一種抗菌防腐生態(tài)環(huán)保發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗菌防腐生態(tài)環(huán)保發(fā)泡材料及其制備方法。本發(fā)明針對木薯淀粉和中藥渣纖維的特點(diǎn)，利用物理和化學(xué)方法，使用合適的工藝和步驟，分別對木薯淀粉和中藥渣進(jìn)行處理，然后以氫氧化鋁、蓖麻油、動物油脂以及前處理過程中殘留的鈉離子和酸根離子作為復(fù)合交聯(lián)劑和接枝劑，同時蓖麻油和動物油脂還具有光滑作用，促進(jìn)材料流動，易于成型加工，碳酸氫鈉、碳酸氫銨和水作為復(fù)合發(fā)泡劑，最后利用螺桿擠出方式，在合適的壓力、溫度和速度下，高效、連續(xù)成型，得到具有較高強(qiáng)度、防腐抗菌的環(huán)保發(fā)泡制品。
【專利說明】
一種抗菌防腐生態(tài)環(huán)保發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗菌防腐生態(tài)環(huán)保緩沖包裝材料，尤其涉及一種木薯淀粉中藥渣 纖維復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大量使用的緩沖包裝材料仍是以不能降解的泡沫塑料為主，主要有EPS、EPP、 聚氨酯等泡沫塑料，由于其很難降解，因此，形成了嚴(yán)重的城市"白色污染"?，F(xiàn)有可降解的 緩沖包裝材料主要還是紙制品，但紙制品成本較高、密度大、緩沖性能差、力學(xué)性能差。中藥 渣是中藥制品廠熬制中成藥后的廢棄物，其來源廣泛，價格低廉，但是由于中藥材原料成分 復(fù)雜，除纖維素外，還富含各種淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、抗菌素、維生素、礦物質(zhì)、糖等， 將其與木薯淀粉共混，通過特殊工藝和設(shè)備，生產(chǎn)出一種抗菌防腐、力學(xué)性能優(yōu)異、防水耐 候、價格低廉、可生物降解的環(huán)保發(fā)泡材料具有非常好的市場前景和社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有發(fā)泡材料降解性差、強(qiáng)度低、緩沖效果差、防腐抗菌性 能差等缺點(diǎn)，充分利用木薯淀粉的粘性，中藥渣抗菌防腐、無毒環(huán)保、價格低廉的特點(diǎn)，以木 薯淀粉和中藥渣纖維為主要原料，配合其他添加劑，利用生物、物理、化學(xué)等方法原理，采用 合適的工藝步驟和參數(shù)，以螺桿擠出發(fā)泡的連續(xù)成型方式，得到一種木薯中藥渣復(fù)合發(fā)泡 材料，以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)泡制品的抗菌防腐、生態(tài)環(huán)保、力學(xué)性能優(yōu)異的效果。
[0004] 本發(fā)明的復(fù)合發(fā)泡材料，由木薯淀粉、氯化鈉、鹽酸、水、中藥渣(市場購買)、氫氧 化鈉、氫氧化鋁、乙醇、蓖麻油（市場購買)、動物油脂(市場購買)、碳酸氫鈉、碳酸氫銨組成。
[0005] 各組分比例及制備步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）木薯淀粉，10~20份(優(yōu)選15份）濃度為2~5% (優(yōu)選3%)氯化 鈉水溶液，共混l〇~20min (優(yōu)選15min)，然后在-4~2°C (優(yōu)選-1°C)冷藏4~8h (優(yōu)選6h)， 然后將其與1〇~20份(優(yōu)選15份）濃度為2~5% (優(yōu)選3%)的鹽酸溶液，在40~60°C (優(yōu)選 50°C)，20~60r/min (優(yōu)選 40r/min)攪拌]~3h (優(yōu)選 2h)，待用； (2) 取100份中藥渣，60~80°C (優(yōu)選70°C)下干燥，使其含水率達(dá)到3~7% (優(yōu)選5%)， 然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使其粒徑在20~60目（優(yōu)選40目），將其與10~20份(優(yōu)選15份） 濃度為80~99% (優(yōu)選90%)乙醇共混均勻，靜置l~3h (優(yōu)選2h)，然后與10~20份(優(yōu)選15 份)濃度為3~5% (優(yōu)選4%)的氫氧化鈉水溶液，在30~60°C (優(yōu)選50°C)下，20~60r/min (優(yōu) 選40r/min)攪拌]~3h (優(yōu)選2h)，冷卻待用待用； (3) 取步驟（1)處理后的淀粉55~75份(優(yōu)選65份)、步驟（2)處理過的中藥渣25~45 份(優(yōu)選35份)、4~8份(優(yōu)選6份)氫氧化鋁、5~10份(優(yōu)選7份)蓖麻油、3~7份(優(yōu)選5份） 動物油脂(優(yōu)選豬油)、2~4份(優(yōu)選3份)碳酸氫鈉、1~3份(優(yōu)選2份)碳酸氫銨、5~10份(優(yōu) 選6份）水，在高速混合機(jī)中共混10~30min (優(yōu)選15min)，密封待用； (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為110~130°C (優(yōu)選 120°C)、機(jī)頭壓力為2~5MPa (優(yōu)選3MPa)、螺桿轉(zhuǎn)速為70~90r/min (優(yōu)選80 r/min)。
[0006] 本發(fā)明針對木薯淀粉和中藥渣纖維的特點(diǎn)，利用物理和化學(xué)方法，使用合適的工 藝和步驟，分別對木薯淀粉和中藥渣進(jìn)行處理，然后以氫氧化鋁、蓖麻油、動物油脂以及前 處理過程中殘留的鈉離子和酸根離子作為復(fù)合交聯(lián)劑和接枝劑，同時蓖麻油和動物油脂還 具有光滑作用，促進(jìn)材料流動，易于成型加工，碳酸氫鈉、碳酸氫銨和水作為復(fù)合發(fā)泡劑，最 后利用螺桿擠出方式，在合適的壓力、溫度和速度下，高效、連續(xù)成型，得到具有較高強(qiáng)度、 防腐抗菌的環(huán)保發(fā)泡制品。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008] 實(shí)施例1 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）木薯淀粉，10份濃度為2%氯化鈉水溶液，共混lOmin，然后 在-4°C冷藏4h，然后將其與10份濃度為2%的鹽酸溶液，在40°C，20r/min攪拌lh，待用； (2) 取100份中藥渣，60°C下干燥，使其含水率達(dá)到3%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑為20目，將其與10份濃度為80%乙醇共混均勻，靜置lh，然后與10份濃度為3%的 氫氧化鈉水溶液，在30°C下，20r/min攪拌lh，冷卻待用待用； (3) 配一：取步驟（1)處理后的淀粉55份、步驟（2)處理過的中藥渣25份、4份氫氧化 鋁、5份蓖麻油、3份豬油、2份碳酸氫鈉、1份碳酸氫銨、5份水，在高速混合機(jī)中共混lOmin， 密封待用； 配二：取步驟（1)處理后的淀粉65份、步驟（2)處理過的中藥渣35份、6份氫氧化鋁、 7份蓖麻油、5份豬油、3份碳酸氫鈉、2份碳酸氫銨、6份水，在高速混合機(jī)中共混15min，密 封待用； 配三：取步驟（1)處理后的淀粉75份、步驟（2)處理過的中藥渣45份、8份氫氧化鋁、 10份蓖麻油、7份豬油、4份碳酸氫鈉、3份碳酸氫銨、10份水，在高速混合機(jī)中共混30min， 密封待用 (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為120°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為80 r/min。
[0009] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及抗菌率的對比如 下表
實(shí)施例2 : (1)取100份(質(zhì)量份數(shù)）木薯淀粉，15份濃度為3%氯化鈉水溶液，共混15min，然后 在-1°C冷藏6h，然后將其與15份濃度為3%的鹽酸溶液，在50°C，40r/min攪拌2h，待用； (2) 取100份中藥渣，70°C下干燥，使其含水率達(dá)到5%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑為40目，將其與15份濃度為90%乙醇共混均勻，靜置2h，然后與15份濃度為4%的 氫氧化鈉水溶液，在50°C下，40r/min攪拌2h，冷卻待用待用； (3) 配一：取步驟（1)處理后的淀粉55份、步驟（2)處理過的中藥渣25份、4份氫氧化 鋁、5份蓖麻油、3份豬油、2份碳酸氫鈉、1份碳酸氫銨、5份水，在高速混合機(jī)中共混lOmin， 密封待用； 配二：取步驟（1)處理后的淀粉65份、步驟（2)處理過的中藥渣35份、6份氫氧化鋁、 7份蓖麻油、5份豬油、3份碳酸氫鈉、2份碳酸氫銨、6份水，在高速混合機(jī)中共混15min，密 封待用； 配三：取步驟（1)處理后的淀粉75份、步驟（2)處理過的中藥渣45份、8份氫氧化鋁、 10份蓖麻油、7份豬油、4份碳酸氫鈉、3份碳酸氫銨、10份水，在高速混合機(jī)中共混30min， 密封待用； (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為120°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為80 r/min。
[0010] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及抗菌率的對比如 下表
實(shí)施例3 : (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）木薯淀粉，20份濃度為5%氯化鈉水溶液，共混20min，然后在 2°C冷藏8h，然后將其與20份濃度為5%的鹽酸溶液，在60°C，60r/min攪拌3h，待用； (2) 取100份中藥渣，80°C下干燥，使其含水率達(dá)到7%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過篩，使 其粒徑為60目，將其與20份濃度為99%乙醇共混均勻，靜置3h，然后與20份濃度為5%的 氫氧化鈉水溶液，在60°C下，60r/min攪拌3h，冷卻待用； (3) 配一：取步驟（1)處理后的淀粉55份、步驟（2)處理過的中藥渣25份、4份氫氧化 鋁、5份蓖麻油、3份豬油、2份碳酸氫鈉、1份碳酸氫銨、5份水，在高速混合機(jī)中共混lOmin， 密封待用； 配二：取步驟（1)處理后的淀粉65份、步驟（2)處理過的中藥渣35份、6份氫氧化鋁、 7份蓖麻油、5份豬油、3份碳酸氫鈉、2份碳酸氫銨、6份水，在高速混合機(jī)中共混15min，密 封待用； 配三：取步驟（1)處理后的淀粉75份、步驟（2)處理過的中藥渣45份、8份氫氧化鋁、 10份蓖麻油、7份豬油、4份碳酸氫鈉、3份碳酸氫銨、10份水，在高速混合機(jī)中共混30min， 密封待用； (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為120°C、機(jī)頭壓力為 3MPa、螺桿轉(zhuǎn)速為80 r/min。
[0011] 制備的新材料與熱塑性淀粉發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度及抗菌率的對比如 下表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗菌防腐生態(tài)環(huán)保發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于本發(fā)明的復(fù)合發(fā)泡材 料，由木薯淀粉、氯化鈉、鹽酸、水、中藥渣、氫氧化鈉、氫氧化鋁、乙醇、蓖麻油，動物油脂、碳 酸氫鈉、碳酸氫銨組成。2. 權(quán)利要求1所述復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 取100份(質(zhì)量份數(shù)）木薯淀粉，10~20份濃度為2~5%氯化鈉水溶液，共混 10~20min，然后在-4~2°C冷藏4~8h，然后將其與10~20份濃度為2~5%的鹽酸溶液，在 40~60°C溫度下 20~60r/min 攪拌 l~3h，待用； (2) 取100份中藥渣，60~80°C下干燥，使其含水率達(dá)到3~7%，然后在粉碎機(jī)中粉碎，過 篩，使其粒徑在20~60目，將其與10~20份濃度為80~99%乙醇共混均勻，靜置l~3h，然后與 10~20份濃度為3~5%的氫氧化鈉水溶液，在30~60°C下，20~60r/min攪拌l~3h，冷卻待用待 用； (3) 取步驟（1)處理后的淀粉55~75份、步驟（2)處理過的中藥渣25~45份、4~8份氫 氧化鋁、5~10份蓖麻油、3~7份動物油脂(優(yōu)選豬油)、2~4份碳酸氫鈉，1~3份碳酸氫銨、5~10 份水，在高速混合機(jī)中共混10~30min，密封待用； (4) 將混合好的物料，通過螺桿擠出機(jī)擠出發(fā)泡，控制機(jī)頭溫度為110~130°C、機(jī)頭壓力 為 2~5MPa、螺桿轉(zhuǎn)速 70~90r/min。
【文檔編號】C08L97/02GK105885446SQ201510163754
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年4月9日
【發(fā)明人】曾廣勝
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)