CN105885103A - 一种淀粉基发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淀粉基发泡材料及其制备方法，各组分按重量份计为：淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氢钠0.1-2份，十二烷基磺酸钠1-3份，杀菌防腐剂0.5-2份，粘结剂0-7份，本淀粉基发泡材料以淀粉为主要原料，原料来源广泛，且天然环保，淀粉经过发泡处理后其分子结构发生变化，产生很多氢键，因此具有可降解性，遇水能迅速溶解，且发泡后的淀粉形成蜂窝状结构，具有良好的透气性，吸附性，比现有的发泡材料更具备成本低廉，生产工艺简便的特性，本发明不仅可应用于一次性包装，还可以作为空气净化材料，用于家具除臭用品，适合大规模推广。

Description

一种淀粉基发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种淀粉基发泡材料及其制备方法。

背景技术

如今生活水平提高，人们对于绿色、健康、环保的关注越来越多，家居、汽车环保、自来水净化等领域频频出现污染物超标事件，使得木质活性炭等具有净化功能的材料的需求出现爆发性增长。现今我国活性炭行业虽然发展较为迅速，但是我国活性炭企业规模普遍较小，难以形成规模效益，技术落后，环境污染严重，只是依托我国煤炭资源优势，而进行的粗犷型生产。故需要寻找新的环保型原料来生产具有高吸附能力的材料。

淀粉是一种可再生资源，具有来源丰富、价格低廉等特点，并且可以为微生物提供养分，容易受微生物侵蚀，具有优良的生物降解性能，适合于作为生物降解材料的原料。同时淀粉挤出时具有膨胀性，而且其本身具有抗静电作用。故环境友好材料的研究开发已成为众多科研工作者的研究热点。以淀粉等天然可生物降解高分子材料研究开发低成本，环境友好的绿色发泡材料，受到了世界范围内的广泛关注和重视。

现有技术中，利用淀粉等可再生原料生产发泡材料多采用混炼工艺，生产的发泡材料多用于一次性包装或是缓冲包装材料等，但是发泡材料的吸附性与透气性低，适用范围小，不适于吸附材料。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种吸附性、透气性好，可降解的淀粉基发泡材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种淀粉基发泡材料，各组分按重量份计为：淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氢钠0.1-2份，十二烷基磺酸钠1-3份，杀菌防腐剂0.5-2份，粘结剂0-7份。

进一步地，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉与红薯淀粉中至少一种，食用淀粉杂质含量低，发泡后吸附效果好，且具有淀粉的天然芳香。

进一步地，所述粘结剂为预糊化淀粉、10％聚乙烯醇水溶液或聚氨酯树脂。

一种淀粉基发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

a、组份一混合：将水5-15份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氢钠0.1-2份混合，充分搅拌至均匀混合；

b、组份二混合：将水7-20份，十二烷基磺酸钠1-3份，杀菌防腐剂0.5-2份混合，充分搅拌至完全溶解；

c、添加物料：将淀粉50-70份放入搅拌桶，将经过步骤a的组份一内添加到搅拌桶内，充分搅拌均匀，再静置30min；

d、二次添加物料：仅经过步骤b的组份二加入搅拌桶内，再加入粘结剂0-7份，充分搅拌至均匀混合；

e、造粒：将经过步骤d的物料放入造粒设备内，进行造粒；

f、干燥：将造粒成型的淀粉颗粒放入干燥室进行干燥，使得颗粒水分含量降至6-15％；

g、发泡：将干燥后的淀粉颗粒加入发泡设备内，进行发泡作业，发泡温度为140-180℃；

h、裁切：将进行步骤g的发泡材料进行裁切，即得到了淀粉基发泡材料。

进一步地，所述步骤e中造粒设备为挤出造粒机或摇摆造粒机，该造粒温度低于60℃，造粒压力为5-15bar。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本淀粉基发泡材料以淀粉为主要原料，原料来源广泛，且天然环保，淀粉经过发泡处理后其分子结构发生变化，产生很多氢键，因此具有可降解性，遇水能迅速溶解，且发泡后的淀粉形成蜂窝状结构，具有良好的透气性，吸附性，比现有的发泡材料更具备成本低廉，生产工艺简便的特性而且适用性更广，本发明不仅可应用于一次性包装，还可以作为空气净化材料，用于家具除臭用品，适合大规模推广。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例一

一种淀粉基发泡材料，各组分按重量份计为：淀粉55份，水18份，甘油7份，尿素4份，碳酸氢钠0.4份，十二烷基磺酸钠3份，杀菌防腐剂1份，粘结剂5份。

一种淀粉基发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

a、组份一混合：将水10份，甘油7份，尿素4份，碳酸氢钠0.4份混合，充分搅拌至均匀混合；

b、组份二混合：将水8份，十二烷基磺酸钠3份，杀菌防腐剂1份混合，充分搅拌至完全溶解；

c、添加物料混合：将淀粉55份放入搅拌器内，再将经过步骤a的组份一添加到搅拌器内，充分搅拌均匀，再静置30min；

d、二次添加物料：仅经过步骤b的组份二加入搅拌器内，搅拌均匀，最后加入粘结剂5份，充分搅拌至均匀混合；

e、造粒：将经过步骤d的物料放入挤出造粒机内，进行造粒，挤出温度为50℃，压力为7bar；

f、干燥：将造粒成型的淀粉颗粒放入干燥室进行干燥，使得颗粒水分含量降至12％；

g、发泡：将干燥后的淀粉颗粒加入发泡设备内，进行发泡作业，发泡温度为160℃；

h、裁切：将进行步骤g的发泡材料进行裁切，即得到了淀粉基发泡材料。

本配方制备的淀粉基发泡材料韧性以及抗冲击性能高，适用于包装材料。

实施例二

一种淀粉基发泡材料，各组分按重量份计为：淀粉68份，水15份，甘油5份，尿素5份，碳酸氢钠2份，十二烷基磺酸钠3份，杀菌防腐剂1份，粘结剂7份。

一种淀粉基发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

a、组份一混合：将水10份，甘油5份，尿素5份，碳酸氢钠2份混合，充分搅拌至均匀混合；

b、组份二混合：将水5份，十二烷基磺酸钠3份，杀菌防腐剂1份混合，充分搅拌至完全溶解；

c、添加物料：将淀粉68份放入搅拌器内，再将经过步骤a的组份一添加到搅拌器内，充分搅拌均匀，再静置30min；

d、二次添加物料：仅经过步骤b的组份二加入搅拌器内，搅拌均匀，再加入粘结剂7份，充分搅拌至均匀混合；

e、造粒：将经过步骤d的物料放入摇摆造粒机内，进行造粒，挤出温度为50℃，压力为7bar；

f、干燥：将造粒成型的淀粉颗粒放入干燥室进行干燥，使得颗粒水分含量降至14％；

g、发泡：将干燥后的淀粉颗粒加入发泡设备内，进行发泡作业，发泡温度为170℃；

h、裁切：将进行步骤g的发泡材料进行裁切，即得到了淀粉基发泡材料。

本配方制备的淀粉基发泡材料分子空间结构大且细腻均匀，应用于净化空气材料，能够吸附空气中有毒有害以及可吸入颗粒物。

本发明主要采用食用淀粉，添加若干助剂，使得原淀粉分子结构发生改变，组份一中加入的甘油、尿素与碳酸氢钠主要起到增加淀粉可塑性、韧性、增强抗冲击性能，改变淀粉分子机构，组份二中加入的十二烷基磺酸钠与杀菌防腐剂主要是利用十二烷基磺酸钠的表面活性作用，在挤出机内产生高温高压熔体同时淀粉被糊化，淀粉分子链发生α现象，使得该结构能够溶于水，在挤出机的作用下，当该物料被挤出的瞬间，挤出机的压力迅速下降，使得在挤出机内部形成的高温高压水蒸汽迅速汽化膨胀，结合十二烷基磺酸钠的发泡作用，使得淀粉分子间产生许多气泡，最终得到被发泡的淀粉材料，本淀粉基发泡材料不仅可应用于一次性包装，还可以作为空气净化材料，用于家具除臭用品，适合大规模推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (5)

1.一种淀粉基发泡材料，其特征在于，各组分按重量份计为：淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氢钠0.1-2份，十二烷基磺酸钠1-3份，杀菌防腐剂0.5-2份，粘结剂0-7份。

2.根据权利要求1所述的一种淀粉基发泡材料，其特征在于，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉与红薯淀粉中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种淀粉基发泡材料，其特征在于，所述粘结剂为预糊化淀粉、10％聚乙烯醇水溶液或聚氨酯树脂。

4.一种淀粉基发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、组份一混合：将水5-15份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氢钠0.1-2份混合，充分搅拌至均匀混合；

b、组份二混合：将水7-20份，十二烷基磺酸钠1-3份，杀菌防腐剂0.5-2份混合，充分搅拌至完全溶解；

c、添加物料：将淀粉50-70份放入搅拌桶，将经过步骤a的组份一添加到搅拌桶内，充分搅拌均匀，再静置30min；

d、二次添加物料：仅经过步骤b的组份二加入搅拌桶内，再加入粘结剂0-7份，充分搅拌至均匀混合；

e、造粒：将经过步骤d的物料放入造粒设备内，进行造粒；

f、干燥：将造粒成型的淀粉颗粒放入干燥室进行干燥，使得颗粒水分含量降至6-15％；

g、发泡：将干燥后的淀粉颗粒加入发泡设备内，进行发泡作业，发泡温度为140-180℃；

h、裁切：将进行步骤g的发泡材料进行裁切，即得到了淀粉基发泡材料。

5.根据权利要求4所述的一种淀粉基发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤e中造粒设备为挤出造粒机或摇摆造粒机，该造粒温度低于60℃，造粒压力为5-15bar。