[发明专利]一种生物质基海绵状发泡填充物及其制备方法

说明书

技术领域

本技术属于生物降解材料的工艺技术领域。具体涉及一种以植物油脂、植物纤维、植物粉、高分子聚合物等为主要原料生产的高发泡填充材料。

背景技术

在发泡缓冲包装材料领域中，目前市场上使用最多的材料为：1)可发性聚苯乙烯(EPS)，俗称“泡沫”，由原料经过预发、熟化、模具成型、烘干和切割等制成；2)聚乙烯发泡棉(EPE)，又称珍珠棉，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。

传统发泡缓冲包装材料需要消耗大量石油基能源材料，造成对石油基能源材料的依赖和浪费，且制备过程中需大量使用邻苯二甲酸酯、四溴双酚等有毒有害的添加剂。大量使用上述石油基的副产品－泡沫塑料，会给人类环境带来了极大的危害，废弃的塑料泡沫垃圾难以处理，焚烧后会产生一种“二恶英”气体，严重污染大气环境，损害人类健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质基海绵状发泡填充物的制备方法，所述生物质基海绵状发泡填充物以植物油脂、植物纤维、植物粉、高分子聚合物等为主要原料，水为发泡剂，可有效减少石油和发泡助剂等有害物质的添加量，制得的海绵状发泡填充物具有成本低、生物可降解和环境友好的优点，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种生物质基海绵状发泡填充物，各组分所占质量百分比为：植物油脂10-20％、植物纤维5-10％、植物粉末50-70％、高分子聚合物5-20％、增容增塑剂5-15％、发泡剂4-15％、功能性助剂1-5％。

上述方案中，所述发泡剂为水。

上述方案中，所述植物油脂为棉油、豆油、棕榈油、桐油、甘油中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述植物纤维为剑麻、棉杆、玉米杆、高粱杆、芦苇杆径纤维中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述植物粉末为红薯粉、木薯粉、马铃薯粉、地瓜干粉中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述高分子聚合物为聚乙烯醇、桃胶、马来树胶、松香胶中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述的增容增塑剂为马来酸酐、乙二醇、柠檬酸酯、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三乙酸甘油酯、硬脂酸、单硬脂酸甘油脂中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述功能性助剂为去味剂、防虫剂、防腐剂、表面成膜助剂、降粘助剂中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述的去味剂为环糊精、L-抗坏血酸中的一种或二者按任意比例混合。

上述方案中，所述的防虫剂为芳樟油、杀虫菊、甲壳质中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述的防腐剂为苦瓜素、甲壳素、果胶中的一种或几种按任意比例混合。上述方案中，所述的表面成膜助剂为聚乙烯醇、聚乙烯砒咯烷酮、聚乙烯砒咯烷酮/醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种按任意比例混合。

上述方案中，所述的降粘助剂为轻质碳酸钙、石蜡、钛白粉、膨润土、钠基膨润土中的一种或几种按任意比例混合。

上述一种生物质基海绵状发泡填充物的制备方法，包括以下步骤：

1)原料选取

按各原料所占重量百分数进行称取备用：植物油脂10-20％、植物纤维5-10％、植物粉末50-70％、高分子聚合物5-20％、增容增塑剂5-15％、发泡剂4-15％、功能性助剂1-5％；

2)原料预处理

将植物纤维置于纤维微细粉体机中，粉碎粒径至800目过筛备用；

3)植物油脂、植物纤维的增容增塑：

将预处理后的植物纤维、增容增塑剂、植物油脂依次置于带加温隔层的悬臂双螺旋锥形混合机中进行共混；共混反应温度为80-95℃，时间为35-40分钟，得油性胶糊状共混体，备用；

4)制备植物油脂、植物纤维、植物粉末与高分子聚合物的共容料

将植物粉末、高分子聚合物置于具有高、中、低三档的温控反应混合机中，开启混合机调节为低速档，在此速度档位中缓慢加入步骤3)所得油性胶糊状共混体，混合温度控制在70-80℃，混合时间为5-8分钟；待油性胶糊状共混体添加完毕后，调节混合机转速为高速档，并控制材料温度上升至90-120℃，此阶段混合时间为8-10分钟；此时调节混合机转速为中速档，混合温度控制在95-100℃，此阶段混合时间为5-10分钟；最后将混合机速度调节到低速档，混合温度降至70℃以下，逐步加入功能性助剂，此阶段混合时间为5-15分钟，得表面略带油性的砂粒状共容料，备用；