本发明属于高分子材料，具体地，涉及一种环保抑菌餐具材料及其制备方法。
背景技术：
1、目前，可生物降解的聚乳酸（pla）因其环保特性而被广泛应用于餐具制造领域。然而，纯pla材料存在脆性大、耐热性差等固有缺陷，常需要通过与其他聚合物共混或添加各类助剂进行改性。在赋予其功能性，尤其是抑菌和阻燃性能方面，现有技术多采用物理共混的方式添加小分子抑菌剂或无机阻燃剂。这类方法存在明显不足：小分子助剂易从基体中迁移析出，不仅导致抗菌、阻燃功能迅速衰减，难以长效，更存在进入食物链引发二次污染的风险；而无机填料与聚合物基体相容性差，容易团聚，在改善功能性的同时往往会显著劣化材料的力学性能，如导致材料脆性增加、强度下降。
2、因此，开发一种兼具优异力学性能、长效抑菌性、良好阻燃性且安全环保的餐具材料，已成为本领域亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种环保抑菌餐具材料及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种环保抑菌餐具材料，包括以下组分：按重量份数计，80-100份聚乳酸、10-20份聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、8-10份复合添加剂、0.1-0.5份抗氧剂、0.1-0.5份润滑剂、0.5-1份成核剂、1-2份马来酸酐接枝聚乳酸。
4、较为优化地，所述复合添加剂包括质量比为5-6：3的功能性共聚物和硅烷改性二氧化硅。
5、较为优化地，所述功能性共聚物的制备工艺为：
6、s1：将对羟基苯甲醛、1-溴-6-氯己烷、碳酸钾加入至乙腈中，搅拌均匀，随后升高温度至70℃，回流反应6-7h，反应完成后，冷却至室温，过滤，得到中间体a；
7、s2：将中间体a、5-氨基-2-苯并咪唑酮、无水乙醇、乙酸混合，升高温度至70-80℃，回流反应8-10h，反应结束后，冷却至室温后过滤，洗涤，干燥，之后将得到的固体与9,10-二氢-9-氧化-10-磷杂菲-10-氧化物加入至乙腈中，升高温度至70℃，回流反应10-12h，后处理，得到中间体b；
8、s3：将1-烯丙基咪唑、中间体b、乙腈混合，搅拌均匀后，升高温度至90℃，反应24h，反应结束后，冷却至室温，旋转蒸发除去乙腈，洗涤，干燥，得到中间体c；
9、s4：保护气氛下，将中间体c、马来酸酐、四氢呋喃混合，搅拌均匀后，加入偶氮二异丁腈，在80℃下回流反应10-12h，反应结束后，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到功能性共聚物。
10、方案中，碳酸钾作为弱碱，夺取对羟基苯甲醛酚羟基的质子，生成亲核性更强的酚氧负离子，之后进攻1-溴-6-氯己烷中溴连接的碳原子，得到中间体a；具体的合成过程如下所示：
11、
12、较为优化地，所述中间体a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，10-12份对羟基苯甲醛、18-22份1-溴-6-氯己烷、15-20份碳酸钾、80-100份乙腈。
13、方案中，中间体a的醛基与5-氨基-2-苯并咪唑酮的芳香伯氨基发生亲核加成-消除反应，生成亚胺结构，之后与9,10-二氢-9-氧化-10-磷杂菲-10-氧化物（dopo）发生亲核加成反应，得到中间体b；具体的合成过程如下所示：
14、
15、较为优化地，所述中间体b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，18-20份中间体a、8-10份5-氨基-2-苯并咪唑酮、80-100份无水乙醇、2-5份乙酸、12-15份9,10-二氢-9-氧化-10-磷杂菲-10-氧化物、80-100份乙腈。
16、方案中，1-烯丙基咪唑分子中咪唑环上的氮原子富含电子，具有很强的亲核性，进攻中间体b末端的氯原子所连接的碳原子，得到中间体c；具体的合成如下所示：
17、
18、较为优化地，所述中间体c的制备原料包括以下组分：按重量份数计，5-7份1-烯丙基咪唑、18-20份中间体b、80-100份乙腈。
19、方案中，中间体c与马来酸酐在引发剂的作用下，反应得到功能性共聚物；其结构如下所示：
20、
21、较为优化地，所述功能性共聚物的制备原料包括以下组分：按重量份数计，18-20份中间体c、4-6份马来酸酐、60-80份四氢呋喃、0.5-1份偶氮二异丁腈。
22、较为优化地，所述抗氧剂为质量比为1：1的抗氧剂1010和抗氧剂168。
23、较为优化地，所述润滑剂为柠檬酸三丁酯。
24、一种环保抑菌餐具材料的制备方法，包括以下工艺：将聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯在鼓风干燥箱中于50-60℃下干燥4-6h；随后将干燥后的基材与复合添加剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂及马来酸酐接枝聚乳酸一同倒入高速混料机中，混合5-15min，得到预混均匀的物料；最后将预混物料投入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，经水冷、风干后切粒，得到环保抑菌餐具材料。
25、本发明的有益效果：
26、其一：本发明的复合添加剂由特定质量比（5-6:3）的功能性共聚物与硅烷改性二氧化硅构成；若功能性共聚物过多，则成炭组分相对不足，阻燃效果下降；若二氧化硅过多，易发生团聚，导致材料相容性变差、力学性能劣化。优化比例完美平衡了各功能需求，避免了单一组分的弊端；并且，二者在阻燃效果上，产生了有效的协同效应，功能性共聚物提供气相和凝聚相阻燃基础，而二氧化硅则作为成炭催化剂和骨架。
27、其二：功能性共聚物末端的马来酸酐单元，在加工过程中可与基体的端基发生化学反应，极大改善了界面相容性，避免了相分离，确保了功能组分均匀分散且不迁移，从而保证了材料力学性能的稳定性与长效性；共聚物中的季铵盐基团可通过静电作用吸附并刺破带负电的细菌细胞膜，实现高效接触式杀菌。由于该抑菌基团通过共价键牢固接枝在聚合物链上，而非物理掺杂，因此不易析出和流失，实现了长效、安全的抑菌效果，避免了二次污染。
1.一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，包括以下组分：按重量份数计，80-100份聚乳酸、10-20份聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、8-10份复合添加剂、0.1-0.5份抗氧剂、0.1-0.5份润滑剂、0.5-1份成核剂、1-2份马来酸酐接枝聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述复合添加剂包括质量比为5-6：3的功能性共聚物和硅烷改性二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述功能性共聚物的制备工艺为：
4.根据权利要求3所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述中间体a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，10-12份对羟基苯甲醛、18-22份1-溴-6-氯己烷、15-20份碳酸钾、80-100份乙腈。
5.根据权利要求3所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述中间体b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，18-20份中间体a、8-10份5-氨基-2-苯并咪唑酮、80-100份无水乙醇、2-5份乙酸、12-15份9,10-二氢-9-氧化-10-磷杂菲-10-氧化物、80-100份乙腈。
6.根据权利要求3所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述中间体c的制备原料包括以下组分：按重量份数计，5-7份1-烯丙基咪唑、18-20份中间体b、80-100份乙腈。
7.根据权利要求3所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述功能性共聚物的制备原料包括以下组分：按重量份数计，18-20份中间体c、4-6份马来酸酐、60-80份四氢呋喃、0.5-1份偶氮二异丁腈。
8.根据权利要求1所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述抗氧剂为质量比为1：1的抗氧剂1010和抗氧剂168。
9.根据权利要求1所述的一种环保抑菌餐具材料，其特征在于，所述润滑剂为柠檬酸三丁酯。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种环保抑菌餐具材料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺：将聚乳酸、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯在鼓风干燥箱中于50-60℃下干燥4-6h；随后将干燥后的基材与复合添加剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂及马来酸酐接枝聚乳酸一同倒入高速混料机中，混合5-15min，得到预混均匀的物料；最后将预混物料投入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，经水冷、风干后切粒，得到环保抑菌餐具材料。