CN108034084A - 一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法 - Google Patents

一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法,该塑料的原料包括按重量份计的玉米淀粉180份‑250份、偶氮二甲酰胺3份‑5份、氢氧化镁5份‑8份、过氧化氢4份‑6份、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3份‑5份;该塑料为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得。本发明的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料采用淀粉为原料、生产工艺简单、易自然降解、抗高温性能强、阻燃。

Description

一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法
技术领域
本发明涉及泡沫塑料加工领域,尤其涉及一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法。
背景技术
泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料,具有质轻、隔热、吸音、减震等特性,且介电性能优于基体树脂,用途很广。
现有技术中还没有一种以无公害易降解环保材料尤其是淀粉为主体生产的泡沫塑料,因为根据淀粉本身的特性,其易溶于水、易氧化、机械强度不高的特性决定了其无法作为建筑用塑料被大量推广应用。而现有技术中的泡沫塑料大多采用难溶难降解的材料制作,公害较大,环保性能差,不符合现代工业进度发展的需要。
因此,市面上急需一种生产工艺简单、易自然降解、抗高温性能强、阻燃的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明旨在提供一种生产工艺简单、易自然降解、抗高温性能强、阻燃的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料及其制造方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料的制造方法,包括以下步骤:
1)生产前准备
①原材料准备:按重量份准备玉米淀粉180份-250份、偶氮二甲酰胺3份-5份、氢氧化镁5份-8份、过氧化氢4份-6份、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3份-5份;
②设备及工装准备:准备微波处理设备、γ射线发生装置、注塑模具;
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)步骤①准备的玉米淀粉与重量份100份的纯净水混合并搅拌均匀,获得淀粉混溶液,在混溶液中滴加阶段1)步骤①准备的解淀粉乳酸菌菌液,控制温度25℃-28℃,保持2天-3天,获得乳酸溶液;
②将步骤①获得的乳酸溶液蒸离水份后进行缩聚反应,获得聚乳酸熔融液;
③将步骤②获得的聚乳酸熔融液置于阶段1)步骤②准备的微波处理设备中,采用500W-600W功率进行初步物理改性处理,处理时间8min-10min获得微波改性聚乳酸熔融液;
④在步骤③获得的微波改性聚乳酸熔融液内添加阶段1)步骤①准备的过氧化氢并搅拌均匀,获得混合物,然后将混合物置于阶段1)步骤②准备的γ射线发生装置下,以8×102Gy-1×103Gy的辐照剂量进行二次物理改性,获得辐照改性聚乳酸熔融液;
⑤将阶段1)中步骤①准备的偶氮二甲酰胺和氢氧化镁加入到步骤④获得的辐照改性聚乳酸熔融液中,然后搅拌至混合均匀,获得反应聚乳酸熔融液,该反应聚乳酸熔融液即为发泡原料;
⑥采用15MPa-25Mpa的挤出压力,保压时间25s-30s后将发泡原料挤出至1)中步骤②准备的注塑模具中,注塑后冷却95s-120s,即得到所需无公害耐高温耐蚀泡沫塑料。
采用上述方法制造的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,原料包括按重量份计的玉米淀粉180份-250份、偶氮二甲酰胺3份-5份、氢氧化镁5份-8份、过氧化氢4份-6份、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3份-5份;该塑料为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得。
与现技术比较,本发明由于采用了上述方案,具有以下优点:为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得,通过一次性发酵大大缩短了生产周期,同时通过两次物理改性(根据相关研究,物理改性不会造成任何环境污染,同时也比化学改性更加可控和持久),其中微波改性通过合适的微波功率加热明显提升了聚乳酸的强度(当然脆性也稍有提升)(原聚乳酸抗拉强度40MPa-60MPa,本发明一般为68MPa-76MPa),辐照改性明显提升了聚乳酸的耐高温性能(原聚乳酸熔点为155℃-185℃,经改性后提升为230℃-250℃,已基本满足建筑用材料的基本需求),采用相较于现有技术更少的发泡剂(偶氮二甲酰胺)一方便节省了成本,一方面也保证了泡沫塑料的机械强度不因过度发泡而降低(聚乳酸本身的强度即使经过微波改性也并不突出),使本发明的使用性能更好;当发生火灾时(泡沫塑料长期用于作为隔热材料和隔音材料附于墙体内表面,一旦着火后果不堪设想),氢氧化镁(一种无卤材料,可作为环保阻燃剂使用)配合聚乳酸燃烧时产生的水和二氧化碳能起到良好的物理阻燃效果。
具体实施方式
实施例1:
一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,原料包括按重量份计的玉米淀粉180Kg、偶氮二甲酰胺5Kg、氢氧化镁8Kg、过氧化氢6Kg、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液5Kg;该塑料为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得。
上述无公害耐高温耐蚀泡沫塑料的制造方法,包括以下步骤:
1)生产前准备
①原材料准备:按重量份准备玉米淀粉180Kg、偶氮二甲酰胺5Kg、氢氧化镁8Kg、过氧化氢6Kg、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液5Kg;
②设备及工装准备:准备微波处理设备、γ射线发生装置、注塑模具;2)泡沫塑料制造
①将阶段1)步骤①准备的玉米淀粉与重量份100Kg的纯净水混合并搅拌均匀,获得淀粉混溶液,在混溶液中滴加阶段1)步骤①准备的解淀粉乳酸菌菌液,控制温度25℃,保持2天,获得乳酸溶液;
②将步骤①获得的乳酸溶液蒸离水份后进行缩聚反应,获得聚乳酸熔融液;
③将步骤②获得的聚乳酸熔融液置于阶段1)步骤②准备的微波处理设备中,采用500W功率进行初步物理改性处理,处理时间8min获得微波改性聚乳酸熔融液;
④在步骤③获得的微波改性聚乳酸熔融液内添加阶段1)步骤①准备的过氧化氢并搅拌均匀,获得混合物,然后将混合物置于阶段1)步骤②准备的γ射线发生装置下,以8×102Gy的辐照剂量进行二次物理改性,获得辐照改性聚乳酸熔融液;
⑤将阶段1)中步骤①准备的偶氮二甲酰胺和氢氧化镁加入到步骤④获得的辐照改性聚乳酸熔融液中,然后搅拌至混合均匀,获得反应聚乳酸熔融液,该反应聚乳酸熔融液即为发泡原料;
⑥采用15MPa的挤出压力,保压时间25s后将发泡原料挤出至1)中步骤②准备的注塑模具中,注塑后冷却95s,即得到所需无公害耐高温耐蚀泡沫塑料。
根据本实施例生产的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,抗拉强度约69MPa,熔点约247℃。
实施例2:
整体与实施例1一致,差异之处在于:
一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,原料包括按重量份计的玉米淀粉250Kg、偶氮二甲酰胺3Kg、氢氧化镁5Kg、过氧化氢4Kg、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3Kg;该塑料为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得。
上述无公害耐高温耐蚀泡沫塑料的制造方法,包括以下步骤:
1)生产前准备
①原材料准备:按重量份准备玉米淀粉250Kg、偶氮二甲酰胺3Kg、氢氧化镁5Kg、过氧化氢4Kg、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3Kg;
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)步骤①准备的玉米淀粉与重量份100Kg的纯净水混合并搅拌均匀,获得淀粉混溶液,在混溶液中滴加阶段1)步骤①准备的解淀粉乳酸菌菌液,控制温度28℃,保持3天,获得乳酸溶液;
③将步骤②获得的聚乳酸熔融液置于阶段1)步骤②准备的微波处理设备中,采用600W功率进行初步物理改性处理,处理时间10min获得微波改性聚乳酸熔融液;
④在步骤③获得的微波改性聚乳酸熔融液内添加阶段1)步骤①准备的过氧化氢并搅拌均匀,获得混合物,然后将混合物置于阶段1)步骤②准备的γ射线发生装置下,以1×103Gy的辐照剂量进行二次物理改性,获得辐照改性聚乳酸熔融液;
⑥采用25Mpa的挤出压力,保压时间30s后将发泡原料挤出至1)中步骤②准备的注塑模具中,注塑后冷却120s,即得到所需无公害耐高温耐蚀泡沫塑料。
根据本实施例生产的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,抗拉强度约73MPa,熔点约234℃。
对所公开的实施例的上述说明,仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种无公害耐高温耐蚀泡沫塑料的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
1)生产前准备
①原材料准备:按重量份准备玉米淀粉180份-250份、偶氮二甲酰胺3份-5份、氢氧化镁5份-8份、过氧化氢4份-6份、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3份-5份;
②设备及工装准备:准备微波处理设备、γ射线发生装置、注塑模具;
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)步骤①准备的玉米淀粉与重量份100份的纯净水混合并搅拌均匀,获得淀粉混溶液,在混溶液中滴加阶段1)步骤①准备的解淀粉乳酸菌菌液,控制温度25℃-28℃,保持2天-3天,获得乳酸溶液;
②将步骤①获得的乳酸溶液蒸离水份后进行缩聚反应,获得聚乳酸熔融液;
③将步骤②获得的聚乳酸熔融液置于阶段1)步骤②准备的微波处理设备中,采用500W-600W功率进行初步物理改性处理,处理时间8min-10min获得微波改性聚乳酸熔融液;
④在步骤③获得的微波改性聚乳酸熔融液内添加阶段1)步骤①准备的过氧化氢并搅拌均匀,获得混合物,然后将混合物置于阶段1)步骤②准备的γ射线发生装置下,以8×102Gy-1×103Gy的辐照剂量进行二次物理改性,获得辐照改性聚乳酸熔融液;
⑤将阶段1)中步骤①准备的偶氮二甲酰胺和氢氧化镁加入到步骤④获得的辐照改性聚乳酸熔融液中,然后搅拌至混合均匀,获得反应聚乳酸熔融液,该反应聚乳酸熔融液即为发泡原料;
⑥采用15MPa-25Mpa的挤出压力,保压时间25s-30s后将发泡原料挤出至1)中步骤②准备的注塑模具中,注塑后冷却95s-120s,即得到所需无公害耐高温耐蚀泡沫塑料。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的无公害耐高温耐蚀泡沫塑料,其特征在于:该塑料的原料包括按重量份计的玉米淀粉180份-250份、偶氮二甲酰胺3份-5份、氢氧化镁5份-8份、过氧化氢4份-6份、活性菌质量分数1%的解淀粉乳酸菌菌液3份-5份;该塑料为以玉米淀粉为原料,将淀粉通过解淀粉乳酸菌直接发酵成乳酸,通过缩聚反应将乳酸聚合为聚乳酸,然后将聚乳酸进行微波和辐照两次物理改性后加入发泡剂与阻燃剂后最终获得。
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《工程塑料应用》杂志社: "《2008年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集》", 31 July 2008 *

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