本发明属于复合材料领域，具体涉及一种抗菌复合板及其制备方法。
背景技术：
在医院、净化车间、幼儿园等场所，由于使用环境的特殊要求，需要装饰板材或地板等材料具有较好的抗菌性能，从而避免细菌的繁衍和疾病的传播。传统的板材大多不具备抗菌性能。而现有的部分抗菌板材多采用金属离子作为主要抗菌成分。如中国专利CN 1792581A公开一种纳米抗菌板材的制造方法,其包括以下步骤:制备中间材步骤,将基材用纳米银及纳米二氧化钛的分散液进行处理形成一中间材；制备涂敷剂步骤,将纳米银和纳米二氧化钛复合剂与稳定剂、分散剂加入到板材漆并搅拌均匀形成涂敷剂；板材成型步骤,将该涂敷剂涂敷到该中间材上,并进行烤漆干燥处理而形成该纳米抗菌板材。即采用纳米银作为主要的抗菌成分，纳米银虽然具有较好的抗菌效果，但原料成本较高，使用过程中的抗菌效率相对较低。且金属银分散到塑料材料中后，后期很难进行回收，对资源浪费较大。
如能开发出一种不采用贵金属为主要抗菌原料的抗菌复合材料，在达到抗菌效果好，抗菌作用持久的同时具备较好的力学性能和较低的生产成本，将有较大的市场价值。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种抗菌复合板及其制备方法，该抗菌复合板具有材料成本低，力学性能优异、抗菌效果好，抗菌时间长，耐候性好，使用寿命长的优点。
本发明的技术方案如下：
一种抗菌复合板，包括表层，阻隔层和芯层，从里到外依次为芯层、阻隔层和表层，表层和芯层之间通过阻隔层连接。
优选的，所述的抗菌复合板中表层厚度为1～5mm，芯层厚度为5～30mm，阻隔层厚度为0.2～1.2mm。
优选的，所述的表层由包括以下重量份的组分制成：
优选的，所述的阻隔层为乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)。
优选的，所述的芯层由包括以下重量份的组分制成：
塑料基体 100份；
竹纤维 20～40份；
偶联剂 2～5份。
竹纤维本身具有一定的抗菌、抑菌、杀菌的效果。因为竹子里面含有“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防虫功能。
优选的，所述的塑料基体选自高抗冲聚苯乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯中的一种或一种以上。
优选的，所述的偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上；
优选的，所述的抗菌剂选自氧化锌、二氧化硅或锐钛型二氧化钛中的一种或一种以上；
或所述的阻隔填料选自片状蒙脱土、片状硅酸盐、片状石墨中的一种或一种以上。
氧化锌、二氧化硅和锐钛型二氧化钛属于光催化型无机抗菌剂，在光照后能产生高度活性的空穴电子对，进而在产品表面生成强氧化性的·OH自由基，从而在短时间内杀死与其接触的细菌。
配方中同时加入抗菌剂与阻隔填料，当片状无机填料在表层复合材料中均匀分散后，可以起到一定的阻隔作用，使表层复合材料中的抗菌成分缓慢的释放到抗菌复合板的表面，从而延长了抗菌复合板的有效抗菌时间。
或所述的增塑剂选自柏木油，蓖麻油、绿芥末精油中的一种或一种以上。
柏木油，蓖麻油、绿芥末精油作为天然原料，本身具有一定的抗菌作用，同时在复合板表层材料的加工的过程中还可以起到增塑的作用。
优选的，所述的抗氧剂选自(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)、(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)或(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)中的一种或一种以上。
一种上述抗菌复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份秤取塑料基体100份；抗菌剂4～8份；阻隔填料8～20份；偶联剂0.4～0.8份；增塑剂2～5份；抗氧剂0.5～2份，先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，得到表层原料；
(2)按重量份秤取塑料基体100份、竹纤维20～40份、偶联剂2～5份，先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，得到芯层原料；秤取乙烯乙烯醇共聚物100份作为阻隔层原料；
(3)将表层原料、芯层原料、阻隔层原料分别加入三台挤出机中，熔融挤出到同一共挤模具中，其中芯层原料位于中间，阻隔层原料位于芯层原料 的四周将芯层原料包覆起来，表层原料位于阻隔层原料的四周将阻隔层原料包覆起来，然后经过冷却、定型、切割得到所述的抗菌复合板。
优选的，所述的竹纤维在使用前经过烘干处理，使含水率低于0.05％。
优选的，所述的步骤(3)中表层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为160～220℃，阻隔层原料加入单螺杆挤出机中，挤出温度为180～200℃，芯层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170～230℃。
表层原料中先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，可以使抗菌剂、阻隔填料表面得到较好的处理，在挤出过程中增加和塑料基体的相容性。
芯层原料中先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，由于塑料基体原料多为粒料，当粒料与偶联剂混合均匀后，表面粘性增加，可以较好的粘附住竹纤维，从而在混合过程中避免竹纤维浮于塑料基体粒料的表面，造成混合不均匀，影响芯层材料的性能。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的抗菌复合板由三层材料构成，芯层截面为矩形，芯层外依次包覆有阻隔层和表层，芯层材料中采用竹纤维可以大幅提高材料整体的冲击、拉伸、弯曲等力学性能，同时竹纤维本身具有一定的抗菌、抑菌、杀菌的效果，因此芯层也具有一定的抗菌效果；而起到主要抗菌作用的表层材料，经过配方设计具有抗菌效果好、抗菌作用持久使用寿命长的特点；阻隔层材料为EVOH对表层和芯层的材料而言同时具备胶黏和较好的阻隔的作用，阻隔层的将表层和芯层阻隔开来防止芯层材料和表层材料之间的相互迁移和影响，从而使抗菌复合板的抗菌时间更加持久，抗菌效果更好。
(2)本发明的表层中采用光催化型无机抗菌剂作为抗菌剂，采用片状无机填料作为阻隔填料，片状无机填料在表层材料体系中均匀分散后，可以起到一定的阻隔作用，使表层材料中的抗菌成分缓慢的释放到抗菌复合材料的 表面，从而延长了抗菌复合材料的有效抗菌时间。
(3)本发明抗菌复合材料中，没有银离子系列的抗菌剂，同时采用三层共挤的技术方案，将抗菌效果最好但成本较高的表层材料用于复合板材的表面，而作为支撑作用的芯层的抗菌效果稍差，成本也较低，大幅降低了原料成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，实施例中除特殊说明外，含量均为重量份。
实施例1
一种抗菌复合板，包括表层，阻隔层和芯层，从里到外依次为芯层、阻隔层和表层，表层和芯层之间通过阻隔层连接,所述的抗菌复合板中表层厚度为1mm，芯层厚度为5mm，阻隔层厚度为0.2mm。
所述的抗菌复合板，由以下方法制得：
(1)按重量份秤取塑料基体100份；抗菌剂4份；阻隔填料8份；偶联剂0.4份；增塑剂2份；抗氧剂0.5份，先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，得到表层原料；
(2)按重量份秤取塑料基体100份、竹纤维20份、偶联剂2份，其中，竹纤维在使用前经过烘干处理，使含水率低于0.05％，先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，得到芯层原料；秤取乙烯乙烯醇共聚物100份作为阻隔层原料；
其中步骤(1)和(2)中优选的，所述的塑料基体为高抗冲聚苯乙烯；所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的抗菌剂为氧化锌；所述的阻隔填料为片状蒙脱土；所述的增塑剂为柏木油；所述的抗氧剂为(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)；
(3)将表层原料、芯层原料、阻隔层原料分别加入三台挤出机中，其中表层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为160～220℃，阻隔层原料加入单螺杆挤出机中，挤出温度为180～200℃，芯层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170～230℃，熔融挤出到同一共挤模具中，其中芯层原料位于中间，阻隔层原料位于芯层原料的四周将芯层原料包覆起来，表层原料位于阻隔层原料的四周将阻隔层原料包覆起来，然后经过冷却、定型、切割得到所述的抗菌复合板。
实施例2
一种抗菌复合板，包括表层，阻隔层和芯层，从里到外依次为芯层、阻隔层和表层，表层和芯层之间通过阻隔层连接,所述的抗菌复合板中表层厚度为5mm，芯层厚度为30mm，阻隔层厚度为1.2mm。
所述的抗菌复合板，由以下方法制得：
(1)按重量份秤取塑料基体100份；抗菌剂8份；阻隔填料20份；偶联剂0.8份；增塑剂5份；抗氧剂2份，先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，得到表层原料；
(2)按重量份秤取塑料基体100份、竹纤维40份、偶联剂5份，其中，竹纤维在使用前经过烘干处理，使含水率低于0.05％，先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，得到芯层原料；秤取乙烯乙烯醇共聚物100份作为阻隔层原料；
其中步骤(1)和(2)中优选的，所述的塑料基体为聚丙烯；所述的偶联剂为N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷；所述的抗菌剂为二氧化硅；所述的阻隔填料为片状硅酸盐；所述的增塑剂为蓖麻油；所述的抗氧剂为(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)；
(3)将表层原料、芯层原料、阻隔层原料分别加入三台挤出机中，其中表层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为160～220℃，阻隔层原料加入单螺 杆挤出机中，挤出温度为180～200℃，芯层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170～230℃，熔融挤出到同一共挤模具中，其中芯层原料位于中间，阻隔层原料位于芯层原料的四周将芯层原料包覆起来，表层原料位于阻隔层原料的四周将阻隔层原料包覆起来，然后经过冷却、定型、切割得到所述的抗菌复合板。
实施例3
一种抗菌复合板，包括表层，阻隔层和芯层，从里到外依次为芯层、阻隔层和表层，表层和芯层之间通过阻隔层连接,所述的抗菌复合板中表层厚度为3mm，芯层厚度为18mm，阻隔层厚度为0.8mm。
所述的抗菌复合板，由以下方法制得：
(1)按重量份秤取塑料基体100份；抗菌剂6份；阻隔填料15份；偶联剂0.6份；增塑剂3份；抗氧剂1.5份，先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，得到表层原料；
(2)按重量份秤取塑料基体100份、竹纤维30份、偶联剂4份，其中，竹纤维在使用前经过烘干处理，使含水率低于0.05％，先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，得到芯层原料；秤取乙烯乙烯醇共聚物100份作为阻隔层原料；
其中步骤(1)和(2)中优选的，所述的塑料基体为高密度聚乙烯；所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的抗菌剂为锐钛型二氧化钛；所述的阻隔填料为片状石墨；所述的增塑剂为绿芥末精油；所述的抗氧剂为(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)；
(3)将表层原料、芯层原料、阻隔层原料分别加入三台挤出机中，其中表层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为160～220℃，阻隔层原料加入单螺杆挤出机中，挤出温度为180～200℃，芯层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170～230℃，熔融挤出到同一共挤模具中，其中芯层原料位于中间，阻隔 层原料位于芯层原料的四周将芯层原料包覆起来，表层原料位于阻隔层原料的四周将阻隔层原料包覆起来，然后经过冷却、定型、切割得到所述的抗菌复合板。
实施例4
一种抗菌复合板，包括表层，阻隔层和芯层，从里到外依次为芯层、阻隔层和表层，表层和芯层之间通过阻隔层连接,所述的抗菌复合板中表层厚度为2mm，芯层厚度为10mm，阻隔层厚度为0.5mm。
所述的抗菌复合板，由以下方法制得：
(1)按重量份秤取塑料基体100份；抗菌剂6份；阻隔填料12份；偶联剂0.8份；增塑剂4份；抗氧剂1.5份，先将抗菌剂、阻隔填料增塑剂、与偶联剂混合均匀再加入塑料基体和抗氧剂继续混合均匀，得到表层原料；
(2)按重量份秤取塑料基体100份、竹纤维30份、偶联剂4份，其中，竹纤维在使用前经过烘干处理，使含水率低于0.05％，先将塑料基体与偶联剂混合均匀，再加入竹纤维继续混合均匀，得到芯层原料；秤取乙烯乙烯醇共聚物100份作为阻隔层原料；
其中步骤(1)和(2)中优选的，所述的塑料基体为高抗冲聚苯乙烯；所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述的抗菌剂为氧化锌；所述的阻隔填料为片状硅酸盐；所述的增塑剂为柏木油；所述的抗氧剂为(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)；
(3)将表层原料、芯层原料、阻隔层原料分别加入三台挤出机中，其中表层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为160～220℃，阻隔层原料加入单螺杆挤出机中，挤出温度为180～200℃，芯层原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为170～230℃，熔融挤出到同一共挤模具中，其中芯层原料位于中间，阻隔层原料位于芯层原料的四周将芯层原料包覆起来，表层原料位于阻隔层原料的四周将阻隔层原料包覆起来，然后经过冷却、定型、切割得到所述的抗菌 复合板。
对实施例中得到的产品进行性能测试，测试结果见表1：
表1
以上所述实施例只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的原理所做的等效变化或修饰，均应在本发明专利申请范围内。