本发明属于塑料制备领域，尤其涉及一种pp抗菌塑料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯(poyropylene，pp)已经被广泛应用于工业、农业、医疗、卫生等包装和日常生活的各个领域中，是目前世界高分子材料中用量最大、增长速度最快的一类产品，主要是由于其原料来源多、价格低、材料性能优良、电绝缘性和化学稳定性好，同时又具有易于加工成型的优点。
抗菌塑料是一类具有抑菌和杀菌性能的新型材料，通常在塑料中添加一种或者几种特定的抗菌剂而制得。正因为材料本身被赋予了抗菌性，用抗菌塑料制成的各种制品具有卫生自洁功能，而且抗菌塑料的长效性可与制品使用寿命同步，既方便又经济。
现有的pp抗菌塑料应用广泛，但是也有其不足，主要表现为韧性、耐低温、耐老化性能较差，且成型收缩率大、易燃烧，同时抗菌效果一般。
因此，如何开发一种高强度、高性能、抗菌效果好的pp抗菌塑料是本领域一个亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种pp抗菌塑料，旨在解决现有的pp抗菌塑料韧性、耐低温、耐老化性能及抗菌效果不好的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种pp抗菌塑料，包括以下重量份的原料：聚丙烯110-130份、硬脂酸钙3-10份、改性氧化锌8-21份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂0.5-2份、抗菌剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、增塑剂1-3份、聚酯纤维32-48份。
作为本发明的进一步方案：包括以下重量份的原料：聚丙烯115-125份、硬脂酸钙5-10份、改性氧化锌10-19份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂0.7-1.5份、抗菌剂0.7-1.3份、抗氧剂1.3-2份、增塑剂1.5-3份、聚酯纤维35-45份。
作为本发明的进一步方案：包括以下重量份的原料：聚丙烯118-123份、硬脂酸钙5-7份、改性氧化锌12-17份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1-1.3份、抗菌剂0.9-1.1份、抗氧剂1.5-1.8份、增塑剂1.7-2.3份、聚酯纤维37-43份。
作为本发明的进一步方案：包括以下重量份的原料：聚丙烯120份、硬脂酸钙6份、改性氧化锌15份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.2份、抗菌剂1份、抗氧剂1.5份、增塑剂2份、聚酯纤维41份。
作为本发明的进一步方案：所述抗菌剂包括65～70wt％硬脂酸胍和30～35wt％2-甲基-3(2h)-异噻唑酮。
作为本发明的进一步方案：所述增塑剂为柠檬酸三乙酯。
作为本发明的进一步方案：所述抗氧剂包括42～45wt％二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和55～58wt％2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑。
作为本发明的进一步方案：所述改性氧化锌的制备方法包括如下步骤：按照重量比10：(3-5)称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min～30min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400～650℃，并保温1～2h，即可。
作为本发明的进一步方案：所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3-3.5倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的1％～5％。
一种pp抗菌塑料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照重量比10：(3-5)称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min～30min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400～650℃，并保温1～2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；
2)按照重量份取以下原料：聚丙烯110-130份、硬脂酸钙3-10份、改性氧化锌8-21份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂0.5-2份、抗菌剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、增塑剂1-3份、聚酯纤维32-48份；
3)将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌10-15分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和增塑剂进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；
4)将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190-270℃，主机转速为300-400转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
本发明机理：焦磷酸型钛酸酯偶联剂能够填充界面上的微空隙，可增强界面间的结合力，提高塑料的力学性能；改性氧化锌粉在塑料过程中，与水及酸、碱性物质中和，逐渐地分离氢与氧，使之成为气，从塑料中排出，同时带走部分水化热，减少温度收缩裂缝的产生；聚酯纤维增强限制塑料因各种应力造成的裂缝的产生，在整体成型塑料中形成一完整的软结构网状结构体系，且通过纤维将水化热传递出去，提高因气候温度变化导致塑料性能变化的能力。
本发明实施例提供的pp抗菌塑料，由聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂和聚酯纤维制备而成，各组分相互协同作用，大大提高了pp抗菌塑料的力学性能，常温下对大肠杆菌、黄金葡萄球菌、肺炎球菌及真菌均有效，具有良好的杀菌与抑菌效果，且杀菌率可达到99％以上，值得大力推广。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
焦磷酸型钛酸酯偶联剂能够填充界面上的微空隙，可增强界面间的结合力，提高塑料的力学性能；改性氧化锌粉在塑料过程中，与水及酸、碱性物质中和，逐渐地分离氢与氧，使之成为气，从塑料中排出，同时带走部分水化热，减少温度收缩裂缝的产生；聚酯纤维增强限制塑料因各种应力造成的裂缝的产生，在整体成型塑料中形成一完整的软结构网状结构体系，且通过纤维将水化热传递出去，提高因气候温度变化导致塑料性能变化的能力。
下面结合具体实施例对本发明的pp抗菌塑料的技术效果做进一步的说明，但这些实施例所提及的具体实施方法只是对本发明的技术方案进行的列举解释，并非限制本发明的实施范围，凡是依据上述原理，在本发明基础上的改进、替代，都应在本发明的保护范围之内。
实施例1
按照重量比10：3称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯110份、硬脂酸钙3份、改性氧化锌8份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂0.5份、抗菌剂0.5份、抗氧剂1份、柠檬酸三乙酯1份、聚酯纤维32份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌15分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190℃，主机转速为300转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的1％。
实施例2
按照重量比10：5称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨30min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为650℃，并保温1h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯130份、硬脂酸钙10份、改性氧化锌21份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂2份、抗菌剂1.5份、抗氧剂2份、柠檬酸三乙酯3份、聚酯纤维48份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌12分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为270℃，主机转速为400转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3.5倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的5％。
实施例3
按照重量比10：3称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨25min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为500℃，并保温1.5h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯115份、硬脂酸钙5份、改性氧化锌10份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂0.7份、抗菌剂0.7份、抗氧剂1.3份、柠檬酸三乙酯1.5份、聚酯纤维35份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌13分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为220℃，主机转速为350转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3.2倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的3％。
实施例4
按照重量比10：3称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯125份、硬脂酸钙10份、改性氧化锌19份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.5份、抗菌剂1.3份、抗氧剂2份、柠檬酸三乙酯3份、聚酯纤维45份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌14分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为220℃，主机转速为350转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3.5倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的5％。
实施例5
按照重量比10：5称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯118份、硬脂酸钙5份、改性氧化锌12份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1份、抗菌剂0.9份、抗氧剂1.5份、柠檬酸三乙酯1.7份、聚酯纤维37份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌13分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为200℃，主机转速为320转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的5％。
实施例6
按照重量比10：5称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯123份、硬脂酸钙7份、改性氧化锌17份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.3份、抗菌剂1.1份、抗氧剂1.8份、柠檬酸三乙酯2.3份、聚酯纤维43份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌15分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为190℃，主机转速为340转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的3％。
实施例7
按照重量比10：4称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯120份、硬脂酸钙6份、改性氧化锌15份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.2份、抗菌剂1份、抗氧剂1.5份、柠檬酸三乙酯2份、聚酯纤维41份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌10分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为220℃，主机转速为350转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
具体的，所述氢氧化钠摩尔数相当于硝酸铋摩尔数的3倍；去离子水的重量为硝酸铋重量的2％。
对比例1
按照重量比10：4称取定量氧化锌和硝酸铋放入球磨罐进行球磨，将原料打碎；向球磨罐中加入氢氧化钠和去离子水进行混合，混合后球磨20min，得到白色粉末；将粉末放入置于马弗炉里，匀速升温进行热处理，热处理温度为400℃，并保温2h，制得改性氧化锌，备用；利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯120份、硬脂酸钙6份、改性氧化锌15份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.2份、抗菌剂1份、抗氧剂1.5份、柠檬酸三乙酯2份；将聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌10分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为220℃，主机转速为350转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
对比例2
利用硬脂酸胍和2-甲基-3(2h)-异噻唑酮制备抗菌剂，备用；二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑制备抗氧剂，备用；按照重量份取以下原料：聚丙烯120份、硬脂酸钙6份、氧化锌15份、焦磷酸型钛酸酯偶联剂1.2份、抗菌剂1份、抗氧剂1.5份、柠檬酸三乙酯2份、聚酯纤维41份；将聚丙烯、硬脂酸钙、氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂加入到混合搅拌机中混合搅拌10分钟，再加入抗菌剂、抗氧剂和柠檬酸三乙酯进行搅拌，边搅拌边加入聚酯纤维，待聚酯纤维完全加入后，持续搅拌30分钟；将步骤3)得到的混合物加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工温度为220℃，主机转速为350转/分，挤出后冷却牵条、风干切粒。
对比例3
与实施例7相比，使用硅烷偶联剂，其他原料和方法均相同。
实验例1
对实施例1-7以及对比例1-3制备好的pp抗菌塑料进行性能测试，测试结果见表1。
表1
结果表明，本发明实施例1-7所制得的pp抗菌塑料相比于对比例1-3制备的pp抗菌塑料，有更好的力学性能，同时有更好的抗菌性，且以实施例7制备的pp抗菌塑料性能最佳；通过对比，焦磷酸型钛酸酯偶联剂相比于常规硅烷偶联剂、氧化锌的改性以及聚酯纤维的缺失均会影响pp抗菌塑料性能。
综上，本发明实施例提供的pp抗菌塑料，由聚丙烯、硬脂酸钙、改性氧化锌、焦磷酸型钛酸酯偶联剂、抗菌剂、抗氧剂、增塑剂和聚酯纤维制备而成，各组分相互协同作用，大大提高了pp抗菌塑料的力学性能和抗菌性，值得大力推广。
以上所述仅为本发明的较佳对照例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。