CN102924942A - 改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其由植物纤维粉碎物通过表面改性而得，制备方法为：将植物纤维粉碎物过筛后，与改性物溶液混合并静置，再在绝对压力100kPa～500kPa、温度0℃～300℃下处理0.1~48小时，最后直接烘干即得；其中所述改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或几种混合。本发明的防霉隔离粉具有较好的流动性、吸附性和自然降解性，更强的延缓玻璃发霉的能力，基本无飞扬性，并且清洁方便，使用本发明产品的玻璃即使经过长期保存，也很容易清洗，不会影响玻璃的后续加工及使用。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种在玻璃表面喷洒的防霉隔离粉及其制备方法。
背景技术
在玻璃制造工业中，为避免因玻璃表面侵蚀黏结所蒙受的巨大损失，目前国际上最流行的是在玻璃表面喷洒玻璃防霉隔离粉。
以往的防霉隔离粉采用固体酸性防霉材料与高分子聚合物简单混合，由于酸材和聚合物的密度及表面物理性能的差异，导致防霉隔离粉产品的混合均匀性较差，并且各组分在后续的包装、运输、使用等过程中容易发生分离，从而造成局部功能失衡。由于这种失衡，导致此类防霉隔离粉在恶劣的储运条件下，难以满足防霉要求，例如长时间海运等。
另外，高分子聚合物在自然条件下极难降解，也一定程度上造成了环境污染压力。
出于环保的要求，目前已经有少量植物纤维粉碎物应用于玻璃表面防护领域的案例，例如椰壳粉。但是，目前椰壳粉的使用现状是仅限于起到隔离作用，不具备防霉能力，需要辅助以防霉液、防霉粉等其他防霉措施，不能单独使用。另外，目前椰壳粉等植物纤维粉碎物其在玻璃表面的吸附能力很差，使用效率低，浪费严重，并且不适用于立式堆垛的包装方式。由于植物纤维的生物特性，在吸水或潮湿的条件下，会发生生物霉变，从而导致玻璃污染。
发明内容
本发明的目的在于解决上述已知的缺陷，从而提供一种改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉。
本发明的另一目的是提供一种上述新型玻璃防霉隔离粉的制备方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其由植物纤维粉碎物通过表面改性而得，制备方法为：将植物纤维粉碎物过筛后，与改性物溶液混合并静置，再在绝对压力100kPa～500kPa、温度0℃～300℃下处理0.1~48小时，最后直接烘干即得；其中所述改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或几种混合。
本发明所用的植物纤维粉碎物选自坚果壳、木、秸秆、竹、谷壳或麻类等材料粉碎物中的一种或几种；植物纤维粉碎物进一步可以先期经过常规的去脂去糖处理。本发明需要将植物纤维粉碎物过筛以控制其粒径范围，过筛后植物纤维粉碎物的平均粒径需在40~400微米范围内，进一步优选在40~200微米范围内。
本发明中的改性物溶液是指由一种或多种改性物配制而成的水溶液，改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或多种组合，以两种以上的组合为佳。优选的，有机酸选自富马酸、己二酸、苹果酸、柠檬酸、苯甲酸、马来酸、酒石酸、水杨酸中的一种或几种；无机酸选自硼酸、磷酸中的一种或几种；酸式盐选自己二酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、水杨酸盐、磷酸二氢盐的其中一种或几种组合。改性物溶液的质量浓度可以在0.5~70%范围内，优选0.5~50%，进一步优选10～50%。
所述植物纤维粉碎物与改性物的质量比需控制在40~99:1~60，优选60~90:10~40。
本发明中植物纤维粉碎物与改性物溶液充分混合后需静置一段时间，该时间为0.1～24小时，优选1～24小时，进一步优选5～15小时。
静置后即进行改性处理，改性处理的压力优选为绝对压力100kPa～300kPa；改性处理温度优选60℃～250℃，进一步优选60℃～130℃。改性处理时间为1~48小时，优选10~48小时。
制备过程的最后一个步骤是干燥，即将经过改性处理后的混合物不经过其他处理，直接进行烘干。其烘干的温度为40~400℃，优选60~300℃，烘干至烘干物的含水量为0.1~10%，优选0.1~8%，最优选3~5%。
本发明还公开了一种上述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉的制备方法，具体为：将植物纤维粉碎物过筛后，与改性物溶液混合并静置，再在绝对压力100kPa～500kPa、温度0℃～300℃下处理0.1~48小时，最后直接烘干即得；所述改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或几种混合。本方法中的相应条件如上所述。
采用本发明的方法可以得到吸附力更强、防霉和保护作用更佳的玻璃防霉隔离粉，其机理除了在微米至纳米尺度的吸附、浸渍、填充和负载外，可能还包括在分子层面的共价键的结合，例如植物纤维材料的主要成分为纤维素，纤维素表面含有大量的羟基，可以通过酯化反应、醚化反应等反应嫁接上不同的官能团，同时对其表面性能进行改变。其通用反应式可能如下：
[C6H7O2(OH)3]n+R1COOH→[C6H7O2(OH)2OCOR1]n+nH2O
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本发明通过表面改性，植物纤维材料的吸附能力得到大幅度提高，而且具备防止玻璃发霉的能力。由于本发明以植物纤维材料为基本骨架，对其进行表面改性处理，其均一的组成，使得其不会出现传统防霉隔离粉的组分再分离现象，从而使其对玻璃不仅有优良的隔离作用，而且对玻璃表面有非常好的防腐蚀作用，同时对生物霉种也有很好的抑制生长效果。经过改性处理的纤维材料，其纤维锁水性能好，并有优良的强度、弹性，保证其既能在玻璃之间起到支撑作用，将玻璃很好地分开，又能防止玻璃表面被碎玻璃等划伤。
本发明的防霉隔离粉具有较好的流动性、吸附性和自然降解性，更强的延缓玻璃发霉的能力，基本无飞扬性，并且清洁方便，使用本发明产品的玻璃即使经过长期保存，也很容易清洗，不会影响玻璃的后续加工及使用。
具体实施方式
下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
原料配体（重量份）为：椰壳粉（过筛后）70，复合酸(苹果酸：柠檬酸：硼酸=1：1：1)30。
制备方法：
1、将椰壳粉过80目（180μm）筛。
2、用去离子水配制复合酸溶液，浓度为10%。
3、将过筛后的椰壳粉加入到溶液中搅拌均匀，静置12小时；
4、将混合物在200kPa、120℃的条件中保持18小时；
5、将第4步得到的湿粉，80℃下烘干至含水量3~5%。
实施例2：
原料配体（重量份）为：木粉90，复合酸及盐（马来酸：酒石酸：水杨酸：水杨酸钠=1：2：1：1）10。
制备方法：
1、将木粉过80目（180μm）筛。
2、用去离子水配制复合酸溶液，浓度为20%。
3、将过筛后的木粉加入到第2步溶液中搅拌均匀，静置12小时；
4、将混合物在常压、95℃条件下保持48小时。
5、将第4步得到的湿粉末，160℃烘干至含水量3~5%。
实施例3
原料配体（重量份）为：竹粉92，复合有机酸（柠檬酸：己二酸=3：1）8。
制备方法：
1、将竹粉过80目（180μm）筛。
2、用去离子水配制复合有机酸溶液，浓度为15%。
3、将过筛后的竹粉加入到第2步溶液中搅拌均匀，静置14小时；
4、将混合物在250kPa、115℃条件下保持36小时。
5、将第4步得到的湿粉末，140℃烘干至含水量3~5%。
实施例4：
原料配体（重量份）为：椰壳粉85，无机酸及酸式盐（硼酸：水杨酸钠=4：1）15。
制备方法：
1、将椰壳粉过80目（180μm）筛。
2、用去离子水配制复合酸及盐溶液，浓度为15%。
3、将过筛后的椰壳粉加入到第2步溶液中搅拌均匀，静置18小时；
4、将混合物在150kPa、110℃条件下保持30小时。
5、将第4步得到的湿粉末，95℃烘干至含水量3~5%。
实施例5
原料配体（重量份）为：木粉90，柠檬酸10。
制备方法：
1、将木粉过80目（180μm）筛。
2、用去离子水配制有机酸溶液，浓度为20%。
3、将过筛后的木粉加入到第2步溶液中搅拌均匀，静置20小时；
4、将混合物在200kPa、115℃条件下保持32小时。
5、将第4步得到的湿粉末，150℃烘干至含水量3~5%。
对比例1：海南椰壳原料。
对比例2：南京格力尔科技有限公司生产的NS08A型玻璃防霉隔离粉，（其配方为硼酸：聚甲基丙烯酸甲酯=5：5）。
对比例3：南京格力尔科技有限公司生产的YK09ZJ3型玻璃防霉隔离粉，（其配方为己二酸：椰壳粉=2：8）。
性能测试
将本实施例所得的玻璃防霉隔离粉与对比例1、2、3进行性能对比测试，结果见表2。
表1实施例1、2、3、4、5与对比例1、2、3性能比较测试报告
外观：目测粉末色泽和状态。
气味：鼻嗅，判断是否有轻微酸气味或其他特殊气味。
颗粒度：80目筛网过筛。酸性（pH）：室温下，10g加水90mL。
防霉性能：在60℃，湿度85%的人工强化霉变环境中，比较喷粉组（T2）与空白组（T1）的霉变时间。
隔离效果：30cm×30cm平板玻璃表面均匀地喷洒40mg试样，再将另一块相同尺寸的玻璃重叠上，施压（约5公斤），并以大约1cm的行程对磨30次。检查玻璃表面是否产生擦划伤。
流动性：休止角法。
水分：烘干法。
附着比率：取3块（200×200）mm的玻璃，平铺在桌面上，用实验用静电喷粉枪均匀施粉于玻璃上（0.25-0.65g/m2），轻轻地将玻璃从水平方向移至竖直，收集每块玻璃上自然掉落的粉末，分别称重（A）；再将每块玻璃上吸附的粉刷下，分别收集并称重（B）。样品的附着比率X=B/（A+B）
清洗性：去离子水。
毒性：白鼠急性经口实验，测试其LD50。
霉菌抑菌试验：平行对照法（接种霉菌液至防霉粉中，培养观察25天，并与空白对照组比较），其抑制结果等级分为效果无、一般和明显。
Claims (10)
1.一种改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其由植物纤维粉碎物通过表面改性而得，制备方法为：将植物纤维粉碎物过筛后，与改性物溶液混合并静置，再在绝对压力100kPa～500kPa、温度0℃～300℃下处理0.1~48小时，最后直接烘干即得；其中所述改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或几种混合。
2.根据权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述植物纤维粉碎物选自坚果壳、木、秸秆、竹、谷壳或麻类材料粉碎物中的一种或几种；所述过筛后植物纤维粉碎物的平均粒径为40~400微米。
3.根据权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述有机酸选自富马酸、己二酸、苹果酸、柠檬酸、苯甲酸、马来酸、酒石酸、水杨酸中的一种或几种；所述无机酸选自硼酸、磷酸中的一种或几种；所述酸式盐选自己二酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、水杨酸盐、磷酸二氢盐的其中一种或几种组合。
4.根据权利要求1或3所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述改性溶液的质量浓度为0.5~70%；所述植物纤维粉碎物与改性物的质量比为40~99:1~60。
5.根据权利要求4所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述改性溶液的质量浓度为0.5~50%；所述植物纤维粉碎物与改性物的质量比为60~90:10~40。
6.根据权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于植物纤维粉碎物与改性物溶液混合后静置时间为0.1～24小时。
7.根据权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于静置后处理的绝对压力为100kPa～300kPa，温度为60℃～250℃，处理时间为1~48小时。
8.根据权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述烘干的温度为40~400℃，烘干物的含水量为0.1~10%。
9.根据权利要求8所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉，其特征在于所述烘干的温度为60~300℃，烘干物的含水量为0.1~8%。
10.一种权利要求1所述的改性植物纤维材料型玻璃防霉隔离粉的制备方法，其特征在于将植物纤维粉碎物过筛后，与改性物溶液混合并静置，再在绝对压力100kPa～500kPa、温度0℃～300℃下处理0.1~48小时，最后直接烘干即得；所述改性物选自有机酸、无机酸或酸式盐中的一种或几种混合。
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