本发明涉及phbv材料领域，特别是涉及一种餐具用phbv复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着外卖行业的进步，新时代点餐方式对于一次性餐具的需求量日益增长。目前使用较为的广泛的一次性餐具主要材料为塑料类、或木质纸版压制而成，使用这些材料制作的一次性餐具存在着严重的环境问题。多数塑料类的餐具难以降解，造成白色污染；木质纸板压制成型的餐具耗用大量木材，破坏了生态环境。因此，研发一种可生物降解且以可再生材料为原料的一次性餐具，具有重要的实用意义。聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(phbv)就是一种基于可再生天然资源并且可以被生物降解的高分子材料，十分适合作为一次性餐具的材料使用。
phbv是一种主要以淀粉为原料，运用微生物发酵技术得到的完全生物降解新型高分子材料。食品厂的废弃蔬菜、水果等残骸都可以作为原料，被微生物发酵合成phbv。phbv材料的合成工艺包括：制糖、发酵及提取。phbv材料具有生物可降解性，不会产生酸性有害物质、并具有良好的生物相容性、光学活性、压电性等特性，在生物医药、农业、以及日常生活中都有广泛的应用。
但是，由于phbv结晶度高、结晶速度慢而且由于纯度较大会导致结晶成核密度低，从而容易生成有较大尺寸的球晶。以球晶中心向外扩展会形成很多圆环状的开裂，沿球晶生长方向也会形成许多劈裂，从而导致phbv质地较脆，抗冲击强度差，从而大大地影响了phbv材料的市场化推广应用进度。因此，有必要对phbv进行改性，从而提高该材料的加工、应用性能。
中国专利cn200310108905.2公开了一种可降解一次性餐具由以下重量份原料组成：黄竹纤维60-70、稻草纤维30-40、糊精2-4、单甘酯0.1-0.2、碳酸钙45-55、柠檬酸0.1-0.3、增强剂1-2、防油剂3-4、防水剂4-5。其制作方法是：先将黄竹纤维、稻草纤维制浆，加入糊精搅拌，再加入单甘酯，并加柠檬酸调ph值，加入填充料碳酸钙、增强剂、防油剂、防水剂混合均匀；将上述混合物放入餐具模具中压制一次成型。该可降解一次性餐具产品结构坚硬，可耐热、耐冷、耐酸碱、韧性好，埋入土壤中2周开始降解，8周便可溶入土壤中，其制作工艺简单，无废水、废气、废渣污染，成本低。但是该材料的力学性能，以及抗菌性能还有待提高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种餐具用phbv复合材料及其制备方法，该phbv复合材料安全无毒，具有抗菌抑菌作用，并且具有良好的抗冲击性能，适合作为作为一次性餐具使用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸30-45份，椰壳纤维22-34份，硅灰石20-30份，艾蒿提取物13-19份，聚甘油酯5-9份，果胶9-14份，粘合剂10-15份，脱模剂2-5份，防水剂1-2份，润滑剂2-3份，抗氧化剂2-3份。
优选的，所述艾蒿提取物中溶剂含量低于5％。
优选的，所述粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯。
优选的，所述脱模剂为甘油。
优选的，所述防水剂为聚丙烯酸钠。
优选的，所述润滑剂为蓖麻油。
优选的，所述抗氧化剂为茶多酚。
一种餐具用phbv复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将椰壳纤维切碎，硅灰石研磨成粉末，之后将两者分散于聚甘油酯的水溶液中，60℃条件下超声分散2-3h，之后向其中加入果胶，搅拌均匀后，制得悬浮液；
(2)将phbv，聚谷氨酸，艾蒿提取物，粘合剂，脱模剂，防水剂，润滑剂，抗氧化剂和步骤(1)制备的悬浮液混合均匀，在190-210℃条件下熔融共混，经热压机热压成片，冷压成型，干燥，制得所述餐具用phbv复合材料。
本发明具有以下有益效果，
利用艾蒿提取物提高本申请制备的phbv复合材料的抗菌性能，安全有效，有效的延长了本申请制备的复合材料的使用寿命。硅灰石是一种变质作用成因的钙质偏硅酸盐矿物，呈纤维状结构，具有良好的化学稳定性。本申请利用椰壳纤维和硅灰石对phbv进行增强改性，提高了phbv材料的抗冲击性能。此外，利用聚甘油酯改性椰壳纤维和硅灰石，有利用提高这两个固体物质与phbv材料连接的牢固性，更高的增强phbv材料的抗冲击性能。本申请还采用将椰壳纤维和硅灰石制成悬浮液的形式将其加入复合材料中，提高了固体材料在复合材料中的分散性，有效的避免了椰壳纤维粘结、打结等现象的发生，有助于提高phbv材料的均一性。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸30份，椰壳纤维22份，硅灰石20份，艾蒿提取物13份，聚甘油酯5份，果胶9份，粘合剂10份，脱模剂2份，防水剂1份，润滑剂2份，抗氧化剂2份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将椰壳纤维切碎，硅灰石研磨成粉末，之后将两者分散于聚甘油酯的水溶液中，60℃条件下超声分散2h，之后向其中加入果胶，搅拌均匀后，制得悬浮液；
(2)将phbv，聚谷氨酸，艾蒿提取物，粘合剂，脱模剂，防水剂，润滑剂，抗氧化剂和步骤(1)制备的悬浮液混合均匀，在210℃条件下熔融共混，经热压机热压成片，冷压成型，干燥，制得所述餐具用phbv复合材料。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
实施例2
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸45份，椰壳纤维34份，硅灰石30份，艾蒿提取物19份，聚甘油酯9份，果胶14份，粘合剂15份，脱模剂5份，防水剂2份，润滑剂3份，抗氧化剂3份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，与实施例1相同。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
实施例3
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸30份，椰壳纤维34份，硅灰石20份，艾蒿提取物19份，聚甘油酯5份，果胶14份，粘合剂10份，脱模剂5份，防水剂1份，润滑剂3份，抗氧化剂2份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，与实施例1相同。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
实施例4
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸45份，椰壳纤维22份，硅灰石30份，艾蒿提取物13份，聚甘油酯9份，果胶9份，粘合剂15份，脱模剂2份，防水剂2份，润滑剂2份，抗氧化剂3份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，与实施例1相同。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
实施例5
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸33份，椰壳纤维32份，硅灰石23份，艾蒿提取物18份，聚甘油酯6份，果胶12份，粘合剂13份，脱模剂3份，防水剂2份，润滑剂2份，抗氧化剂3份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，与实施例1相同。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
实施例6
一种餐具用phbv复合材料，以重量份数计，包括以下成分：
phbv100份，聚谷氨酸40份，椰壳纤维25份，硅灰石28份，艾蒿提取物15份，聚甘油酯7份，果胶11份，粘合剂12份，脱模剂4份，防水剂1份，润滑剂2份，抗氧化剂2份。
该餐具用phbv复合材料的制备方法，与实施例1相同。
其中，艾蒿提取物中溶剂含量低于5％；粘合剂为以聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯醇为软段，赖氨酸二异氰酸酯为硬段合成的聚氨酯；脱模剂为甘油；防水剂为聚丙烯酸钠；润滑剂为蓖麻油；抗氧化剂为茶多酚。
经测试，实施例1-6制得的复合材料以及对比例的抗菌性能和抗冲击强度测试，如表1所示。抗冲击强度参考gb/t1843-1996测试，抗冲击强度越高表明性能越好；其中，对比例为市售一次性餐具材料：
表1
由上表可见，本发明制得的复合材料抗冲击强度明显好于对比例，具有良好的力学性能。
本发明制备的复合材料的金黄色葡萄球菌抗菌率、绿脓杆菌抗菌率、大肠杆菌抗菌率均明显好于对比例，具有很好的抗菌性能。
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。