本發明屬于塑料技術領域，涉及一種抑菌聚氨酯發泡塑料，本發明還涉及該抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法。
背景技術：
聚氨酯材料是目前國際上性能最好的保溫材料，由異氰酸酯(單體)與羥基化合物聚合而成。由于含極強性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。
聚氨酯發泡塑料是一種較好的原材料，是由聚醚多元醇和異氰酸酯在發泡劑作用下制得的泡沫制品，具有優良的保溫性能、力學性能、電學性能、聲學性能和耐化學品性能等，廣泛應用于機場、酒店、建材、汽車、園林美化、高檔家具等領域。但是聚氨酯發泡塑料柔韌性較差，在特殊行業達不到要求。
而且現在環境污染嚴重，自然界中存在著各種各樣的微生物，這些塑料制品在使用過程中易受細菌污染，不利于人們的身體健康，為了解決這方面的問題，抗菌塑料應運而生。由于抗菌塑料可以從根本上減少或者避免人與人、人與物、物與物之間細菌的交叉感染，具有抗菌功能的塑料制品普遍受到人們的重視和歡迎。一些研究結果顯示，所用的抗菌材料要具有高效、光譜和長效抗菌以及耐熱性好、安全性高等特點。
如何制備一種韌性好、力學性能優異、且具有長效抗菌性能的聚氨酯泡沫塑料成為目前需要解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決上述提到的現有技術中的不足，提供一種抑菌聚氨酯發泡塑料及其制備方法，該抑菌聚氨酯發泡塑料為微孔塑料，氣泡均勻，密度低，質量輕，具有良好的力學性能和抑菌性能。
為達上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種抑菌聚氨酯發泡塑料，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、聚苯乙烯20-30份、芳綸漿粕15-25份、馬來酸酐1-3份、三乙醇胺4-6份、碳酸鈣3-5份、偶氮二甲酰胺3-4份、聚醚改性硅油2-3份、月桂氮酮2-4份、茶粕10-16份、烘干的絲瓜藤10-20份、殼聚糖6-10份、膨脹珍珠巖8-12份、木質素磺酸鈉0.3-0.6份、丙酸鈣4-6份、氧化鋅4-6份、碳酸鋰3-5份、純丙乳液10-20份。
進一步的，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯120份、聚酯多元醇100份、聚苯乙烯20份、芳綸漿粕15份、馬來酸酐1份、三乙醇胺4份、碳酸鈣3份、偶氮二甲酰胺3份、聚醚改性硅油2份、月桂氮酮2份、茶粕10份、烘干的絲瓜藤10份、殼聚糖6份、膨脹珍珠巖8份、木質素磺酸鈉0.3份、丙酸鈣4份、氧化鋅4份、碳酸鋰3份、純丙乳液10份。
進一步的，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯150份、聚酯多元醇120份、聚苯乙烯30份、芳綸漿粕25份、馬來酸酐3份、三乙醇胺6份、碳酸鈣5份、偶氮二甲酰胺4份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮4份、茶粕16份、烘干的絲瓜藤20份、殼聚糖10份、膨脹珍珠巖12份、木質素磺酸鈉0.6份、丙酸鈣6份、氧化鋅6份、碳酸鋰5份、純丙乳液20份。
進一步的，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯135份、聚酯多元醇110份、聚苯乙烯25份、芳綸漿粕20份、馬來酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸鈣4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油2.5份、月桂氮酮3份、茶粕13份、烘干的絲瓜藤15份、殼聚糖8份、膨脹珍珠巖10份、木質素磺酸鈉0.5份、丙酸鈣5份、氧化鋅5份、碳酸鋰4份、純丙乳液15份。
優選的，聚酯多元醇為己二酸酯、聚己內酯、聚碳酸酯中的一種或多種。
本發明的另一目的是提供一種抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將烘干的絲瓜藤燒存性，然后與茶粕混合后送入納米研磨機進行研磨，得到混合粉末，備用；
(2)將步驟(1)制得的混合粉末置于攪拌機中，加入殼聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)將膨脹珍珠巖粉碎至80目后，總重量記為1份，用4份質量分數為10-20％的氫氧化鈉水溶液超聲攪拌浸泡30min，洗滌至中性，干燥后，加入木質素磺酸鈉和適量蒸餾水，超聲攪拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，備用；
(4)將步驟(1)制得的混合物料A、步驟(3)制得的超微粉與芳綸漿粕、馬來酸酐、丙酸鈣、氧化鋅、碳酸鋰、純丙乳液加入高速混合機中，在150℃下以600-800r/min的速度攪拌30min，得混合物料B，備用；
(5)將異氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入攪拌機中攪拌混合均勻，并升溫至160-170℃至攪拌機中全部物料熔融混合均勻后，加入碳酸鈣、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步驟(4)制得的混合物料B密閉混合均勻，得到混煉料；
(6)將步驟(5)制得的混煉料裝入模具，再送入平板硫化機進行交聯發泡，發泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯發泡塑料。
進一步的，步驟(3)中氫氧化鈉水溶液的質量分數為15％。
進一步的，步驟(6)中高速混合機的攪拌速度為700r/min。
進一步的，步驟(7)中發泡溫度為250-260℃，發泡時間為10-15min，發泡壓力為15-20MPa。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
(1)本發明生產的抑菌聚氨酯發泡塑料的泡孔大小為微孔，微孔密度均勻，密度低，質量輕，以異氰酸酯和聚酯多元醇為主料，并添加了芳綸漿粕、聚苯乙烯，在秉承了傳統聚氨酯發泡塑料材料優點的基礎上，又進一步提高了聚氨酯的力學性能。
(2)本發明采用聚醚改性硅油與碳酸鈣、偶氮二甲酰胺配合作用用于發泡，有助于氣泡的形成，在發泡過程中可以控制泡沫的大小和均勻性，促使泡沫泡孔凝膠張力的平衡，使泡沫泡孔不易崩塌，提高聚碳酸酯材料的微孔密度，同時三乙醇胺還能平衡發泡的速度，它們相互配合作用，同時控制發泡溫度、時間和發泡壓力，使產品的泡孔為微孔，且微孔大小和分布均勻。
(3)絲瓜藤一般情況下屬于農作物廢棄物，然而其本身對常見菌種具有很好的抑菌活性，本發明通過將絲瓜藤燒存性后研末，與同樣作為生產廢棄物的茶粕用殼聚糖包覆后，與氧化鋅、碳酸鋰一起與改性的膨脹珍珠巖、芳綸漿粕、馬來酸酐、純丙乳液混合，引入到聚氨酯發泡塑料中，既可以改善上述物料在其他原料間的分散效果和相容性，又賦予了本產品一定的抑菌作用，同時絲瓜藤與茶粕還可以與氧化鋅、碳酸鋰、丙酸鈣配合作用，可以在使本產品的抑菌性能更優異的基礎上，還具有一定的防霉的功效。
(4)本發明制備的抑菌聚氨酯發泡塑料為微孔發泡塑料，氣泡均勻，密度低，質量輕，是一種具有良好力學性能和抑菌性能的新型材料，且采用了較大比例的無機填料，降低了其生產成本，且在使用過程中受到沖擊時能很好的消耗沖擊能，不會產生塌陷，較傳統的聚氨酯發泡塑料有很大提高，可廣泛應用于多個領域。
具體實施方式
為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，下面通過實施例對本發明進一步詳細說明。但下述的實施例僅僅是本發明的簡易例子，并不代表或限制本發明的權利保護范圍，本發明的保護范圍以權利要求書為準。
實施例1
一種抑菌聚氨酯發泡塑料，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯120份、聚己內酯100份、聚苯乙烯20份、芳綸漿粕15份、馬來酸酐1份、三乙醇胺4份、碳酸鈣3份、偶氮二甲酰胺3份、聚醚改性硅油2份、月桂氮酮2份、茶粕10份、烘干的絲瓜藤10份、殼聚糖6份、膨脹珍珠巖8份、木質素磺酸鈉0.3份、丙酸鈣4份、氧化鋅4份、碳酸鋰3份、純丙乳液10份。
所述抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法包括以下步驟：
(1)將烘干的絲瓜藤燒存性，然后與茶粕混合后送入納米研磨機進行研磨，得到混合粉末，備用；
(2)將步驟(1)制得的混合粉末置于攪拌機中，加入殼聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)將膨脹珍珠巖粉碎至80目后，總重量記為1份，用4份質量分數為10％的氫氧化鈉水溶液超聲攪拌浸泡30min，洗滌至中性，干燥后，加入木質素磺酸鈉和適量蒸餾水，超聲攪拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，備用；
(4)將步驟(1)制得的混合物料A、步驟(3)制得的超微粉與芳綸漿粕、馬來酸酐、丙酸鈣、氧化鋅、碳酸鋰、純丙乳液加入高速混合機中，在150℃下以600r/min的速度攪拌30min，得混合物料B，備用；
(5)將異氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入攪拌機中攪拌混合均勻，并升溫至160-170℃至攪拌機中全部物料熔融混合均勻后，加入碳酸鈣、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步驟(4)制得的混合物料B密閉混合均勻，得到混煉料；
(6)將步驟(5)制得的混煉料裝入模具，再送入平板硫化機進行交聯發泡，發泡溫度為250℃，發泡時間為15min，發泡壓力為15MPa，發泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯發泡塑料。
實施例2
一種抑菌聚氨酯發泡塑料，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯150份、己二酸酯40份、聚碳酸酯80份、聚苯乙烯30份、芳綸漿粕25份、馬來酸酐3份、三乙醇胺6份、碳酸鈣5份、偶氮二甲酰胺4份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮4份、茶粕16份、烘干的絲瓜藤20份、殼聚糖10份、膨脹珍珠巖12份、木質素磺酸鈉0.6份、丙酸鈣6份、氧化鋅6份、碳酸鋰5份、純丙乳液20份。
所述抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法包括以下步驟：
(1)將烘干的絲瓜藤燒存性，然后與茶粕混合后送入納米研磨機進行研磨，得到混合粉末，備用；
(2)將步驟(1)制得的混合粉末置于攪拌機中，加入殼聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)將膨脹珍珠巖粉碎至80目后，總重量記為1份，用4份質量分數為20％的氫氧化鈉水溶液超聲攪拌浸泡30min，洗滌至中性，干燥后，加入木質素磺酸鈉和適量蒸餾水，超聲攪拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，備用；
(4)將步驟(1)制得的混合物料A、步驟(3)制得的超微粉與芳綸漿粕、馬來酸酐、丙酸鈣、氧化鋅、碳酸鋰、純丙乳液加入高速混合機中，在150℃下以800r/min的速度攪拌30min，得混合物料B，備用；
(5)將異氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入攪拌機中攪拌混合均勻，并升溫至160-170℃至攪拌機中全部物料熔融混合均勻后，加入碳酸鈣、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步驟(4)制得的混合物料B密閉混合均勻，得到混煉料；
(6)將步驟(5)制得的混煉料裝入模具，再送入平板硫化機進行交聯發泡，發泡溫度為260℃，發泡時間為10min，發泡壓力為20MPa，發泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯發泡塑料。
實施例3
一種抑菌聚氨酯發泡塑料，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯135份、聚碳酸酯110份、聚苯乙烯25份、芳綸漿粕20份、馬來酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸鈣4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油2.5份、月桂氮酮3份、茶粕13份、烘干的絲瓜藤15份、殼聚糖8份、膨脹珍珠巖10份、木質素磺酸鈉0.5份、丙酸鈣5份、氧化鋅5份、碳酸鋰4份、純丙乳液15份。
所述抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法包括以下步驟：
(1)將烘干的絲瓜藤燒存性，然后與茶粕混合后送入納米研磨機進行研磨，得到混合粉末，備用；
(2)將步驟(1)制得的混合粉末置于攪拌機中，加入殼聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)將膨脹珍珠巖粉碎至80目后，總重量記為1份，用4份質量分數為15％的氫氧化鈉水溶液超聲攪拌浸泡30min，洗滌至中性，干燥后，加入木質素磺酸鈉和適量蒸餾水，超聲攪拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，備用；
(4)將步驟(1)制得的混合物料A、步驟(3)制得的超微粉與芳綸漿粕、馬來酸酐、丙酸鈣、氧化鋅、碳酸鋰、純丙乳液加入高速混合機中，在150℃下以700r/min的速度攪拌30min，得混合物料B，備用；
(5)將異氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入攪拌機中攪拌混合均勻，并升溫至160-170℃至攪拌機中全部物料熔融混合均勻后，加入碳酸鈣、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步驟(4)制得的混合物料B密閉混合均勻，得到混煉料；
(6)將步驟(5)制得的混煉料裝入模具，再送入平板硫化機進行交聯發泡，發泡溫度為,260℃，發泡時間為15min，發泡壓力為18MPa，發泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯發泡塑料。
實施例4
一種抑菌聚氨酯發泡塑料，制成該抑菌聚氨酯發泡塑料的原料包括以下重量份數的各成分：異氰酸酯150份、己二酸酯30份、聚己內酯60份、聚碳酸酯30份、聚苯乙烯30份、芳綸漿粕20份、馬來酸酐2份、三乙醇胺5份、碳酸鈣4份、偶氮二甲酰胺3.5份、聚醚改性硅油3份、月桂氮酮2份、茶粕13份、烘干的絲瓜藤20份、殼聚糖10份、膨脹珍珠巖8份、木質素磺酸鈉0.4份、丙酸鈣6份、氧化鋅6份、碳酸鋰4份、純丙乳液15份。
所述抑菌聚氨酯發泡塑料的制備方法包括以下步驟：
(1)將烘干的絲瓜藤燒存性，然后與茶粕混合后送入納米研磨機進行研磨，得到混合粉末，備用；
(2)將步驟(1)制得的混合粉末置于攪拌機中，加入殼聚糖，包覆分散30min后出料，得到混合物料A；
(3)將膨脹珍珠巖粉碎至80目后，總重量記為1份，用4份質量分數為18％的氫氧化鈉水溶液超聲攪拌浸泡30min，洗滌至中性，干燥后，加入木質素磺酸鈉和適量蒸餾水，超聲攪拌30min后，微波干燥，然后超微粉碎至超微粉，備用；
(4)將步驟(1)制得的混合物料A、步驟(3)制得的超微粉與芳綸漿粕、馬來酸酐、丙酸鈣、氧化鋅、碳酸鋰、純丙乳液加入高速混合機中，在150℃下以800r/min的速度攪拌30min，得混合物料B，備用；
(5)將異氰酸酯、聚酯多元醇、聚苯乙烯、三乙醇胺放入攪拌機中攪拌混合均勻，并升溫至160-170℃至攪拌機中全部物料熔融混合均勻后，加入碳酸鈣、偶氮二甲酰胺、聚醚改性硅油、月桂氮酮、步驟(4)制得的混合物料B密閉混合均勻，得到混煉料；
(6)將步驟(5)制得的混煉料裝入模具，再送入平板硫化機進行交聯發泡，發泡溫度為250℃，發泡時間為15min，發泡壓力為20MPa，發泡完成后即得所述的抑菌聚氨酯發泡塑料。
性能測試
本發明還對實施例1-4所制備的抑菌聚氨酯發泡塑料的性能進行了測試，測試結果如表1所示。
表1抑菌聚氨酯發泡塑料的性能測試結果
上述測試結果表明，本發明所制備的抑菌聚氨酯泡沫塑料泡孔結構較規則、泡孔致密，具有較低的導熱系數，隔熱性能、力學性能好。
本發明對實施例1-4所制備的抑菌聚氨酯發泡塑料的抑菌性能進行了測試，測試結果如表2所示。
表2抑菌聚氨酯發泡塑料抑菌性能測試結果
從表2中數據可以發現，本發明的抑菌聚氨酯發泡塑料具有良好的抑菌性能。
以上所述是本發明的優選實施方式，其目的在于讓熟悉此項技術的人了解本發明內容并加以實施，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇，或者對上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，通過任何合適的方式進行組合等，這些等效替換及輔助成分的添加、具體技術特征的組合等也視為本發明的保護范圍。