CN105348640A - 一种高保温pp泡沫饭盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高保温PP泡沫饭盒，包括盒体、盒盖和设置在盒体和盒盖内表面的PE保护膜，盒体和盒盖均采用PP泡沫塑料制造，PP泡沫塑料主要成份包括(wt.％)：超细碳酸钙粉体30-40％；水合硝酸铵3-5％；碳酸镁无水粉体3-5％；色料3-5％；余量为PP发泡塑料。本发明通过在高保温PP泡沫饭盒中添加的水合硝酸铵的受热溶化和冷却凝固时的吸热和放热作用，达到在高温是储热，低温是放热以延缓食物冷却的目的。

Description

一种高保温PP泡沫饭盒
技术领域
本发明主要涉及一种塑料发泡饭盒，特别是一种高保温PP泡沫饭盒。
背景技术
发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、脲甲醛、酚醛等。按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的，则称为开孔泡沫塑料；如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。
基于发泡塑料的特点：单位体积内消耗较少的树脂发泡塑料、低的热导率、质量轻便、使用方便、生产成本低廉等，特别是闭孔泡沫塑料在保温等方面的优异特性，从而被广泛地用在一次性饭盒(发泡餐具)、保温泡沫等领域。
发泡餐具，即一次性发泡塑料餐具，是指以聚苯乙烯树脂、PP等材料为原料，在挤出机中经过高温加热熔融后加入发泡剂(丁烷)等进行挤出拉片，将片材收卷后在通风潮湿的环境中放置养生后再进行二次加热吸塑成型，制成的各种餐饮具如快餐盒、汤碗、方便面碗、生鲜托盘等。发泡餐具在不断改善其安全性和环保性的同时，因其便利性而被广泛大量的用于人们的日常生活，特别是在生活工作节奏日益加快的今天，由此可能造成的环境问题如“白色污染”等更是尤为突出。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种高保温PP泡沫饭盒，通过在高保温PP泡沫饭盒中添加的超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体，不仅仅质量轻有利于降低成本，同时还能够利用超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的应力衰减作用改善材料的力学性能，同时提高泡沫饭盒的降解效率，从而缓解高保温PP泡沫饭盒造成的白色污染的影响，有利于保护环境，同时通过在高保温PP泡沫饭盒中添加的水合硝酸铵的受热溶化和冷却凝固时的吸热和放热作用，达到在高温是储热，低温是放热以延缓食物冷却的目的，从而使得泡沫饭盒的使用更为便利，保温性能更强。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒，包括盒体、盒盖和设置在盒体和盒盖内表面的PE保护膜，盒体和盒盖均采用PP泡沫塑料制造，PP泡沫塑料主要成份包括(wt.％)：超细碳酸钙粉体30-40％；水合硝酸铵3-5％；碳酸镁无水粉体3-5％；色料3-5％；余量为PP发泡塑料。本方案利用水合硝酸铵在受热时吸热形成硝酸铵溶解于水中的过饱和水溶液，以及在温度降低时结晶析出重新形成水合硝酸铵结晶的特性，在饭盒的PP材料中形成包含有水合硝酸铵的空泡，并且在饭盒内刚刚放入饭菜时-即温度最高的时候，水合硝酸铵中的结晶水逐渐析出，硝酸铵溶解于水中形成过饱和水溶液，这一阶段吸收饭菜的热量，降低过热饭菜对饭盒的侵蚀以及饭盒中可能存在的低聚物的析出(析出物对健康不利)，而在储存一段时间后，饭菜的整体温度降低，此时过饱和水溶液中的硝酸铵逐渐析出向饭盒内的食物放出热量，从而可以起到调节调节和保温的作用，从而不仅仅利于饭盒的使用，同时还有利于保证饭盒内饭菜食用的爽口性和营养价值。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒的一种改进，PP泡沫塑料还包括偶联剂，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的10-20％。本改进通过在生产使用中以偶联剂对超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体进行预处理，从而极大地改善了PP泡沫塑料与超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的相容性和结合能力，从而使得增强后的泡沫材料在机械性能、保温性能等方面更为突出，同时使用更为方便，在降低生产成本的同时，又极大地提高了饭盒产品的质量。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒的一种改进，偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和乙醇的均匀混合物，其中乙醇占偶联剂总体积的30％。在超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的颗粒上都存在较多的孔隙或者微孔，同时乙醇在超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的颗粒中有良好的渗入效果，并且在与三异硬脂酰基钛酸异丙酯混合后，不仅可以对三异硬脂酰基钛酸异丙酯进行稀释，同时还可以通过极性键的分子间作用力，从而凭借乙醇分子与三异硬脂酰基钛酸异丙酯分子之间的牵拉作用，在小分子(乙醇分子)的渗透作用的牵引下降大分子(三异硬脂酰基钛酸异丙酯分子，同时乙醇分子在使用中更易挥发而被回收循环利用)牵拉进入超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体体系的缝隙或者微孔内，以将三异硬脂酰基钛酸异丙酯诱导渗入超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体内部深层，提升浸润的深度，从而能够极大地提升浸润的效果。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒的一种改进，偶联剂对超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的预处理工艺为，将超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体置于沸腾炉中，再将高频高压偶联剂饱和蒸汽喷入沸腾炉内使超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体保持处于翻腾状态，直至超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体被充分浸润。本方案以高频高压蒸汽由沸腾炉底部导入，将炉内超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体吹起，使其保持“沸腾”状态，蒸汽与超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体接触时通过表面的间隙或者微孔进入超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体内，发生浸润。此时的浸润渗透作用不仅仅基于气态的高动能分子较液态分子更为优秀的渗入作用，同时还有乙醇分子对三异硬脂酰基钛酸异丙酯分子的分子间作用力之间的牵拉作用为助力，以使偶联剂对粉体的浸润效果更好，另外沸腾炉顶部导出气体经过滤后循环利用，从而能够节约原料，降低对环境的污染，降低生产成本。同时以蒸汽形态的偶联剂进行浸润，能够避免表面张力以及液体在粉体表面堆积和堵塞，而阻碍偶联剂的渗透和浸润作用的问题，本方案毫无疑问的具有更高的浸润效率高，同时避免偶联剂在粉体表面粘滞浪费，从而节约偶联剂消耗量。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒的一种改进，预处理工艺中蒸汽形态偶联剂的蒸汽压力为1.5-2.7MPa，喷射频率为200-600Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。不仅利于维持粉体的“沸腾”形态，还可以降低能耗，提高浸润的效率。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒的一种改进，超细碳酸钙粉体的粒径为10-20微米，碳酸镁无水粉体的粒径为80-120微米。本方案中通过采用形成级配体系的超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体，在偶联剂的帮助下，均匀分布于发泡PP中，从而可以在泡沫饭盒中可以形成大小间隔的岛型级配分散的缓冲结构，从而提高饭盒材料对外界机械力和应力的换成能力，不易老化和破损。
本发明方案中，利用超细碳酸钙粉体对PP泡沫塑料进行增强填充，同时通过混合均匀分散于超细碳酸钙粉体中的碳酸镁无水粉体提高碳酸钙粉体在泡沫塑料中的分散性，使得超细粉体在泡沫塑料中分散得更为均匀一致，保证质量的稳定性，同时通过超细粉体碳酸钙以及碳酸镁无水粉体在泡沫塑料中均匀分散形成岛状结构，可以在饭盒收到冲击时，有效衰减应力传递，从而减小损伤，达到对饭盒的PP泡沫材料进行增强的目的，以提高饭盒的机械强度，同时可以参与降解，提高饭盒的腐败降解速度，从而有效降低对环境的影响，减少因泡沫饭盒的应用而对环境造成的污染，同时极大地降低了生产的成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明公开的高保温PP泡沫饭盒，包括盒体、盒盖和设置在盒体和盒盖内表面的PE保护膜，盒体和盒盖均采用PP泡沫塑料制造，PP泡沫塑料主要成份包括(wt.％)：超细碳酸钙粉体30-40％；水合硝酸铵3-5％；碳酸镁无水粉体3-5％；色料3-5％；余量为PP发泡塑料。
作为一种优选，PP泡沫塑料还包括偶联剂，所述偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的10-20％。偶联剂可以采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或者马来酸酐类偶联剂。通过在生产使用中以偶联剂对超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体进行预处理，从而极大地改善了PP泡沫塑料与超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的相容性和结合能力，从而使得增强后的泡沫材料在机械性能、保温性能等方面更为突出，同时使用更为方便，在降低生产成本的同时，又极大地提高了饭盒产品的质量。
作为一种优选，偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和乙醇的均匀混合物，其中乙醇占偶联剂总体积的30％。
作为一种优选，偶联剂对超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的预处理工艺为，将超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体置于沸腾炉中，再将高频高压偶联剂饱和蒸汽喷入沸腾炉内使超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体保持处于翻腾状态，直至超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体被充分浸润。
作为一种优选，预处理工艺中蒸汽形态偶联剂的蒸汽压力为1.5-2.7MPa，喷射频率为200-600Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
作为一种优选，超细碳酸钙粉体的粒径为10-20微米，碳酸镁无水粉体的粒径为80-120微米。
实施例1
本实施例中，盒盖与盒体采用的PP泡沫塑料的主要成份为(wt.％)：超细碳酸钙粉体30％；水合硝酸铵4.5％；碳酸镁无水粉体4.5％；色料3％；余量为PP发泡塑料。其中，超细碳酸钙粉体的粒径为10-12微米，碳酸镁无水粉体的粒径为85-95微米；超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体均被偶联剂表面处理，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的12％。
表面处理过程中，汽形态偶联剂的蒸汽压力为1.5MPa，喷射频率为450-550Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
本方案得到的树脂材料再经过发泡、成型后即可得到质地均匀一致、热稳定性好、轻薄耐用的PP泡沫饭盒，并且成型后的泡沫，密度为19kg/m3,撕裂强度为30N/mm。
实施例2
本实施例中，盒盖与盒体采用的PP泡沫塑料的主要成份为(wt.％)：超细碳酸钙粉体34％；水合硝酸铵3.5％；碳酸镁无水粉体3％；色料5％；余量为PP发泡塑料。其中，超细碳酸钙粉体的粒径为12-14微米，碳酸镁无水粉体的粒径为80-90微米；超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体均被偶联剂表面处理，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的10％。
表面处理过程中，汽形态偶联剂的蒸汽压力为1.7MPa，喷射频率为500-600Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
本方案得到的树脂材料再经过发泡、成型后即可得到质地均匀一致、热稳定性好、轻薄耐用的PP泡沫饭盒，并且成型后的泡沫，密度为19kg/m3,撕裂强度为30N/mm。
实施例3
本实施例中，盒盖与盒体采用的PP泡沫塑料的主要成份为(wt.％)：超细碳酸钙粉体36％；水合硝酸铵4％；碳酸镁无水粉体4％；色料4.5％；余量为PP发泡塑料。其中，超细碳酸钙粉体的粒径为14-16微米，碳酸镁无水粉体的粒径为90-100微米；超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体均被偶联剂表面处理，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的20％。
表面处理过程中，汽形态偶联剂的蒸汽压力为2.3MPa，喷射频率为250-300Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
本方案得到的树脂材料再经过发泡、成型后即可得到质地均匀一致、热稳定性好、轻薄耐用的PP泡沫饭盒，并且成型后的泡沫，密度为20kg/m3,撕裂强度为32N/mm。
实施例4
本实施例中，盒盖与盒体采用的PP泡沫塑料的主要成份为(wt.％)：超细碳酸钙粉体38％；水合硝酸铵3％；碳酸镁无水粉体5％；色料4％；余量为PP发泡塑料。其中，超细碳酸钙粉体的粒径为16-18微米，碳酸镁无水粉体的粒径为100-110微米；超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体均被偶联剂表面处理，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的15％。
表面处理过程中，汽形态偶联剂的蒸汽压力为2.7MPa，喷射频率为300-350Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
本方案得到的树脂材料再经过发泡、成型后即可得到质地均匀一致、热稳定性好、轻薄耐用的PP泡沫饭盒，并且成型后的泡沫，密度为18kg/m3,撕裂强度为32N/mm。
实施例5
本实施例中，盒盖与盒体采用的PP泡沫塑料的主要成份为(wt.％)：超细碳酸钙粉体40％；水合硝酸铵5％；碳酸镁无水粉体3.5％；色料4.7％；余量为PP发泡塑料。其中，超细碳酸钙粉体的粒径为18-20微米，碳酸镁无水粉体的粒径为110-120微米；超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体均被偶联剂表面处理，偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的18％。
表面处理过程中，汽形态偶联剂的蒸汽压力为2.0MPa，喷射频率为200-250Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
本方案得到的树脂材料再经过发泡、成型后即可得到质地均匀一致、热稳定性好、轻薄耐用的PP泡沫饭盒，并且成型后的泡沫，密度为19kg/m3,撕裂强度为30N/mm。
实施例6-10与实施例1-5的区别仅在于，偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和乙醇的均匀混合物，其中乙醇占偶联剂总体积的30％。
色料多选用在饭盒外层，内层可以不使用或天然食用色素，以降低对饭盒内食物质量的影响。
本发明方案中，利用超细碳酸钙粉体对PP泡沫塑料进行增强填充，同时通过混合均匀分散于超细碳酸钙粉体中的碳酸镁无水粉体提高碳酸钙粉体在泡沫塑料中的分散性，使得超细粉体在泡沫塑料中分散得更为均匀一致，保证质量的稳定性，同时通过超细粉体碳酸钙以及碳酸镁无水粉体在泡沫塑料中均匀分散形成岛状结构，可以在饭盒收到冲击时，有效衰减应力传递，从而减小损伤，达到对饭盒的PP泡沫材料进行增强的目的，以提高饭盒的机械强度，同时在使用时参与降解，提高饭盒的腐败降解速度，从而有效降低对环境的影响，减少因泡沫饭盒的应用而对环境造成的污染，同时极大地降低了生产的成本。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处，同样都在本发明要求保护的范围内。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高保温PP泡沫饭盒，包括盒体、盒盖和设置在盒体和盒盖内表面的PE保护膜，其特征在于：所述盒体和盒盖均采用PP泡沫塑料制造，所述PP泡沫塑料主要成份包括(wt.％)：超细碳酸钙粉体30-40％；水合硝酸铵3-5％；碳酸镁无水粉体3-5％；色料3-5％；余量为PP发泡塑料。
2.根据权利要求1所述的高保温PP泡沫饭盒，其特征在于：所述PP泡沫塑料还包括偶联剂，所述偶联剂占超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体总质量的10-20％。
3.根据权利要求2所述的高保温PP泡沫饭盒，其特征在于：所述偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和乙醇的均匀混合物，其中乙醇占偶联剂总体积的30％。
4.根据权利要求2所述的高保温PP泡沫饭盒，其特征在于：所述偶联剂对超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体的预处理工艺为：将超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体置于沸腾炉中，再将高频高压偶联剂饱和蒸汽喷入沸腾炉内使超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体保持处于翻腾状态，直至超细碳酸钙粉体和碳酸镁无水粉体被充分浸润。
5.根据权利要求4所述的高保温PP泡沫饭盒，其特征在于：所述预处理工艺中蒸汽形态偶联剂的蒸汽压力为1.5-2.7MPa，喷射频率为200-600Hz，蒸汽喷射间隔不大于0.1ms。
6.根据权利要求1所述的高保温PP泡沫饭盒，其特征在于：所述超细碳酸钙粉体的粒径为10-20微米，所述碳酸镁无水粉体的粒径为80-120微米。
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