CN112778568A

CN112778568A - 一种新型环保珍珠棉的制备方法

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Publication number: CN112778568A
Application number: CN202110131550.7A
Authority: CN
Inventors: 杨辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-01-30
Filing date: 2021-01-30
Publication date: 2021-05-11

Abstract

本发明涉及珍珠棉制备技术领域，具体为一种新型环保珍珠棉的制备方法；所述新型环保珍珠棉包括以下重量份数配比的原料：90～100份低密度聚乙烯胶粒、7.2～8.5份丁烷剂、4.2～4.8份填料、3.2～3.8份单甘脂、2.5～3.2份抗静电剂、1.8～2.8份紫外线吸收剂、2.0～3.5份纳米粉体及5.8～7.2份抗菌添加剂；本发明以纳米粉体及抗菌添加剂为原料，所制备的新型珍珠棉不仅具有很好的抗菌作用，而且抗菌能力较为持久，有效地抑制了微生物的滋生，延长了其使用寿命；再者，其本身还具有很好的保温性能，有效地提高了所制备的珍珠棉的品质。

Description

一种新型环保珍珠棉的制备方法

技术领域

本发明涉及珍珠棉制备技术领域，具体为一种新型环保珍珠棉的制备方法。

背景技术

聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，又称EPE珍珠棉，是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成。克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。是传统包装材料的理想代替品。

目前，EPE广泛应用于电子电器、仪器仪表、电脑、音响、医疗器械、工控机箱、灯饰、工艺品、玻璃、陶瓷、家电、喷涂、家俱、酒类及礼品包装、五金制品、玩具、瓜果、皮鞋的内包装、日用品等多种产品的包装。加入防静电剂和阻燃剂后，更显其卓越的性能。EPE珍珠棉还被大量用于手袋箱包的弹性衬里，工业生产的隔音、隔热材料、农用保温材料、水产养殖的漂浮设备、体育用品的防护垫，水上作业救生器材，家庭、宾馆的地板装修、衬垫等等。其管材大量用于空调、童车、儿童玩具、家私等行业。

但是，通过现有生产工艺制备出的珍珠棉的抗菌性能相对较差，这可能会导致其被附着的微生物侵蚀，最终缩短其使用寿命。再者其作为保温材料使用时，虽然具有一定的保温性能，但是其保温性能相对较差。外界空气或者物体的温度对包装物的影响较大，不利于对物品的保温。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型环保珍珠棉的制备方法，所制备的新型珍珠棉不仅具有很好的抗菌作用，而且抗菌能力较为持久，有效地抑制了微生物的滋生，延长了其使用寿命；再者，其本身还具有很好的保温性能，有效地提高了所制备的珍珠棉的品质。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型珍珠棉，包括以下重量份数配比的原料：90～100份低密度聚乙烯胶粒、7.2～8.5份丁烷剂、4.2～4.8份填料、3.2～3.8份单甘脂、2.5～ 3.2份抗静电剂、1.8～2.8份紫外线吸收剂、2.0～3.5份纳米粉体及5.8～7.2 份抗菌添加剂。

更进一步地，所述填料选用纳米级的白云母、重质碳酸钙中的任意一种。

更进一步地，所述抗静电剂选用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸硬脂酸酯中的任意一种。

更进一步地，所述紫外线吸收剂选用2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4- 甲氧基二苯甲酮中的任意一种。

更进一步地，所述纳米粉体选用纳米氧化锌、纳米氧化钛中的任意一种。

更进一步地，所述抗菌添加剂的制备方法包括以下步骤：

I、称取适量的混合液，并分别称量质量为其3.5～6.5％的羟甲基丙烯酰胺、0.8～1.8％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、1.2～1.6％的聚乙二醇、1.6～ 3.6％的1，2-双(二甲基氨基)乙烷、0.2～0.4％的过硫酸铵及5～20％的二甲基亚砜；分别保存，备用；

II、将混合液、羟甲基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基亚砜及聚乙二醇超声混合均匀，然后将空心玻璃微珠加入其中，预混合搅拌 5～10min后，将所得混合物转入球磨罐中进行球磨，制成混合浆料；

III、将过硫酸铵及1，2-双(二甲基氨基)乙烷加入其中，机械搅拌除泡后，得到湿凝胶；然后将所得的湿凝胶置于煅烧炉内，并在700～1200℃的温度下保温处理2～3h；待处理完毕后，将所得的干凝胶块经研磨处理后，即得抗菌添加剂成品。

更进一步地，所述混合液的制备方法为：称取适量的浓度为60～70％的乙醇溶液，并分别向其中加入质量为其3.6～4.5％的表面活性剂、2.6～3.5 份3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及1.6～2.3份辛基异噻唑啉酮，经超声乳化10～20min后，即得所述混合液成品。

更进一步地，所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的任意一种。

一种新型珍珠棉的制备方法，包括以下步骤：

S1、按上述配方量，分别准确称取各原料；然后将低密度聚乙烯胶粒、填料、抗静电剂、紫外线吸收剂、纳米粉体及抗菌添加剂混合搅拌均匀；所得的混合物料；保存，备用；

S2、将上述所得的混合物料以10～15MPa的压力下送至发泡机中；先在180～200℃的温度下进行加热处理，使混合物料在此温度下熔融至液态物料，然后将所得液态物料在230～245℃的温度下加热处理30～45min，所得混合液态物料保存，备用；

S3、将丁烷剂及单甘脂加至上述所得的混合液态物料中，将所得的混合液态物料发泡成孔状结构；然后在成型加热段将原料温度降至130～150℃，所得混合原料由温度为170～180℃的模口中挤出，随后在将之冷却至30～ 40℃；

S4、将上述挤出的珍珠棉片材以5～10m/min的牵引速度由牵引机牵出；所得片材经过定型股定性后，再将片材过冷风圈冷却定型，冷却温度为20～ 30℃；

S5、将冷却后的片材在2.3～3.6MPa的压力下进行延展；然后再通过收卷机对成型的片材进行收卷，最终所得即为新型珍珠棉成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中以混合液、羟甲基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇、1，2-双(二甲基氨基)乙烷、过硫酸铵及二甲基亚砜等作为制备抗菌添加剂的原料。其中，在混合液形成的液相中，混合液中的3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及辛基异噻唑啉酮在表面活性剂的作用下能均匀分散，并最终贴附在空心玻璃微珠的表面。然后在硫酸铵及1，2-双(二甲基氨基)乙烷的协同作用下，最终羟甲基丙烯酰胺与聚乙二醇在玻璃微珠的表面发生化学交联反应而形成三维网络结构，将贴附在空心玻璃微珠表面的3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及辛基异噻唑啉酮牢牢〞包裹″起来。再通过二甲基亚砜的处理，最终将其制作成多孔且质地较轻的干凝胶，使得所制备的抗菌添加剂呈多孔结构。3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及辛基异噻唑啉酮的配合使用，有效地增强了其抗菌性能；多孔结构的特性有效地延长其抗菌性能。同时，空心玻璃微珠及多孔干凝胶结构的配合使用，还能有效地提高了本发明所制备的珍珠棉的保温性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种新型珍珠棉，包括以下重量份数配比的原料：90份低密度聚乙烯胶粒、7.2份丁烷剂、4.2份填料、3.2份单甘脂、2.5份抗静电剂、1.8份紫外线吸收剂、2.0份纳米粉体及5.8份抗菌添加剂。

填料选用纳米级的白云母。

抗静电剂选用甲基丙烯酸缩水甘油酯。

紫外线吸收剂选用2，4-二羟基二苯甲酮。

纳米粉体选用纳米氧化锌。

抗菌添加剂的制备方法包括以下步骤：

I、称取适量的混合液，并分别称量质量为其3.5％的羟甲基丙烯酰胺、 0.8％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、1.2％的聚乙二醇、1.6％的1，2-双(二甲基氨基)乙烷、0.2％的过硫酸铵及5％的二甲基亚砜；分别保存，备用；

II、将混合液、羟甲基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基亚砜及聚乙二醇超声混合均匀，然后将空心玻璃微珠加入其中，预混合搅拌 5min后，将所得混合物转入球磨罐中进行球磨，制成混合浆料；

III、将过硫酸铵及1，2-双(二甲基氨基)乙烷加入其中，机械搅拌除泡后，得到湿凝胶；然后将所得的湿凝胶置于煅烧炉内，并在700℃的温度下保温处理2h；待处理完毕后，将所得的干凝胶块经研磨处理后，即得抗菌添加剂成品。

混合液的制备方法为：称取适量的浓度为60％的乙醇溶液，并分别向其中加入质量为其3.6％的表面活性剂、2.6份3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及1.6份辛基异噻唑啉酮，经超声乳化10min后，即得混合液成品。

表面活性剂为脂肪酸山梨坦。

一种新型珍珠棉的制备方法，包括以下步骤：

S2、将上述所得的混合物料以10MPa的压力下送至发泡机中；先在 180℃的温度下进行加热处理，使混合物料在此温度下熔融至液态物料，然后将所得液态物料在230℃的温度下加热处理30min，所得混合液态物料保存，备用；

S3、将丁烷剂及单甘脂加至上述所得的混合液态物料中，将所得的混合液态物料发泡成孔状结构；然后在成型加热段将原料温度降至130℃，所得混合原料由温度为170℃的模口中挤出，随后在将之冷却至30℃；

S4、将上述挤出的珍珠棉片材以5m/min的牵引速度由牵引机牵出；所得片材经过定型股定性后，再将片材过冷风圈冷却定型，冷却温度为20℃；

S5、将冷却后的片材在2.3MPa的压力下进行延展；然后再通过收卷机对成型的片材进行收卷，最终所得即为新型珍珠棉成品。

实施例2

一种新型珍珠棉，包括以下重量份数配比的原料：95份低密度聚乙烯胶粒、8.0份丁烷剂、4.5份填料、3.6份单甘脂、3.0份抗静电剂、2.4份紫外线吸收剂、2.8份纳米粉体及6.5份抗菌添加剂。

填料选用纳米级的重质碳酸钙。

抗静电剂选用甲基丙烯酸羟乙酯。

紫外线吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

纳米粉体选用纳米氧化钛。

抗菌添加剂的制备方法包括以下步骤：

I、称取适量的混合液，并分别称量质量为其5.0％的羟甲基丙烯酰胺、 1.2％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、1.4％的聚乙二醇、2.8％的1，2-双(二甲基氨基)乙烷、0.3％的过硫酸铵及12％的二甲基亚砜；分别保存，备用；

II、将混合液、羟甲基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基亚砜及聚乙二醇超声混合均匀，然后将空心玻璃微珠加入其中，预混合搅拌 8min后，将所得混合物转入球磨罐中进行球磨，制成混合浆料；

III、将过硫酸铵及1，2-双(二甲基氨基)乙烷加入其中，机械搅拌除泡后，得到湿凝胶；然后将所得的湿凝胶置于煅烧炉内，并在1000℃的温度下保温处理2h；待处理完毕后，将所得的干凝胶块经研磨处理后，即得抗菌添加剂成品。

混合液的制备方法为：称取适量的浓度为65％的乙醇溶液，并分别向其中加入质量为其4.0％的表面活性剂、3.0份3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及2.0份辛基异噻唑啉酮，经超声乳化15min后，即得混合液成品。

表面活性剂为脂肪酸山梨坦。

一种新型珍珠棉的制备方法，包括以下步骤：

S2、将上述所得的混合物料以12MPa的压力下送至发泡机中；先在 190℃的温度下进行加热处理，使混合物料在此温度下熔融至液态物料，然后将所得液态物料在235℃的温度下加热处理40min，所得混合液态物料保存，备用；

S3、将丁烷剂及单甘脂加至上述所得的混合液态物料中，将所得的混合液态物料发泡成孔状结构；然后在成型加热段将原料温度降至140℃，所得混合原料由温度为175℃的模口中挤出，随后在将之冷却至35℃；

S4、将上述挤出的珍珠棉片材以8m/min的牵引速度由牵引机牵出；所得片材经过定型股定性后，再将片材过冷风圈冷却定型，冷却温度为25℃；

S5、将冷却后的片材在3.0MPa的压力下进行延展；然后再通过收卷机对成型的片材进行收卷，最终所得即为新型珍珠棉成品。

实施例3

一种新型珍珠棉，包括以下重量份数配比的原料：100份低密度聚乙烯胶粒、8.5份丁烷剂、4.8份填料、3.8份单甘脂、3.2份抗静电剂、2.8份紫外线吸收剂、3.5份纳米粉体及7.2份抗菌添加剂。

填料选用纳米级的白云母。

抗静电剂选用丙烯酸硬脂酸酯。

紫外线吸收剂选用2，4-二羟基二苯甲酮。

纳米粉体选用纳米氧化锌。

抗菌添加剂的制备方法包括以下步骤：

I、称取适量的混合液，并分别称量质量为其6.5％的羟甲基丙烯酰胺、 1.8％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、1.6％的聚乙二醇、3.6％的1，2-双(二甲基氨基)乙烷、0.4％的过硫酸铵及20％的二甲基亚砜；分别保存，备用；

II、将混合液、羟甲基丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基亚砜及聚乙二醇超声混合均匀，然后将空心玻璃微珠加入其中，预混合搅拌 10min后，将所得混合物转入球磨罐中进行球磨，制成混合浆料；

III、将过硫酸铵及1，2-双(二甲基氨基)乙烷加入其中，机械搅拌除泡后，得到湿凝胶；然后将所得的湿凝胶置于煅烧炉内，并在1200℃的温度下保温处理2～3h；待处理完毕后，将所得的干凝胶块经研磨处理后，即得抗菌添加剂成品。

混合液的制备方法为：称取适量的浓度为70％的乙醇溶液，并分别向其中加入质量为其4.5％的表面活性剂、3.5份3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及2.3份辛基异噻唑啉酮，经超声乳化20min后，即得混合液成品。

表面活性剂为脂肪酸山梨坦。

一种新型珍珠棉的制备方法，包括以下步骤：

S2、将上述所得的混合物料以15MPa的压力下送至发泡机中；先在 200℃的温度下进行加热处理，使混合物料在此温度下熔融至液态物料，然后将所得液态物料在245℃的温度下加热处理45min，所得混合液态物料保存，备用；

S3、将丁烷剂及单甘脂加至上述所得的混合液态物料中，将所得的混合液态物料发泡成孔状结构；然后在成型加热段将原料温度降至150℃，所得混合原料由温度为180℃的模口中挤出，随后在将之冷却至40℃；

S4、将上述挤出的珍珠棉片材以10m/min的牵引速度由牵引机牵出；所得片材经过定型股定性后，再将片材过冷风圈冷却定型，冷却温度为30℃；

S5、将冷却后的片材在3.6MPa的压力下进行延展；然后再通过收卷机对成型的片材进行收卷，最终所得即为新型珍珠棉成品。

对比例1：通过本发明中实施例1提供制备方法制备的珍珠棉，不同之处在于其原料中不含本发明制备的纳米粉体；

对比例2：通过本发明中实施例1提供制备方法制备的珍珠棉，不同之处在于其原料中不含本发明制备的抗菌添加剂；

性能测试

分别将本发明中实施例1～3制备的珍珠棉，并分别将之记做实验例1～ 3；通过对比例1～2制备的珍珠棉，并分别将之记做对比例1～2；然后对实施例1～3和对比例1～2制备的珍珠棉进行如下试验：

1、抗菌性能测试：按照GB/T 31402-2015测定上述各测试样品表面的抗菌性能，所得数据记录于表1；

2、保温性能：将上述各组提供的珍珠棉样品分别制成规格为100mm× 100mm×1mm的片材，按照用热流计法测试其导热系数，测试标准为 ASTMC518，测试仪器为德国耐驰进口仪器，型号：HFM436，测试数据记录于表2；

表1

表2

由表1及表2中的相关数据可知，根据本发明所制备的新型珍珠棉不仅具有很好的抗菌作用，而且抗菌能力较为持久，有效地抑制了微生物的滋生，延长了其使用寿命。再者，其本身还具有很好的保温性能，有效地提高了所制备的珍珠棉的品质。由此，表明本发明制备的新型珍珠棉具有更广阔的市场前景，更适宜推广。

在本说明书的描述中，参考术语〞一个实施例″、〞示例″、〞具体示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种新型珍珠棉，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：90～100份低密度聚乙烯胶粒、7.2～8.5份丁烷剂、4.2～4.8份填料、3.2～3.8份单甘脂、2.5～3.2份抗静电剂、1.8～2.8份紫外线吸收剂、2.0～3.5份纳米粉体及5.8～7.2份抗菌添加剂；

所述的一种新型珍珠棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S3、将丁烷剂及单甘脂加至上述所得的混合液态物料中，将所得的混合液态物料发泡成孔状结构；然后在成型加热段将原料温度降至130～150℃，所得混合原料由温度为170～180℃的模口中挤出，随后在将之冷却至30～40℃；

S4、将上述挤出的珍珠棉片材以5～10m/min的牵引速度由牵引机牵出；所得片材经过定型股定性后，再将片材过冷风圈冷却定型，冷却温度为20～30℃；

2.根据权利要求1所述的一种新型珍珠棉，其特征在于：所述填料选用纳米级的白云母、重质碳酸钙中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种新型珍珠棉，其特征在于：所述抗静电剂选用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸硬脂酸酯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种新型珍珠棉，其特征在于：所述紫外线吸收剂选用2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种新型珍珠棉，其特征在于：所述纳米粉体选用纳米氧化锌、纳米氧化钛中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的一种新型珍珠棉，其特征在于，所述混合液的制备方法为：称取适量的浓度为60～70％的乙醇溶液，并分别向其中加入质量为其3.6～4.5％的表面活性剂、2.6～3.5份3-(三甲氧基硅基)丙基十八烷基二甲基氯化铵及1.6～2.3份辛基异噻唑啉酮，经超声乳化10～20min后，即得所述混合液成品。

7.根据权利要求6所述的一种新型珍珠棉，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的任意一种。