一種淀粉基發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種淀粉基發(fā)泡材料及其制備方法，各組分按重量份計為：淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氫鈉0.1-2份，十二烷基磺酸鈉1-3份，殺菌防腐劑0.5-2份，粘結(jié)劑0-7份，本淀粉基發(fā)泡材料以淀粉為主要原料，原料來源廣泛，且天然環(huán)保，淀粉經(jīng)過發(fā)泡處理后其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生很多氫鍵，因此具有可降解性，遇水能迅速溶解，且發(fā)泡后的淀粉形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有良好的透氣性，吸附性，比現(xiàn)有的發(fā)泡材料更具備成本低廉，生產(chǎn)工藝簡便的特性，本發(fā)明不僅可應(yīng)用于一次性包裝，還可以作為空氣凈化材料，用于家具除臭用品，適合大規(guī)模推廣。
【專利說明】
一種淀粉基發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種淀粉基發(fā)泡材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今生活水平提高，人們對于綠色、健康、環(huán)保的關(guān)注越來越多，家居、汽車環(huán)保、自來水凈化等領(lǐng)域頻頻出現(xiàn)污染物超標(biāo)事件，使得木質(zhì)活性炭等具有凈化功能的材料的需求出現(xiàn)爆發(fā)性增長。現(xiàn)今我國活性炭行業(yè)雖然發(fā)展較為迅速，但是我國活性炭企業(yè)規(guī)模普遍較小，難以形成規(guī)模效益，技術(shù)落后，環(huán)境污染嚴(yán)重，只是依托我國煤炭資源優(yōu)勢，而進(jìn)行的粗礦型生產(chǎn)。故需要尋找新的環(huán)保型原料來生產(chǎn)具有高吸附能力的材料。
[0003]淀粉是一種可再生資源，具有來源豐富、價格低廉等特點，并且可以為微生物提供養(yǎng)分，容易受微生物侵蝕，具有優(yōu)良的生物降解性能，適合于作為生物降解材料的原料。同時淀粉擠出時具有膨脹性，而且其本身具有抗靜電作用。故環(huán)境友好材料的研究開發(fā)已成為眾多科研工作者的研究熱點。以淀粉等天然可生物降解高分子材料研究開發(fā)低成本，環(huán)境友好的綠色發(fā)泡材料，受到了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注和重視。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，利用淀粉等可再生原料生產(chǎn)發(fā)泡材料多采用混煉工藝，生產(chǎn)的發(fā)泡材料多用于一次性包裝或是緩沖包裝材料等，但是發(fā)泡材料的吸附性與透氣性低，適用范圍小，不適于吸附材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種吸附性、透氣性好，可降解的淀粉基發(fā)泡材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種淀粉基發(fā)泡材料，各組分按重量份計為:淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1_5份，碳酸氫鈉0.1-2份，十二烷基磺酸鈉1-3份，殺菌防腐劑0.5-2份，粘結(jié)劑0-7份。
[0007]進(jìn)一步地，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉與紅薯淀粉中至少一種，食用淀粉雜質(zhì)含量低，發(fā)泡后吸附效果好，且具有淀粉的天然芳香。
[0008]進(jìn)一步地，所述粘結(jié)劑為預(yù)糊化淀粉、10 %聚乙稀醇水溶液或聚氨酯樹脂。
[0009]—種淀粉基發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟:
[0010]a、組份一混合:將水5-15份，甘油4_11份，尿素1_5份，碳酸氫鈉0.1-2份混合，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希?br>[0011]b、組份二混合:將水7-20份，十二烷基磺酸鈉1-3份，殺菌防腐劑0.5-2份混合，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓?br>[0012]c、添加物料:將淀粉50-70份放入攪拌桶，將經(jīng)過步驟a的組份一內(nèi)添加到攪拌桶內(nèi)，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再靜置30min ;
[0013]d、二次添加物料:僅經(jīng)過步驟b的組份二加入攪拌桶內(nèi)，再加入粘結(jié)劑0-7份，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希?br>[0014]e、造粒:將經(jīng)過步驟d的物料放入造粒設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行造粒；
[0015]f、干燥:將造粒成型的淀粉顆粒放入干燥室進(jìn)行干燥，使得顆粒水分含量降至
6-15% ；
[0016]g、發(fā)泡:將干燥后的淀粉顆粒加入發(fā)泡設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行發(fā)泡作業(yè)，發(fā)泡溫度為140-180 0C ；
[0017]h、裁切:將進(jìn)行步驟g的發(fā)泡材料進(jìn)行裁切，即得到了淀粉基發(fā)泡材料。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟e中造粒設(shè)備為擠出造粒機(jī)或搖擺造粒機(jī)，該造粒溫度低于600C，造粒壓力為5-15bar。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本淀粉基發(fā)泡材料以淀粉為主要原料，原料來源廣泛，且天然環(huán)保，淀粉經(jīng)過發(fā)泡處理后其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生很多氫鍵，因此具有可降解性，遇水能迅速溶解，且發(fā)泡后的淀粉形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有良好的透氣性，吸附性，比現(xiàn)有的發(fā)泡材料更具備成本低廉，生產(chǎn)工藝簡便的特性而且適用性更廣，本發(fā)明不僅可應(yīng)用于一次性包裝，還可以作為空氣凈化材料，用于家具除臭用品，適合大規(guī)模推廣。
【具體實施方式】
[0020]下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0021]實施例一
[0022]—種淀粉基發(fā)泡材料，各組分按重量份計為:淀粉55份，水18份，甘油7份，尿素4份，碳酸氫鈉0.4份，十二烷基磺酸鈉3份，殺菌防腐劑I份，粘結(jié)劑5份。
[0023]—種淀粉基發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟:
[0024]a、組份一混合:將水10份，甘油7份，尿素4份，碳酸氫鈉0.4份混合，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希?br>[0025]b、組份二混合:將水8份，十二烷基磺酸鈉3份，殺菌防腐劑I份混合，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓?br>[0026]C、添加物料混合:將淀粉55份放入攪拌器內(nèi)，再將經(jīng)過步驟a的組份一添加到攪拌器內(nèi)，充分?jǐn)嚢杈鶆颍凫o置30min ;
[0027]d、二次添加物料:僅經(jīng)過步驟b的組份二加入攪拌器內(nèi)，攪拌均勻，最后加入粘結(jié)劑5份，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希?br>[0028]e、造粒:將經(jīng)過步驟d的物料放入擠出造粒機(jī)內(nèi)，進(jìn)行造粒，擠出溫度為50°C，壓力為7bar ；
[0029]f、干燥:將造粒成型的淀粉顆粒放入干燥室進(jìn)行干燥，使得顆粒水分含量降至12% ；
[0030]g、發(fā)泡:將干燥后的淀粉顆粒加入發(fā)泡設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行發(fā)泡作業(yè)，發(fā)泡溫度為160 0C ；
[0031]h、裁切:將進(jìn)行步驟g的發(fā)泡材料進(jìn)行裁切，即得到了淀粉基發(fā)泡材料。
[0032]本配方制備的淀粉基發(fā)泡材料韌性以及抗沖擊性能高，適用于包裝材料。
[0033]實施例二
[0034]—種淀粉基發(fā)泡材料，各組分按重量份計為:淀粉68份，水15份，甘油5份，尿素5份，碳酸氫鈉2份，十二烷基磺酸鈉3份，殺菌防腐劑I份，粘結(jié)劑7份。
[0035]—種淀粉基發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟:
[0036]a、組份一混合:將水10份，甘油5份，尿素5份，碳酸氫鈉2份混合，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希?br>[0037]b、組份二混合:將水5份，十二烷基磺酸鈉3份，殺菌防腐劑I份混合，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓?br>[0038]C、添加物料:將淀粉68份放入攪拌器內(nèi)，再將經(jīng)過步驟a的組份一添加到攪拌器內(nèi)，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再靜置30min ;
[0039]d、二次添加物料:僅經(jīng)過步驟b的組份二加入攪拌器內(nèi)，攪拌均勻，再加入粘結(jié)劑7份，充分?jǐn)嚢柚辆椿旌希?br>[0040]e、造粒:將經(jīng)過步驟d的物料放入搖擺造粒機(jī)內(nèi)，進(jìn)行造粒，擠出溫度為50°C，壓力為7bar ；
[0041]f、干燥:將造粒成型的淀粉顆粒放入干燥室進(jìn)行干燥，使得顆粒水分含量降至14% ；
[0042]g、發(fā)泡:將干燥后的淀粉顆粒加入發(fā)泡設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行發(fā)泡作業(yè)，發(fā)泡溫度為170 0C ；
[0043]h、裁切:將進(jìn)行步驟g的發(fā)泡材料進(jìn)行裁切，即得到了淀粉基發(fā)泡材料。
[0044]本配方制備的淀粉基發(fā)泡材料分子空間結(jié)構(gòu)大且細(xì)膩均勻，應(yīng)用于凈化空氣材料，能夠吸附空氣中有毒有害以及可吸入顆粒物。
[0045]本發(fā)明主要采用食用淀粉，添加若干助劑，使得原淀粉分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，組份一中加入的甘油、尿素與碳酸氫鈉主要起到增加淀粉可塑性、韌性、增強(qiáng)抗沖擊性能，改變淀粉分子機(jī)構(gòu)，組份二中加入的十二烷基磺酸鈉與殺菌防腐劑主要是利用十二烷基磺酸鈉的表面活性作用，在擠出機(jī)內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓熔體同時淀粉被糊化，淀粉分子鏈發(fā)生α現(xiàn)象，使得該結(jié)構(gòu)能夠溶于水，在擠出機(jī)的作用下，當(dāng)該物料被擠出的瞬間，擠出機(jī)的壓力迅速下降，使得在擠出機(jī)內(nèi)部形成的高溫高壓水蒸汽迅速汽化膨脹，結(jié)合十二烷基磺酸鈉的發(fā)泡作用，使得淀粉分子間產(chǎn)生許多氣泡，最終得到被發(fā)泡的淀粉材料，本淀粉基發(fā)泡材料不僅可應(yīng)用于一次性包裝，還可以作為空氣凈化材料，用于家具除臭用品，適合大規(guī)模推廣。
[0046]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行同等替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神與范圍。
【主權(quán)項】
1.一種淀粉基發(fā)泡材料，其特征在于，各組分按重量份計為:淀粉50-70份，水12-35份，甘油4-11份，尿素1-5份，碳酸氫鈉0.1-2份，十二烷基磺酸鈉1-3份，殺菌防腐劑0.5-2份，粘結(jié)劑0-7份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淀粉基發(fā)泡材料，其特征在于，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉與紅薯淀粉中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種淀粉基發(fā)泡材料，其特征在于，所述粘結(jié)劑為預(yù)糊化淀粉、10 %聚乙烯醇水溶液或聚氨酯樹脂。4.一種淀粉基發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a、組份一混合:將水5-15份，甘油4-11份，尿素1_5份，碳酸氫鈉0.1-2份混合，充分?jǐn)嚢柚辆鶆蚧旌希? b、組份二混合:將水7-20份，十二烷基磺酸鈉1-3份，殺菌防腐劑0.5-2份混合，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓? C、添加物料:將淀粉50-70份放入攪拌桶，將經(jīng)過步驟a的組份一添加到攪拌桶內(nèi)，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再靜置30min; d、二次添加物料:僅經(jīng)過步驟b的組份二加入攪拌桶內(nèi)，再加入粘結(jié)劑0-7份，充分?jǐn)嚢柚辆椿旌希? e、造粒:將經(jīng)過步驟d的物料放入造粒設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行造粒； f、干燥:將造粒成型的淀粉顆粒放入干燥室進(jìn)行干燥，使得顆粒水分含量降至6-15% ； g、發(fā)泡:將干燥后的淀粉顆粒加入發(fā)泡設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行發(fā)泡作業(yè)，發(fā)泡溫度為140-180 0C ； h、裁切:將進(jìn)行步驟g的發(fā)泡材料進(jìn)行裁切，即得到了淀粉基發(fā)泡材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種淀粉基發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，所述步驟e中造粒設(shè)備為擠出造粒機(jī)或搖擺造粒機(jī)，該造粒溫度低于60°C，造粒壓力為5-15bar。
【文檔編號】B29B9/06GK105885103SQ201510027458
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月16日
【發(fā)明人】陳峰磊
【申請人】寧波高新區(qū)金杉新能源科技有限公司