CN112761030A - 一种竹浆发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种竹浆发泡材料及其制备方法，涉及发泡材料的技术领域。一种竹浆发泡材料，其包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，该材料具有优异的强度性能和防震缓冲性能，安全环保，成本低廉，使用寿命长。此外本发明还提出一种竹浆发泡材料的制备方法，其包括如下步骤：浆料混合、饼料制备、饼样烘烤。该制备方法流程简单，制备得到的产品材料具有优异的防震缓冲性能和强度性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及发泡材料的技术领域，具体而言，涉及一种竹浆发泡材料及其制备方法。
背景技术
目前缓冲包装材料大部分都是使用泡沫塑料，其中，泡沫塑料的EPS 用量最大。泡沫塑料EPS，因发泡剂采用氟氯烃系列(F11，F12等)，对臭氧层有较大的破坏性，国际上已经禁止使用EPS及F11，F12等发泡剂。2003 年初，欧盟公布了《报废电子电气设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》两项法令，对电子电器产品制造提出了更高的环保要求，这更加迫切地要求我们寻找一种新型可降解的缓冲发泡材料。
现今的纸浆模塑制品的致命弱点是其结构强度与缓冲性能不及EPS发泡塑料。纸浆模塑制品虽然已用于产品的缓冲包装，但由于缓冲效果不佳，目前只适用于鸡蛋托，手机等的内衬缓冲材料，因此，就需要改善纸浆模塑纸品的强度与缓冲性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种竹浆发泡材料，具有优异的强度性能和防震缓冲性能，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
本发明的另一目的在于提供一种竹浆发泡材料的制备方法，该制备方法流程简单，制备得到的产品材料具有优异的防震缓冲性能和强度性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本发明实施例提供一种竹浆发泡材料，其包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，上述浆料包括竹浆和废纸箱。
另一方面，本发明实施例还提供了一种竹浆发泡材料的制备方法，其包括如下步骤：
浆料混合：对玉米淀粉进行糊化处理，然后将糊化好的玉米淀粉与浆料混合，搅拌得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌混合并揉压成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，得到成品。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
针对第一方面，本发明实施例提供一种竹浆发泡材料，其包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，上述浆料包括竹浆和废纸箱。
在上述实施例中，各组分功效如下：
浆料：竹浆与废纸箱结合，用作材料基体，具有优异的使用强度和缓冲性能，且材料可降解，安全环保；
玉米淀粉：可作为粘合剂；
合成树脂：与玉米淀粉一同作为粘合剂，其成模型好，可以防止气泡溢出，具有高度的不透过性；
辅助发泡剂：起到辅助发泡的作用；
混合发泡剂：既可以起到发泡的作用，也可以起到一定的交联作用；
防腐剂：既能与发泡剂反应形成气泡，又能起到防腐的作用；
增塑剂：增强材料塑性。
由这些组分所组成的竹浆发泡材料，竹浆和废纸箱所组成的浆料作为材料基体，其防震缓冲性能优异，且安全环保，成本低廉；使用玉米淀粉与合成树脂作为粘合剂，能够充分将浆料中的竹浆和废纸箱与其他组分结合在一起，增强浆料的粘性，有助于增强产品材料的强度性能和防震缓冲性能；通过使用混合发泡剂和辅助发泡剂，在后续加热的过程中，能够产生气泡，使材料膨胀，在浆料内部形成气孔，从而进一步增强产品材料的防震缓冲性能；使用防腐剂可以提高产品材料的防腐性能，延长使用寿命，同时也能辅助发泡；通过使用增塑剂，可以增强产品材料的塑性，增强其韧性，从而进一步提升其防震缓冲效果。该材料具有优异的强度性能和防震缓冲性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
针对第二方面，本发明实施例还提供了一种竹浆发泡材料的制备方法，其包括如下步骤：浆料混合、饼料制备、饼样烘烤。
在上述实施例中，首先通过上述浆料混合步骤制备混合浆料，将玉米淀粉糊化，有助于增强玉米淀粉的粘性，从而增强玉米淀粉的粘合能力，提高混合浆料的粘性，有助于提升产品材料的强度性能；通过上述饼料制备步骤制备饼料，向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌使各组分均匀混合，通过玉米淀粉和混合树脂将各组分充分结合在一起，有助于全面提升产品材料的强度和防震缓冲性能，同时能够进一步提升产品材料的防腐性能，延长其使用寿命；最后通过上述饼料烘烤步骤对饼料进行烘烤，将饼料放入烤箱，在高温下使发泡剂和辅助发泡剂产生气泡，在饼料内部形成气孔，从而使产品材料膨胀，提升产品材料的防震缓冲性能，同时高温也有利于使各组分进一步结合反应，从而进一步提升产品材料的韧性和强度，进一步增强其防腐能力，延长使用寿命。整个制备方法流程简单，制备得到的产品材料具有优异的防震缓冲性能和强度性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例5提供的竹浆发泡材料的形态图；
图2为本发明试验例中空白对比试样的形态图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种竹浆发泡材料，其包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，上述浆料包括竹浆和废纸箱。
在上述实施例中，各组分功效如下：
浆料：竹浆与废纸箱结合，用作材料基体，具有优异的使用强度和缓冲性能，且材料可降解，安全环保；
玉米淀粉：可作为粘合剂；
合成树脂：与玉米淀粉一同作为粘合剂，其成模型好，可以防止气泡溢出，具有高度的不透过性；
辅助发泡剂：起到辅助发泡的作用；
混合发泡剂：既可以起到发泡的作用，也可以起到一定的交联作用；
防腐剂：既能与发泡剂反应形成气泡，又能起到防腐的作用；
增塑剂：增强材料塑性。
由这些组分所组成的竹浆发泡材料，竹浆和废纸箱所组成的浆料作为材料基体，其防震缓冲性能优异，且安全环保，成本低廉；使用玉米淀粉与合成树脂作为粘合剂，能够充分将浆料中的竹浆和废纸箱与其他组分结合在一起，增强浆料的粘性，有助于增强产品材料的强度性能和防震缓冲性能；通过使用混合发泡剂和辅助发泡剂，在后续加热的过程中，能够产生气泡，使材料膨胀，在浆料内部形成气孔，从而进一步增强产品材料的防震缓冲性能；使用防腐剂可以提高产品材料的防腐性能，延长使用寿命，同时也能辅助发泡；通过使用增塑剂，可以增强产品材料的塑性，增强其韧性，从而进一步提升其防震缓冲效果。该材料具有优异的强度性能和防震缓冲性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
进一步的，在本发明的一些实施例中，各组分重量份分别为：浆料30-70 份、玉米淀粉5-30份、合成树脂10-30份、辅助发泡剂0.1-2份、混合发泡剂5-20份、防腐剂0.5-3份、增塑剂0.5-3份、水20-60份，在上述浆料中，上述废纸箱与上述竹浆的用量比为1:2-5。
在上述实施例中，通过控制各组分的重量份数，能够更好的使浆料与其他组分充分结合，各组分充分发挥各自功效，有助进一步于提升产品材料的防震缓冲性能，进一步提升其韧性和强度，增强其防腐能力，延长使用寿命。
进一步的，在本发明的一些实施例中，各组分重量份分别为：浆料50 份、玉米淀粉10份、合成树脂22份、辅助发泡剂0.5份、混合发泡剂15 份、防腐剂1.2份、增塑剂1份、水40份。
在上述实施例中，通过控制各组分的重量份数，能够更好的使浆料与其他组分充分结合，从而各组分充分发挥各自功效，有助于更好的提升产品材料的防震缓冲性能，更好的提升其韧性和强度，增强其防腐能力，进一步延长使用寿命。
本发明实施例还提供了一种竹浆发泡材料的制备方法，其包括如下步骤：
浆料混合：对玉米淀粉进行糊化处理，然后将糊化好的玉米淀粉与浆料混合，搅拌得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌混合并揉压成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，得到成品。
在上述实施例中，首先通过上述浆料混合步骤制备混合浆料，将玉米淀粉糊化，有助于增强玉米淀粉的粘性，从而增强玉米淀粉的粘合能力，提高混合浆料的粘性，有助于提升产品材料的强度性能；通过上述饼料制备步骤制备饼料，向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌使各组分均匀混合，通过玉米淀粉和混合树脂将各组分充分结合在一起，有助于全面提升产品材料的强度和防震缓冲性能，同时能够进一步提升产品材料的防腐性能，延长其使用寿命；最后通过上述饼料烘烤步骤对饼料进行烘烤，将饼料放入烤箱，在高温下使发泡剂和辅助发泡剂产生气泡，在饼料内部形成气孔，从而使产品材料膨胀，提升产品材料的防震缓冲性能，同时高温也有利于使各组分进一步结合反应，从而进一步提升产品材料的韧性和强度，进一步增强其防腐能力，延长使用寿命。整个制备方法流程简单，制备得到的产品材料具有优异的防震缓冲性能和强度性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述浆料混合步骤中，在90-95℃下，对玉米淀粉进行糊化，保温5-10min。
在上述实施例中，通过控制玉米淀粉的糊化温度和保温时间，有助于充分的将玉米淀粉糊化，从而增强玉米淀粉的粘性，提升其作为粘合剂的功效，且不会使玉米淀粉因温度不合适而使其结构特性遭到破坏，有助于提升产品材料的强度。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述浆料混合步骤中，糊化好的玉米淀粉的粘度为50-100cp。
在上述实施例中，通过控制玉米淀粉的粘度，有助于更好的使玉米淀粉起到粘合剂的功效，从而更好的使各组分结合在一起，有助于进一步提升产品材料的强度。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述浆料混合步骤中，在 200-500rpm的速率下进行搅拌。
在上述实施例中，通过控制搅拌速率，能够使各组分混合的更加充分，有助于进一步提高产品材料的防震缓冲性能，进一步提升其韧性和强度，进一步增强其防腐能力，延长使用寿命，避免因搅拌速率不合适而使各组分混合不均匀，使产品性能受到影响。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述饼料制备步骤中，在 200-500rpm的速率下搅拌混合并揉压15-60min。
在上述实施例中，通过控制搅拌速率和揉压时间，有助于更好的使各组分结合在一起，方便其揉压成型，从而进一步提升产品材料的防震缓冲性能，进一步提升其韧性和强度以及防腐能力，延长使用寿命。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述饼样烘烤步骤中，在 100-200℃下进行烘烤。
在上述实施例中，通过控制烘烤温度，有助于更好的使发泡剂产生气泡，使材料膨胀，从而进一步提升产品材料的防震缓冲性能，同时有利于使各组分更好的结合反应，从而进一步提升产品材料的塑性、韧性和防腐性能，提升产品材料的强度，延长使用寿命。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述饼样烘烤步骤中，先在 100-150℃下烘烤20-40min，然后升温至180-200℃，继续烘烤30-60min。
在上述实施例中，通过先在100-150℃下烘烤20-40min，然后升温至 180-200℃，继续烘烤30-60min，能够更好的在高温下使发泡剂产生气泡，使材料膨胀，从而进一步提升产品材料的防震缓冲性能，也有利于使各组分更加充分的结合反应，从而进一步提升产品材料的塑性、韧性和防腐性能，提升产品材料的强度，延长使用寿命，同时也能避免因升温过快或温度过高而使各组分的性能遭到破坏，影响产品性能。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种竹浆发泡材料，其通过以下步骤制备而成：
浆料混合：取玉米淀粉5g，在90℃下进行糊化处理，保温5min，然后将糊化好的粘度为50cp的玉米淀粉与浆料30g混合，浆料中废纸箱与竹浆的用量比为1:2，在200rpm的速率下搅拌混合后得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂10g、辅助发泡剂0.1g、混合发泡剂5g、防腐剂0.5g、增塑剂0.5g和水20g，在200rpm的速率下搅拌混合并揉压15min，形成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，先在100℃下烘烤20min，然后升温至180℃，继续烘烤30min，得到成品。
实施例2
本实施例提供了一种竹浆发泡材料，其通过以下步骤制备而成：
浆料混合：取玉米淀粉30g，在95℃下进行糊化处理，保温10min，然后将糊化好的粘度为100cp的玉米淀粉与浆料70g混合，浆料中废纸箱与竹浆的用量比为1:5，在500rpm的速率下搅拌混合后得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂30g、辅助发泡剂2g、混合发泡剂20g、防腐剂3g、增塑剂3g和水60g，在500rpm的速率下搅拌混合并揉压60min，形成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，先在150℃下烘烤40min，然后升温至200℃，继续烘烤60min，得到成品。
实施例3
本实施例提供了一种竹浆发泡材料，其通过以下步骤制备而成：
浆料混合：取玉米淀粉15g，在92℃下进行糊化处理，保温7min，然后将糊化好的粘度为80cp的玉米淀粉与浆料50g混合，浆料中废纸箱与竹浆的用量比为1:3，在300rpm的速率下搅拌混合后得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂20g、辅助发泡剂1g、混合发泡剂10g、防腐剂1g、增塑剂1g和水50g，在200rpm的速率下搅拌混合并揉压30min，形成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，先在120℃下烘烤30min，然后升温至190℃，继续烘烤50min，得到成品。
实施例4
本实施例提供了一种竹浆发泡材料，其通过以下步骤制备而成：
浆料混合：取玉米淀粉25g，在95℃下进行糊化处理，保温10min，然后将糊化好的粘度为80cp的玉米淀粉与浆料60g混合，浆料中废纸箱与竹浆的用量比为1:4，在400rpm的速率下搅拌混合后得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂15g、辅助发泡剂0.5g、混合发泡剂5g、防腐剂1g、增塑剂1.5g和水30g，在400rpm的速率下搅拌混合并揉压20min，形成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，先在130℃下烘烤30min，然后升温至180℃，继续烘烤40min，得到成品。
实施例5
本实施例提供了一种竹浆发泡材料，其通过以下步骤制备而成：
浆料混合：取玉米淀粉10g，在95℃下进行糊化处理，保温10min，然后将糊化好的粘度为80cp的玉米淀粉与浆料50g混合，浆料中废纸箱与竹浆的用量比为1:4，在300rpm的速率下搅拌混合后得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂22g、辅助发泡剂0.5g、混合发泡剂15g、防腐剂1.2g、增塑剂1g和水40g，在300rpm的速率下搅拌混合并揉压30min，形成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，先在130℃下烘烤30min，然后升温至190℃，继续烘烤60min，得到成品。
试验例
对本发明实施例5提供的一种竹浆发泡材料与空白对比试样进行对照比较，其中图1为本发明实施例5提供的一种竹浆发泡材料，图2为空白对比试样。
根据对比测试可知，本发明提供的一种竹浆发泡材料其发泡膨胀体积明显更大，膨胀效果更好，经性能测试，其透气性、柔软性更好，且具有一定的刚性和强度，防震缓冲性能更高。
综上所述，本发明实施例提供的一种竹浆发泡材料及其制备方法，该材料包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，上述浆料包括竹浆和废纸箱，上述废纸箱与上述竹浆的用量比为1:2-5。由这些组分所组成的竹浆发泡材料，竹浆和废纸箱所组成的浆料作为材料基体，其防震缓冲性能优异，且安全环保，成本低廉；使用玉米淀粉与合成树脂作为粘合剂，能够充分将浆料中的竹浆和废纸箱与其他组分结合在一起，增强浆料的粘性，有助于增强产品材料的强度性能和防震缓冲性能；通过使用混合发泡剂和辅助发泡剂，在后续加热的过程中，能够产生气泡，使材料膨胀，在浆料内部形成气孔，从而进一步增强产品材料的防震缓冲性能；使用防腐剂可以提高产品材料的防腐性能，延长使用寿命，同时也能辅助发泡；通过使用增塑剂，可以增强产品材料的塑性，增强其韧性，从而进一步提升其防震缓冲效果。该材料具有优异的强度性能和防震缓冲性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
该制备方法首先通过上述浆料混合步骤制备混合浆料，将玉米淀粉糊化，有助于增强玉米淀粉的粘性，从而增强玉米淀粉的粘合能力，提高混合浆料的粘性，有助于提升产品材料的强度性能；通过上述饼料制备步骤制备饼料，向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌使各组分均匀混合，通过玉米淀粉和混合树脂将各组分充分结合在一起，有助于全面提升产品材料的强度和防震缓冲性能，同时能够进一步提升产品材料的防腐性能，延长其使用寿命；最后通过上述饼料烘烤步骤对饼料进行烘烤，将饼料放入烤箱，在高温下使发泡剂和辅助发泡剂产生气泡，在饼料内部形成气孔，从而使产品材料膨胀，提升产品材料的防震缓冲性能，同时高温也有利于使各组分进一步结合反应，从而进一步提升产品材料的韧性和强度，进一步增强其防腐能力，延长使用寿命。整个制备方法流程简单，制备得到的产品材料具有优异的防震缓冲性能和强度性能，可降解，安全环保，成本低廉，使用寿命长。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种竹浆发泡材料，其特征在于，其包括如下组分：浆料、玉米淀粉、合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，所述浆料包括竹浆和废纸箱。
2.根据权利要求1所述的竹浆发泡材料，其特征在于，各组分重量份分别为：浆料30-70份、玉米淀粉5-30份、合成树脂10-30份、辅助发泡剂0.1-2份、混合发泡剂5-20份、防腐剂0.5-3份、增塑剂0.5-3份、水20-60份，所述浆料中，所述废纸箱与所述竹浆的用量比为1:2-5。
3.根据权利要求1所述的竹浆发泡材料，其特征在于，各组分重量份分别为：浆料50份、玉米淀粉10份、合成树脂22份、辅助发泡剂0.5份、混合发泡剂15份、防腐剂1.2份、增塑剂1份、水40份。
4.一种制备权利要求1-3任意一项所述的竹浆发泡材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
浆料混合：对玉米淀粉进行糊化处理，然后将糊化好的玉米淀粉与浆料混合，搅拌得到混合浆料；
饼料制备：向混合浆料中加入合成树脂、辅助发泡剂、混合发泡剂、防腐剂、增塑剂和水，搅拌混合并揉压成饼状，得到饼料；
饼样烘烤：将饼料放入烤箱中进行烘烤，得到成品。
5.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述浆料混合步骤中，在90-95℃下，对玉米淀粉进行糊化，保温5-10min。
6.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述浆料混合步骤中，糊化好的玉米淀粉的粘度为50-100cp。
7.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述浆料混合步骤中，在200-500rpm的速率下进行搅拌。
8.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述饼料制备步骤中，在200-500rpm的速率下搅拌混合并揉压15-60min。
9.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述饼样烘烤步骤中，在100-200℃下进行烘烤。
10.根据权利要求4所述的竹浆发泡材料的制备方法，其特征在于，所述饼样烘烤步骤中，先在100-150℃下烘烤20-40min，然后升温至180-200℃，继续烘烤30-60min。
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