本发明涉及塑料技术领域，具体是一种抗菌蛋白塑料及其制备方法和应用。
背景技术：
塑料作为使用极为广泛的材料之一，在日常生活中必不可少，其可塑性、稳定性和经济实用性为人们带来便利。但是以化石燃料为原料制备的合成塑料由于自身重复利用性差、环境降解速率慢，会带来严重的环境污染问题。现有可生物降解塑料能够完全分解为低分子化合物，其制品贮存运输方便，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且广泛适用于医药领域。在可生物降解材料中，大豆分离蛋白这一大豆制油后副产物，具有产量大、分布广和可再生等优点，目前已被应用于塑料、粘合剂和涂料等领域。纯大豆蛋白塑料存在较低的热、力学性能和较差的抗水性等。现有对其进行改性等制得的塑料依然存在脆性大、抗拉强度低、吸水性低等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗菌蛋白塑料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗菌蛋白塑料，按照重量份的原料包括：大豆分离蛋白38-46份、水杨醛11-19份、3-羟基丙酸15-25份、单乙醇胺3-7份、海泡石20-30份、乙酸乙酯11-19份。
作为本发明进一步的方案：所述抗菌蛋白塑料，按照重量份的原料包括：大豆分离蛋白40-44份、水杨醛13-17份、3-羟基丙酸18-22份、单乙醇胺4-6份、海泡石22-28份、乙酸乙酯13-17份。
作为本发明进一步的方案：所述抗菌蛋白塑料，按照重量份的原料包括：大豆分离蛋白42份、水杨醛15份、3-羟基丙酸20份、单乙醇胺5份、海泡石25份、乙酸乙酯15份。
一种抗菌蛋白塑料的制备方法，包括以下步骤：
1)将水杨醛与其质量10-12倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量15-16倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液；
2)将海泡石研磨、过120-150目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至70-72℃并在该温度下密封搅拌处理1.4-1.6h，升温至105-110℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌60-70min，然后进行超声处理35-40min，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；
3)将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌30-40min，然后升温至75-78℃并在该温度下搅拌处理55-60min，制得混合物b；
4)将混合物b热压成型即得蛋白塑料。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌速度为120-150r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，离心转速为3000r/min，离心时间为5-10min。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，超声功率为500w。
作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌速度为180-200r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤4)中，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
本发明另一目的是提供所述蛋白塑料在餐饮塑料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用上述原料及制备工艺制得的蛋白塑料，具有优异的阻燃、拉伸强度和断裂伸长率、耐水性，对金黄色葡萄球菌、链球菌的抑菌效果显著，均在95％以上。本发明可完全降解成二氧化碳和水，不会对环境产生危害，在不少于78天后才完全降解，使用寿命长。本发明制备工艺简单，易控制，适于工业化生产，极适用于餐饮行业等服务型行业中。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种抗菌蛋白塑料，包括以下原料：大豆分离蛋白38kg、水杨醛11kg、3-羟基丙酸15kg、单乙醇胺3kg、海泡石20kg、乙酸乙酯11kg。
将水杨醛与其质量10倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量15倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将海泡石研磨、过120目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至70℃并在该温度下密封搅拌处理1.4h，升温至105℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌60min，然后进行超声处理35min，超声功率为500w，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；搅拌速度为120r/min，离心转速为3000r/min，离心时间为5min。将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌30min，然后升温至75℃并在该温度下搅拌处理55min，制得混合物b；搅拌速度为180r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
实施例2
本发明实施例中，一种抗菌蛋白塑料，包括以下原料：大豆分离蛋白46kg、水杨醛19kg、3-羟基丙酸25kg、单乙醇胺7kg、海泡石30kg、乙酸乙酯19kg。
将水杨醛与其质量12倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量16倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将海泡石研磨、过150目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至72℃并在该温度下密封搅拌处理1.6h，升温至110℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌70min，然后进行超声处理40min，超声功率为500w，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；搅拌速度为150r/min，离心转速为3000r/min，离心时间为10min。将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌40min，然后升温至78℃并在该温度下搅拌处理60min，制得混合物b；搅拌速度为200r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
实施例3
本发明实施例中，一种抗菌蛋白塑料，包括以下原料：大豆分离蛋白40kg、水杨醛13kg、3-羟基丙酸18kg、单乙醇胺4kg、海泡石22kg、乙酸乙酯13kg。
将水杨醛与其质量11倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量16倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将海泡石研磨、过150目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.5h，升温至110℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌70min，然后进行超声处理40min，超声功率为500w，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；搅拌速度为150r/min，离心转速为3000r/min，离心时间为10min。将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌40min，然后升温至78℃并在该温度下搅拌处理60min，制得混合物b；搅拌速度为200r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
实施例4
本发明实施例中，一种抗菌蛋白塑料，包括以下原料：大豆分离蛋白44kg、水杨醛17kg、3-羟基丙酸22kg、单乙醇胺6kg、海泡石28kg、乙酸乙酯17kg。
将水杨醛与其质量11倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量16倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将海泡石研磨、过150目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.5h，升温至110℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌70min，然后进行超声处理40min，超声功率为500w，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；搅拌速度为150r/min，离心转速为3000r/min，离心时间为10min。将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌40min，然后升温至78℃并在该温度下搅拌处理60min，制得混合物b；搅拌速度为200r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
实施例5
本发明实施例中，一种抗菌蛋白塑料，包括以下原料：大豆分离蛋白42kg、水杨醛15kg、3-羟基丙酸20kg、单乙醇胺5kg、海泡石25kg、乙酸乙酯15kg。
将水杨醛与其质量11倍的乙醇混合，制得水杨醛溶液；将3-羟基丙酸与其质量16倍的去离子水混合，制得3-羟基丙酸溶液。将海泡石研磨、过150目筛，然后加入水杨醛溶液，升温至71℃并在该温度下密封搅拌处理1.5h，升温至110℃并加入3-羟基丙酸溶液，再在该温度下继续密封搅拌70min，然后进行超声处理40min，超声功率为500w，离心分离取上清液，烘干后洗涤、烘干制得混合物a；搅拌速度为150r/min，离心转速为3000r/min，离心时间为10min。将混合物a与大豆分离蛋白、单乙醇胺混合均匀，再加入乙酸乙酯搅拌40min，然后升温至78℃并在该温度下搅拌处理60min，制得混合物b；搅拌速度为200r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。
对比例1
除不含有水杨醛外，其原料及制备工艺与实施例5一致。
对比例2
只有海泡石，其制备工艺与实施例5一致。
对比例3
只有海泡石、水杨醛，其制备工艺与实施例5一致。
对比例4
将各原料直接混合，加入实施例5添加的其它物质，升温至78℃并在该温度下搅拌处理60min，制得混合物b；搅拌速度为200r/min。将混合物b热压成型即得蛋白塑料，热压温度为155℃，热压时间为4min，热压压力为18mpa。各原料的添加量与实施例5一致。
实施例6
对实施例1-5及对比例1-4进行性能对比实验，对照组选用市售某款大豆蛋白塑料，实验数据如表1所示。抑菌率测试时的细菌种类为金黄色葡萄球菌、链球菌。
表1
对比例2-3的产品短时间内降解，属于可燃物质。本发明采用上述原料及制备工艺制得的蛋白塑料，发生了协同作用，具有优异的阻燃、拉伸强度和断裂伸长率，对金黄色葡萄球菌、链球菌的抑菌效果显著，均在95％以上。本发明和对照组均可完全降解成二氧化碳和水，不会对环境产生危害，但本发明在不少于78天后才完全降解，大大超过了对照组，延长本发明的使用寿命。本发明实施例1-5吸水性低于3.8％，对比例1-4都高于13.8％，对照组高于11.5％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。