本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种高效防霉除菌塑料。
背景技术：
塑料是以高分子树脂为主体，含有填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂的材料，塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用，不同的添加剂可以制备得到不同性质的塑料，起到不同的作用，塑料的用途非常广泛，几乎可以应用到各个领域，运用到不同的环境中，外界环境中含有不同细菌等微生物，也会在塑料制品上生长繁殖，会影响塑料的卫生状况，这一点在医疗和食品领域尤为重要，为此，需要一种防霉除菌的塑料来满足医疗领域和食品领域的要求，中国专利cn201710679066.8公开了一种防霉塑料包装袋及其制备方法，通过在原料中添加纳米银颗粒和纳米二氧化钛颗粒来起到防霉效果，中国专利cn201610990487.1公开了一种抗菌防霉塑料薄膜及其制备方法，它通过精氨酸接枝壳聚糖、苯氧乙醇、罗布麻纤维金刚石石粉等成分相互配合，使得塑料薄膜提高塑料薄膜的性能，载银沸石粉能提高抗菌杀菌作用，这两种方法都使用金属银作为抗菌物质，存在以下问题：材料价格昂贵，且对塑料具有降解作用，不适合大量添加，所以抗菌效果依然有待提高，另外，一般的塑料的强度和韧性不够，人们往往通过在塑料中添加纤维材料，比如玻璃纤维、碳纤维等来提高塑料的机械强度，但是由于界面黏附性差，塑料的韧性往往不能得到有效地提高，特别是在低温条件下，塑料产品容易变脆，降低其使用寿命，因此，需要一种塑料，在保证塑料具有抗菌防霉效果的同时，即使在低温下，也具有较高的强度和韧性。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高效防霉除菌塑料。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高效防霉除菌塑料，其原料包括以下组分：聚丙烯100重量份、热塑性弹性体10-50重量份、环糊精聚合物10-30重量份、碳纤维20-100重量份。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚丙烯的23℃冲击强度大于4kj/㎡，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果。
作为本发明的一种优选技术方案，所述热塑性弹性体是聚烯烃类热塑性弹性体或聚酯类热塑性弹性体中的一种或多种，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述热塑性弹性体是聚烯烃类热塑性弹性体和聚酯类热塑性弹性体中的两种，两者的复配更能提高塑料的强度和韧性，聚烯烃类热塑性弹性体同聚丙烯的相容性更佳，而聚酯类热塑性弹性体与环糊精聚合物、碳纤维的相容性更佳，所以两者并用在增韧的同时，还可以起到界面增容的效果，且具有协同效应。
作为本发明的一种优选技术方案，所述环糊精聚合物是环糊精-聚乙二醇聚合物、环糊精-聚丙烯酸聚合物或环糊精-聚甲基丙烯酸聚合物中的一种或多种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述环糊精聚合物是环糊精-聚乙二醇聚合物，环糊精聚合物既能提高本发明塑料的防霉除菌能力，又能提高其韧性，特别是塑料在低温条件下的韧性，同时可以改善聚丙烯与碳纤维的界面黏附力，环糊精聚合物能进一步提高塑料的韧性和防霉除菌能力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述环糊精-聚乙二醇聚合物的分子量为20万以下，当环糊精-聚乙二醇聚合物分子量大于20万，其加工性能不佳，抑制了韧性和防霉除菌性能的提高。
作为本发明的一种优选技术方案，所述原料按重量份还包括多孔颗粒2-20重量份，利用多孔颗粒表面的微孔提高聚丙烯与体系中其它物质之间的界面黏附性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述多孔颗粒是环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好。
有益好处：本发明中，聚丙烯具有相对密度小、较好的强度、成型加工性能、耐化学药品性、电绝缘性好，但是制品耐寒性差、低温冲击强度低，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果，热塑性弹性体可以有效地提高本发明所述高效防霉除菌塑料的韧性，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性，聚烯烃类热塑性弹性体是由烯烃及其取代物聚合制备而成的硬段和橡胶形成的软链段共聚制备而成，其中硬段具体如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，软链段具体如三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶等，两者的复配更能提高塑料的强度和韧性，聚烯烃类热塑性弹性体同聚丙烯的相容性更佳，而聚酯类热塑性弹性体与环糊精聚合物、碳纤维的相容性更佳，聚烯烃类热塑性弹性体和聚酯类热塑性弹性体两者并用在增韧的同时，还可以起到界面增容的效果，且具有协同效应，多孔颗粒是指颗粒的外面和内部含有多个微孔的小颗粒固体物质，利用多孔颗粒表面的微孔提高聚丙烯与体系中其它物质之间的界面黏附性。
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。
实施例一
将聚丙烯100重量份、热塑性弹性体10重量份、环糊精聚合物10重量份和多孔颗粒2重量份放入密炼机中加热熔融共混，多孔颗粒这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好，聚丙烯的23℃冲击强度大于4kj/㎡，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果，热塑性弹性体为聚烯烃类热塑性弹性体，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性，环糊精聚合物为环糊精-聚乙二醇聚合物，环糊精聚合物既能提高本发明塑料的防霉除菌能力，又能提高其韧性，特别是塑料在低温条件下的韧性，同时可以改善聚丙烯与碳纤维的界面黏附力，环糊精聚合物能进一步提高塑料的韧性和防霉除菌能力，环糊精-聚乙二醇聚合物的分子量为20万以下，当环糊精-聚乙二醇聚合物分子量大于20万，其加工性能不佳，抑制了韧性和防霉除菌性能的提高，多孔颗粒是环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，利用多孔颗粒表面的微孔提高聚丙烯与体系中其它物质之间的界面黏附性，在将碳纤维20重量份加入到上述混合液中混合均匀，冷却切粒干燥，在模具中注塑成本发明的塑料，碳纤维可以增强本发明塑料的强度，且碳纤维本身也具有一定的防霉除菌的能力，聚丙烯是由丙烯聚合得到的热塑性树脂，是五大通用树脂之一，聚丙烯具有相对密度小、较好的强度、成型加工性能、耐化学药品性、电绝缘性好，但是制品耐寒性差、低温冲击强度低，热塑性弹性体是指高温下能塑化成型，常温下表现为高弹性的一类材料，诸如聚烯烃类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟聚合物类、有机硅聚合物类热塑性弹性体等，热塑性弹性体可以有效地提高本发明所述高效防霉除菌塑料的韧性，聚烯烃类热塑性弹性体是由烯烃及其取代物聚合制备而成的硬段和橡胶形成的软链段共聚制备而成，其中硬段具体如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，软链段具体如三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶等，环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖及其共聚物或共混物，环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧上端由c2和c3的仲羟基构成，下端由c6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了疏水区，碳纤维是指由聚丙烯腈、沥青、酚醛、黏胶等原料经过纺丝、氧化、碳化和上浆制成，包含有碳纤维丝、碳纤维束、短切碳纤维、碳纤维布等各种形式产品。
实施例二
将聚丙烯100重量份、热塑性弹性体20重量份、环糊精聚合物15重量份和多孔颗粒6重量份放入密炼机中加热熔融共混，多孔颗粒这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好，聚丙烯的23℃冲击强度大于4kj/㎡，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果，热塑性弹性体为聚酯类热塑性弹性体，热塑性弹性体为聚烯烃类热塑性弹性体，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性，环糊精聚合物为环糊精-聚丙烯酸聚合物，环糊精聚合物既能提高本发明塑料的防霉除菌能力，又能提高其韧性，特别是塑料在低温条件下的韧性，同时可以改善聚丙烯与碳纤维的界面黏附力，环糊精聚合物能进一步提高塑料的韧性和防霉除菌能力，多孔颗粒是环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好，利用多孔颗粒表面的微孔提高聚丙烯与体系中其它物质之间的界面黏附性，在将碳纤维30重量份加入到上述混合液中混合均匀，冷却切粒干燥，在模具中注塑成本发明的塑料，碳纤维可以增强本发明塑料的强度，且碳纤维本身也具有一定的防霉除菌的能力，聚丙烯是由丙烯聚合得到的热塑性树脂，是五大通用树脂之一，聚丙烯具有相对密度小、较好的强度、成型加工性能、耐化学药品性、电绝缘性好，但是制品耐寒性差、低温冲击强度低，热塑性弹性体是指高温下能塑化成型，常温下表现为高弹性的一类材料，诸如聚烯烃类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟聚合物类、有机硅聚合物类热塑性弹性体等，热塑性弹性体可以有效地提高本发明所述高效防霉除菌塑料的韧性，聚烯烃类热塑性弹性体是由烯烃及其取代物聚合制备而成的硬段和橡胶形成的软链段共聚制备而成，其中硬段具体如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，软链段具体如三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶等，环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖及其共聚物或共混物，环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧上端由c2和c3的仲羟基构成，下端由c6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了疏水区，碳纤维是指由聚丙烯腈、沥青、酚醛、黏胶等原料经过纺丝、氧化、碳化和上浆制成，包含有碳纤维丝、碳纤维束、短切碳纤维、碳纤维布等各种形式产品。
实施例三
将聚丙烯100重量份、热塑性弹性体30重量份、环糊精聚合物20重量份和多孔颗粒10重量份放入密炼机中加热熔融共混，多孔颗粒这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好，聚丙烯的23℃冲击强度大于4kj/㎡，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果，热塑性弹性体为聚烯烃类热塑性弹性体，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性，环糊精聚合物为环糊精-聚甲基丙烯酸聚合物，环糊精聚合物既能提高本发明塑料的防霉除菌能力，又能提高其韧性，特别是塑料在低温条件下的韧性，同时可以改善聚丙烯与碳纤维的界面黏附力，环糊精聚合物能进一步提高塑料的韧性和防霉除菌能力，多孔颗粒是环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，在将碳纤维40重量份加入到上述混合液中混合均匀，冷却切粒干燥，在模具中注塑成本发明的塑料，碳纤维可以增强本发明塑料的强度，且碳纤维本身也具有一定的防霉除菌的能力，聚丙烯是由丙烯聚合得到的热塑性树脂，是五大通用树脂之一，聚丙烯具有相对密度小、较好的强度、成型加工性能、耐化学药品性、电绝缘性好，但是制品耐寒性差、低温冲击强度低，热塑性弹性体是指高温下能塑化成型，常温下表现为高弹性的一类材料，诸如聚烯烃类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟聚合物类、有机硅聚合物类热塑性弹性体等，热塑性弹性体可以有效地提高本发明所述高效防霉除菌塑料的韧性，聚烯烃类热塑性弹性体是由烯烃及其取代物聚合制备而成的硬段和橡胶形成的软链段共聚制备而成，其中硬段具体如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，软链段具体如三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶等，环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖及其共聚物或共混物，环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧上端由c2和c3的仲羟基构成，下端由c6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了疏水区，碳纤维是指由聚丙烯腈、沥青、酚醛、黏胶等原料经过纺丝、氧化、碳化和上浆制成，包含有碳纤维丝、碳纤维束、短切碳纤维、碳纤维布等各种形式产品。
实施例四
将聚丙烯100重量份、热塑性弹性体50重量份、环糊精聚合物30重量份和多孔颗粒20重量份放入密炼机中加热熔融共混，多孔颗粒这类物质对界面黏附性的提升作用较为显著，且本身的韧性较好，聚丙烯的23℃冲击强度大于4kj/㎡，冲击强度高的聚丙烯，不但可以改善塑料的韧性，而且对抗菌防霉性能的提高也有效果，热塑性弹性体为重量比1:1的聚烯烃类热塑性弹性体和聚酯类热塑性弹性体，热塑性弹性体一般由硬段和软段共聚而成，硬段的刚性、极性和结晶性使热塑性弹性体具有优异的强度、耐高温、耐油性、耐蠕变和抗溶剂性和抗冲击性，软段的低玻璃化温度和饱和性使得热塑性弹性体具有优良的耐低温性、低温韧性和抗老化性，聚烯烃类热塑性弹性体和聚酯类热塑性弹性体中的两种，两者的复配更能提高塑料的强度和韧性，聚烯烃类热塑性弹性体同聚丙烯的相容性更佳，而聚酯类热塑性弹性体与环糊精聚合物、碳纤维的相容性更佳，所以两者并用在增韧的同时，还可以起到界面增容的效果，且具有协同效应，环糊精聚合物为重量比1:1:1的环糊精-聚乙二醇聚合物、环糊精-聚丙烯酸聚合物或环糊精-聚甲基丙烯酸聚合物，环糊精聚合物既能提高本发明塑料的防霉除菌能力，又能提高其韧性，特别是塑料在低温条件下的韧性，同时可以改善聚丙烯与碳纤维的界面黏附力，环糊精聚合物能进一步提高塑料的韧性和防霉除菌能力环糊精-聚乙二醇聚合物的分子量为20万以下，当环糊精-聚乙二醇聚合物分子量大于20万，其加工性能不佳，抑制了韧性和防霉除菌性能的提高，多孔颗粒是环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，在将碳纤维100重量份加入到上述混合液中混合均匀，冷却切粒干燥，在模具中注塑成本发明的塑料，聚丙烯是由丙烯聚合得到的热塑性树脂，是五大通用树脂之一，聚丙烯具有相对密度小、较好的强度、成型加工性能、耐化学药品性、电绝缘性好，但是制品耐寒性差、低温冲击强度低，热塑性弹性体是指高温下能塑化成型，常温下表现为高弹性的一类材料，诸如聚烯烃类、聚酯类、聚氨酯类、聚酰胺类、有机氟聚合物类、有机硅聚合物类热塑性弹性体等，热塑性弹性体可以有效地提高本发明所述高效防霉除菌塑料的韧性，聚烯烃类热塑性弹性体是由烯烃及其取代物聚合制备而成的硬段和橡胶形成的软链段共聚制备而成，其中硬段具体如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，软链段具体如三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、天然橡胶等，环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖及其共聚物或共混物，环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧上端由c2和c3的仲羟基构成，下端由c6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了疏水区，碳纤维是指由聚丙烯腈、沥青、酚醛、黏胶等原料经过纺丝、氧化、碳化和上浆制成，包含有碳纤维丝、碳纤维束、短切碳纤维、碳纤维布等各种形式产品，碳纤维可以增强本发明塑料的强度，且碳纤维本身也具有一定的防霉除菌的能力。
本发明涉及的测试项目及其测定方法如下，如无特别说明，各测试都在23℃下进行。
拉伸强度：按gb/t1447-2005测定，按标准制备ⅰ型试样，长200mm、厚4mm，测试速度10mm/min。
低温冲击强度：按iso179/1ea测定缺口charpy冲击强度，测试温度为零下30℃。
抗菌性能测试：参照gb15981-1995，q/02gzs001检测方法与标准，试用菌种：大肠杆菌，具体步骤：取0.3ml待测菌液滴加于消毒干燥后的待测样品表面，薄膜覆盖后放置于容器中，在温度36℃、湿度90％rh下放置24h，然后再加入20ml洗脱液并充分振荡洗脱，活菌计算后与空白对照样的回收菌计算其抑菌率。
本发明所用原料
【聚丙烯】
a1：物理性能为：23℃冲击强度3kj/㎡；
a2：物理性能为：23℃冲击强度5kj/㎡。
【热塑性弹性体】
b1：聚烯烃热塑弹性体，熔融指数(230℃、21.2n)9g/10min；
b2：聚酯热塑性弹性体，硬段为对萘二甲酸丁二醇酯链段，熔点215℃，维卡软化点201℃。
【环糊精聚合物】
c1：环糊精-聚乙二醇聚合物，sh3400p，以聚乙二醇为轴，分子量70万；
c2：环糊精-聚乙二醇聚合物，sh2400p，以聚乙二醇为轴，分子量40万；
c3：环糊精-聚乙二醇聚合物，sh1300p，以聚乙二醇为轴，分子量18万；
c4：环糊精-聚丙烯酸聚合物，sa1303p，以聚丙烯酸为轴，分子量19万；
【多孔颗粒】
d1：环糊精-聚氨酯聚合物多孔颗粒，环糊精-聚氨酯聚合物发泡片suf01080经粉碎得到，平均粒径10微米；
d2：聚氨酯多孔颗粒，聚氨酯发泡板经过粉碎制得，平均粒径50微米。
【碳纤维】
短切碳纤维，纤维长度3mm；
密度92g/㎡。
按照表1所示，将原料及其配比加入到双螺杆挤出机中，在260℃条件下进行共混、挤出得到本发明的长1000mm、宽500mm、厚4mm的塑料，表中“/”表示不加入此类原料，“x/y”表示x物质与y物质并用，或x重量份与y重量份并用，对各样品进行性能测试，结果列于表2。
表1原料配比表
表2性能表
本发明的好处：通过聚丙烯、热塑性弹性体、环糊精聚合物、碳纤维的协同效应，使得本发明的塑料在保证塑料具有抗菌防霉效果的同时，即使在低温下，也具有较高的强度和韧性，扩展了塑料的应用领域。