粉末，备用；
(3)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(4)将桑皮纤维、膨胀珍珠岩混合粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为10-20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡2h，洗涤至中性，微波干燥后进行超微粉碎至超微粉，备用；
(5)将步骤(4)制得的超微粉中加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，加入步骤(3)制得的混合粉末，继续搅拌30min，干燥，备用；
(6)将步骤(5)干燥后的混合物料与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-180℃下以600-800r/min的速度搅拌30min，备用；
(7)将聚碳酸酯、聚醚改性硅油与步骤(2)制得的玻璃纤维粉末初混后，送入高速混合机中，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、三乙醇胺、月桂氮酮、载镧氧化锌、载铈二氧化钛以及步骤(6)制得的混合物料，在150-180℃下密闭高速搅拌20min，得到混炼料；
(8)将步骤(7)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的抗菌聚碳酸酯发泡塑料。
进一步的，步骤(4)中氢氧化钠水溶液的质量分数为15％。
进一步的，步骤(6)中高速混合机的搅拌速度为700r/min。
进一步的，步骤(7)中高速搅拌速度为1000-1400r/min。
优选的，步骤(7)中高速搅拌速度为1200r/min。
进一步的，步骤(8)中发泡温度为250-260℃，发泡时间为10-15min，发泡压力为15-20MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的抗菌聚碳酸酯发泡塑料的泡孔大小为微孔，微孔密度均匀，密度低，质量轻，以聚碳酸酯为主体，添加玻璃纤维、桑皮纤维、芳纶浆粕，通过控制各成分的比例，秉承了传统聚碳酸酯材料的优点，同时又进一步提高了聚碳酸酯的力学性能。
(2)本发明选取废弃的玻璃纤维布下脚料为原料，变废为宝，既降低了原料成本，循环经济，又进一步提高了聚碳酸酯的耐热性、耐腐蚀性、韧性、抗疲劳性以及低温抗裂性，大大提高了聚碳酸酯的性能，制备方法中，将玻璃纤维小段料现进行微波干燥处理后，再进行纳米研磨，微波干燥处理后，使得小段料变脆，再纳米研磨时，就会减少研磨时间而达到所需要的粒度，节省生产时间。
(3)本发明采用聚醚改性硅油与碳酸钙、偶氮二甲酰胺配合作用用于发泡，有助于气泡的形成，在发泡过程中可以控制泡沫的大小和均匀性，促使泡沫泡孔凝胶张力的平衡，使泡沫泡孔不易崩塌，提高聚碳酸酯材料的微孔密度，同时三乙醇胺还能平衡发泡的速度，它们相互配合作用，使产品的泡孔为微孔，且微孔大小和分布均匀。
(4)丝瓜藤一般情况下属于农作物废弃物，然而其本身对常见菌种具有很好的抑菌活性，本发明通过烧存性将丝瓜藤研末，与同样作为生产废弃物的茶粕共同覆载到改性后的桑皮纤维和膨胀珍珠岩上，然后与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液混合，引入到聚碳酸酯发泡塑料中，既可以改善上述物料在其他原料间的分散效果和相容性，又赋予了本产品一定的抑菌作用，同时丝瓜藤与茶粕还可以与载镧氧化锌、载铈二氧化钛配合作用，可以使本产品的抑菌性能更优异。
(5)本发明制备的抗菌聚碳酸酯发泡塑料为微孔发泡塑料，气泡均匀，密度低，质量轻，是一种具有良好力学性能、既能抑菌又能吸音的新型材料，且采用了较大比例的无机填料，降低了其生产成本，且在使用过程中受到冲击时能很好的消耗冲击能，不会产生塌陷，较传统的聚碳酸酯发泡塑料有很大提高，可广泛应用于多个领域。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯100份、玻璃纤维布10份、桑皮纤维4份、芳纶浆粕8份、膨胀珍珠岩6份、碳酸钙2份、偶氮二甲酰胺2份、三乙醇胺1份、聚醚改性硅油1份、马来酸酐1份、纯丙乳液10份、月桂氮酮1份、茶粕6份、烘干的丝瓜藤10份、载镧氧化锌4份、载铈二氧化钛4份、木质素磺酸钠0.6份。
所述抗菌聚碳酸酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
(2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，然后将微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得玻璃纤维粉末，备用；
(3)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(4)将桑皮纤维、膨胀珍珠岩混合粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为10％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡2h，洗涤至中性，微波干燥后进行超微粉碎至超微粉，备用；
(5)将步骤(4)制得的超微粉中加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，加入步骤(3)制得的混合粉末，继续搅拌30min，干燥，备用；
(6)将步骤(5)干燥后的混合物料与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-180℃下以600r/min的速度搅拌30min，备用；
(7)将聚碳酸酯、聚醚改性硅油与步骤(2)制得的玻璃纤维粉末初混后，送入高速混合机中，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、三乙醇胺、月桂氮酮、载镧氧化锌、载铈二氧化钛以及步骤(6)制得的混合物料，在150-180℃下以1000r/min的速度密闭高速搅拌20min，得到混炼料；
(8)将步骤(7)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为250℃，发泡时间为10min，发泡压力为20MPa，发泡完成后，即得所述的抗菌聚碳酸酯发泡塑料。
实施例2
一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯120份、玻璃纤维布20份、桑皮纤维6份、芳纶浆粕10份、膨胀珍珠岩10份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺4份、三乙醇胺2份、聚醚改性硅油2份、马来酸酐2份、纯丙乳液20份、月桂氮酮3份、茶粕10份、烘干的丝瓜藤20份、载镧氧化锌8份、载铈二氧化钛6份、木质素磺酸钠0.8份。
所述抗菌聚碳酸酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
(2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，然后将微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得玻璃纤维粉末，备用；
(3)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(4)将桑皮纤维、膨胀珍珠岩混合粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡2h，洗涤至中性，微波干燥后进行超微粉碎至超微粉，备用；
(5)将步骤(4)制得的超微粉中加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，加入步骤(3)制得的混合粉末，继续搅拌30min，干燥，备用；
(6)将步骤(5)干燥后的混合物料与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-180℃下以800r/min的速度搅拌30min，备用；
(7)将聚碳酸酯、聚醚改性硅油与步骤(2)制得的玻璃纤维粉末初混后，送入高速混合机中，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、三乙醇胺、月桂氮酮、载镧氧化锌、载铈二氧化钛以及步骤(6)制得的混合物料，在150-180℃下以1400r/min的速度密闭高速搅拌20min，得到混炼料；
(8)将步骤(7)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为260℃，发泡时间为15min，发泡压力为15MPa，发泡完成后即得所述的抗菌聚碳酸酯发泡塑料。
实施例3
一种抗菌聚碳酸酯发泡塑料，制成该抗菌聚碳酸酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚碳酸酯110份、玻璃纤维布15份、桑皮纤维5份、芳纶浆粕9份、膨胀珍珠岩8份、碳酸钙2.5份、偶氮二甲酰胺3份、三乙醇胺1.5份、聚醚改性硅油1.5份、马来酸酐1.5份、纯丙乳液15份、月桂氮酮2份、茶粕8份、烘干的丝瓜藤15份、载镧氧化锌6份、载铈二氧化钛5份、木质素磺酸钠0.7份。
所述抗菌聚碳酸酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
(1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
(2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，然后将微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得玻璃纤维粉末，备用；
(3)将烘干的丝瓜藤烧存性，然后与茶粕混合后送入纳米研磨机进行研磨，得到混合粉末，备用；
(4)将桑皮纤维、膨胀珍珠岩混合粉碎至80目后，总重量记为1份，用4份质量分数为15％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡2h，洗涤至中性，微波干燥后进行超微粉碎至超微粉，备用；
(5)将步骤(4)制得的超微粉中加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，加入步骤(3)制得的混合粉末，继续搅拌30min，干燥，备用；
(6)将步骤(5)干燥后的混合物料与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-180℃下以700r/min的速度搅拌30min，备用；
(7)将聚碳酸酯、聚醚改性硅油与步骤(2)制得的玻璃纤维粉末初混后，送入高速混合机中，加入碳酸钙、偶氮二甲酰胺、三乙醇胺、月桂氮酮、载镧氧化锌、载铈二氧化钛以及步骤(6)制得的混合物料，在150-180℃下以1200r/min的速度密闭高速搅拌20min，得到混炼料；
(8)将步骤(7)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡温度为260℃，发泡时间为15min，发泡压力为18MPa，发泡完成后即得所述的抗菌聚碳酸酯发泡塑料。
性能测试
本发明对实施例1-3所制备的抗菌聚碳酸酯发泡塑料的密度、拉伸强度、冲击强度进行了测试，测试标准和测试结果如表1所示。
表1抗菌聚碳酸酯发泡塑料性能测试结果
上述测试结果表明，本发明所制备的抗菌聚碳酸酯发泡塑料的密度低，具有较好的拉伸强度和冲击强度。
本发明对实施例1-3所制备的抗菌聚碳酸酯发泡塑料的抑菌性能进行了测试，测试结果如表2所示。
表2抗菌聚碳酸酯发泡塑料抑菌性能测试结果
从表2中数据可以发现，本发明的抗菌聚碳酸酯发泡塑料具有良好的抑菌性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择，或者对上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，通过任何合适的方式进行组合等，这些等效替换及辅助成分的添加、具体技术特征的组合等也视为本发明的保护范围。