CN105885446A

CN105885446A - 一种抗菌防腐生态环保发泡材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105885446A
Application number: CN201510163754.3A
Authority: CN
Inventors: 曾广胜
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了一种抗菌防腐生态环保发泡材料及其制备方法。本发明针对木薯淀粉和中药渣纤维的特点，利用物理和化学方法，使用合适的工艺和步骤，分别对木薯淀粉和中药渣进行处理，然后以氢氧化铝、蓖麻油、动物油脂以及前处理过程中残留的钠离子和酸根离子作为复合交联剂和接枝剂，同时蓖麻油和动物油脂还具有光滑作用，促进材料流动，易于成型加工，碳酸氢钠、碳酸氢铵和水作为复合发泡剂，最后利用螺杆挤出方式，在合适的压力、温度和速度下，高效、连续成型，得到具有较高强度、防腐抗菌的环保发泡制品。

Description

一种抗菌防腐生态环保发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌防腐生态环保缓冲包装材料，尤其涉及一种木薯淀粉中药渣纤维复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

目前大量使用的缓冲包装材料仍是以不能降解的泡沫塑料为主，主要有EPS、EPP、聚氨酯等泡沫塑料，由于其很难降解，因此，形成了严重的城市“白色污染”。现有可降解的缓冲包装材料主要还是纸制品，但纸制品成本较高、密度大、缓冲性能差、力学性能差。中药渣是中药制品厂熬制中成药后的废弃物，其来源广泛，价格低廉，但是由于中药材原料成分复杂，除纤维素外，还富含各种淀粉、蛋白质、脂肪、氨基酸、抗菌素、维生素、矿物质、糖等，将其与木薯淀粉共混，通过特殊工艺和设备，生产出一种抗菌防腐、力学性能优异、防水耐候、价格低廉、可生物降解的环保发泡材料具有非常好的市场前景和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有发泡材料降解性差、强度低、缓冲效果差、防腐抗菌性能差等缺点，充分利用木薯淀粉的粘性，中药渣抗菌防腐、无毒环保、价格低廉的特点，以木薯淀粉和中药渣纤维为主要原料，配合其他添加剂，利用生物、物理、化学等方法原理，采用合适的工艺步骤和参数，以螺杆挤出发泡的连续成型方式，得到一种木薯中药渣复合发泡材料，以实现提高发泡制品的抗菌防腐、生态环保、力学性能优异的效果。

本发明的复合发泡材料，由木薯淀粉、氯化钠、盐酸、水、中药渣（市场购买）、氢氧化钠、氢氧化铝、乙醇、蓖麻油（市场购买）、动物油脂（市场购买）、碳酸氢钠、碳酸氢铵组成。

各组分比例及制备步骤：

（1）取100份（质量份数）木薯淀粉，10~20份（优选15份）浓度为2~5%（优选3%）氯化钠水溶液，共混10~20min（优选15min），然后在-4~2℃（优选-1℃）冷藏4~8h（优选6h），然后将其与10~20份（优选15份）浓度为2~5%（优选3%）的盐酸溶液，在40~60℃（优选50℃），20~60r/min（优选40r/min）搅拌1~3h（优选2h），待用；

（2）取100份中药渣，60~80℃（优选70℃）下干燥，使其含水率达到3~7%（优选5%），然后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径在20~60目（优选40目），将其与10~20份（优选15份）浓度为80~99%（优选90%）乙醇共混均匀，静置1~3h（优选2h），然后与10~20份（优选15份）浓度为3~5%（优选4%）的氢氧化钠水溶液，在30~60℃（优选50℃）下，20~60r/min（优选40r/min）搅拌1~3h（优选2h），冷却待用待用；

（3）取步骤（1）处理后的淀粉55~75份（优选65份）、步骤（2）处理过的中药渣25~45份（优选35份）、4~8份（优选6份）氢氧化铝、5~10份（优选7份）蓖麻油、3~7份（优选5份）动物油脂（优选猪油）、2~4份（优选3份）碳酸氢钠、1~3份（优选2份）碳酸氢铵、5~10份（优选6份）水，在高速混合机中共混10~30min（优选15min），密封待用；

（4）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~130℃（优选120℃）、机头压力为2~5MPa（优选3MPa）、螺杆转速为70~90r/min（优选80 r/min）。

本发明针对木薯淀粉和中药渣纤维的特点，利用物理和化学方法，使用合适的工艺和步骤，分别对木薯淀粉和中药渣进行处理，然后以氢氧化铝、蓖麻油、动物油脂以及前处理过程中残留的钠离子和酸根离子作为复合交联剂和接枝剂，同时蓖麻油和动物油脂还具有光滑作用，促进材料流动，易于成型加工，碳酸氢钠、碳酸氢铵和水作为复合发泡剂，最后利用螺杆挤出方式，在合适的压力、温度和速度下，高效、连续成型，得到具有较高强度、防腐抗菌的环保发泡制品。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

（1）取100份（质量份数）木薯淀粉，10份浓度为2%氯化钠水溶液，共混10min，然后在-4℃冷藏4h，然后将其与10份浓度为2%的盐酸溶液，在40℃，20r/min搅拌1h，待用；

（2）取100份中药渣，60℃下干燥，使其含水率达到3%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径为20目，将其与10份浓度为80%乙醇共混均匀，静置1h，然后与10份浓度为3%的氢氧化钠水溶液，在30℃下，20r/min搅拌1h，冷却待用待用；

（3）配一：取步骤（1）处理后的淀粉55份、步骤（2）处理过的中药渣25份、4份氢氧化铝、5份蓖麻油、3份猪油、2份碳酸氢钠、1份碳酸氢铵、5份水，在高速混合机中共混10min，密封待用；

配二：取步骤（1）处理后的淀粉65份、步骤（2）处理过的中药渣35份、6份氢氧化铝、7份蓖麻油、5份猪油、3份碳酸氢钠、2份碳酸氢铵、6份水，在高速混合机中共混15min，密封待用；

配三：取步骤（1）处理后的淀粉75份、步骤（2）处理过的中药渣45份、8份氢氧化铝、10份蓖麻油、7份猪油、4份碳酸氢钠、3份碳酸氢铵、10份水，在高速混合机中共混30min，密封待用

（4）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为120℃、机头压力为3MPa、螺杆转速为80 r/min。

制备的新材料与热塑性淀粉发泡材料的拉伸强度、压缩强度及抗菌率的对比如下表

实施例2：

（1）取100份（质量份数）木薯淀粉，15份浓度为3%氯化钠水溶液，共混15min，然后在-1℃冷藏6h，然后将其与15份浓度为3%的盐酸溶液，在50℃，40r/min搅拌2h，待用；

（2）取100份中药渣，70℃下干燥，使其含水率达到5%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径为40目，将其与15份浓度为90%乙醇共混均匀，静置2h，然后与15份浓度为4%的氢氧化钠水溶液，在50℃下，40r/min搅拌2h，冷却待用待用；

配三：取步骤（1）处理后的淀粉75份、步骤（2）处理过的中药渣45份、8份氢氧化铝、10份蓖麻油、7份猪油、4份碳酸氢钠、3份碳酸氢铵、10份水，在高速混合机中共混30min，密封待用；

实施例3：

（1）取100份（质量份数）木薯淀粉，20份浓度为5%氯化钠水溶液，共混20min，然后在2℃冷藏8h，然后将其与20份浓度为5%的盐酸溶液，在60℃，60r/min搅拌3h，待用；

（2）取100份中药渣，80℃下干燥，使其含水率达到7%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径为60目，将其与20份浓度为99%乙醇共混均匀，静置3h，然后与20份浓度为5%的氢氧化钠水溶液，在60℃下，60r/min搅拌3h，冷却待用；

Claims

1.一种抗菌防腐生态环保发泡材料及其制备方法，其特征在于本发明的复合发泡材料，由木薯淀粉、氯化钠、盐酸、水、中药渣、氢氧化钠、氢氧化铝、乙醇、蓖麻油，动物油脂、碳酸氢钠、碳酸氢铵组成。

2.权利要求1所述复合发泡材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取100份（质量份数）木薯淀粉，10~20份浓度为2~5%氯化钠水溶液，共混10~20min，然后在-4~2℃冷藏4~8h，然后将其与10~20份浓度为2~5%的盐酸溶液，在40~60℃温度下20~60r/min搅拌1~3h，待用；

（2）取100份中药渣，60~80℃下干燥，使其含水率达到3~7%，然后在粉碎机中粉碎，过筛，使其粒径在20~60目，将其与10~20份浓度为80~99%乙醇共混均匀，静置1~3h，然后与10~20份浓度为3~5%的氢氧化钠水溶液，在30~60℃下，20~60r/min搅拌1~3h，冷却待用待用；

（3）取步骤（1）处理后的淀粉55~75份、步骤（2）处理过的中药渣25~45份、4~8份氢氧化铝、5~10份蓖麻油、3~7份动物油脂（优选猪油）、2~4份碳酸氢钠，1~3份碳酸氢铵、5~10份水，在高速混合机中共混10~30min，密封待用；

（4）将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~130℃、机头压力为2~5MPa、螺杆转速70~90r/min。