一种缓冲材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缓冲材料的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明专利技术将甘蔗渣汽爆，过筛，得一次处理甘蔗渣；按重量份数计，将20～30份一次处理甘蔗渣，3～5份沼液，3～5份葡萄糖溶液，30～40份水混合发酵，过滤，干燥，紫外光老化，得二次处理甘蔗渣；将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，冷冻，粉碎，过筛，得改性甘蔗渣；将聚乳酸密炼，接着加入改性甘蔗渣，发泡剂，增塑剂，改性填料，碳酸氢钙，硬脂酸锌，氢氧化钠，偶联剂，磷脂和硫化剂混炼，压延成型，硫化，出料，即得缓冲材料。本发明专利技术技术方案制备的缓冲材料具有优异的缓冲性能的特点，在功能材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种缓冲材料的制备方法
本专利技术公开了一种缓冲材料的制备方法，属于功能材料

技术介绍
在缓冲包装领域，EPS（聚苯乙烯泡沫）等泡沫塑料制品曾由于其优越的缓冲性能及低廉的价格，成为缓冲包装材料的首选。但其在制造过程中使用氯氟烃类物质作为发泡剂，会对大气层中的臭氧造成破坏，且这些泡沫塑料制品无法自然降解，其废弃物对环境直接造成压力。因此，利用新型的、可循环利用的、或能自然降解的“绿色包装材料”替代泡沫塑料缓冲材料的研究具有非常重要的工程应用价值。其中聚乳酸作为完全可降解的塑料受到关注，但单一的聚乳酸材料脆性高、抗变形能力差，且成本较高，因此聚乳酸与植物纤维、淀粉等价格较低且可降解的材料进行复合制备可降解缓冲材料成为发展的趋势。植物纤维作为自然界中储量较丰富的天然高分子材料，主要来源于自然生长的植物，具有密度小、力学性能较高、可降解、可再生、可循环利用和环境友好等特性。按照来源，植物纤维可分为韧皮纤维（如亚麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维、大麻纤维等），种子纤维（如棉纤维、椰纤维等），叶纤维（如剑麻纤维等），茎杆类纤维（如木纤维，竹纤维以及草茎纤维等）。其中，木纤维、麻纤维和草纤维的应用最为广泛。缓冲包装是以缓和冲击为目的的包装，在所有包装形式中，缓冲包装所占的比例最大，而在缓冲包装材料领域，主要以泡沫塑料为主。泡沫塑料虽然具有质轻等优点，但是其在自然条件下很难降解，加剧了白色污染，因此，合理开发利用自然资源，实现包装材料的绿色发展、创新发展和循环发展是当前的首要任务。植物纤维多孔缓冲包装材料是以植物纤维和淀粉为主料，胶粘剂、发泡剂、交联剂以及其他助剂等为辅料，经过发泡成型生产出一种绿色环保缓冲包装材料。由于植物纤维细胞中空、细长、呈纺锤状，并且有柔韧性，在制成的缓冲材料中起到支撑作用，使缓冲材料具有良好的物理强度；淀粉和胶粘剂的作用即增加纤维间的粘结强度；发泡剂则是通过产生气体使材料形成泡孔，使材料具有缓冲性能，可以说泡孔的均匀性是决定缓冲材料缓冲性能的重要因素之一；交联剂、增塑剂等其他助剂的最终目的也都是改善材料的整体性能。而传统的缓冲材料还存在缓冲性能无法进一步提升的缺点，给实际应用带来不便，因此，如何改善传统缓冲材料无法进一步提升的缺点，以获取更高综合性能的缓冲材料，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统的缓冲材料缓冲性能无法进一步提升的缺点，提供了一种缓冲材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种缓冲材料的制备方法，具体制备步骤如下：（1）将甘蔗渣汽爆，过筛，得一次处理甘蔗渣；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理甘蔗渣，3～5份沼液，3～5份葡萄糖溶液，30～40份水混合发酵，过滤，干燥，紫外光老化，得二次处理甘蔗渣；（3）将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，冷冻，球磨，过筛，得改性甘蔗渣；（4）按重量份数计，依次取30～40份改性甘蔗渣，60～80份聚乳酸，8～10份发泡剂，5～8份增塑剂，8～10份改性填料，4～5份碳酸氢钙，5～8份硬脂酸锌，5～8份氢氧化钠，5～8份偶联剂，5～8份磷脂和5～8份硫化剂，将聚乳酸密炼，接着加入改性甘蔗渣，发泡剂，增塑剂，改性填料，碳酸氢钙，硬脂酸锌，氢氧化钠，偶联剂，磷脂和硫化剂混炼，压延成型，硫化，出料，即得缓冲材料。步骤（4）所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，二亚硝基五亚甲基四胺或4,4'-氧代双苯磺酰肼中的任意一种。步骤（4）所述增塑剂为邻苯二甲酸二正锌酯，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二甲酯中的任意一种。步骤（4）所述改性填料的制备过程为：将海泡石和水按质量比为1：5～1：10混合倒入高压釜，加热搅拌后，出料，干燥，得预处理海泡石，再将预处理海泡石和盐酸按质量比为1：10～1：20混合反应，再经过滤、洗涤和干燥，得改性填料。步骤（4）所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任意一种。步骤（4）所述磷脂为牛奶磷脂，蛋黄磷脂或大豆磷脂中的任意一种。步骤（4）所述硫化剂为硫磺，一氯化硫或过氧化苯甲酰中任意一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过添加改性甘蔗渣和碳酸氢钙，在制备过程中，首先，将甘蔗渣经过汽爆，使得甘蔗渣得到细化，接着将一次处理甘蔗渣，沼液，葡萄糖溶液，水混合发酵，在发酵过程中，利用沼液中的微生物产生的酶将甘蔗渣纤维活化，再经过紫外老化，使得甘蔗渣纤维间的结合力进一步下降，使得后期浸泡正硅酸乙酯过程中，正硅酸乙酯能够充分渗透到甘蔗渣纤维中，接着利用液氮处理，使得纤维细胞中形成冰晶，再经过球磨，使细胞壁中的冰晶受到压力作用而破裂，使得甘蔗渣得到进一步细化，在使用过程中，碳酸氢钙受热分解，生成水，水与改性甘蔗渣的正硅酸乙酯反应，生成纳米二氧化硅和乙醇，可在甘蔗渣纤维孔隙中快速渗透扩散且纳米颗粒具有特殊的表面结构，因此具有较高的表面活性，因此很容易在甘蔗渣纤维表面吸附，因此可牢固地吸附在甘蔗渣纤维表面，使得纤维分子直链有足够的约束力使其回到原位，从而使得体系的缓冲性能得到提升，同时，部分纳米二氧化硅将体系中的连通孔隙隔断，且作为支撑骨架，从而使得体系的缓冲性能得到进一步的提升。具体实施方式将海泡石和水按质量比为1：5～1：10混合倒入高压釜中，再将高压釜密封，于温度为120～140℃条件下，加热搅拌反应45～60min，出料，并于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得预处理海泡石，再将所得预处理海泡石和质量分数为15%盐酸按质量比为1：10～1：20混合倒入三口烧瓶，用搅拌器以500～600r/min转速搅拌反应2～4h，过滤，得1号滤饼，并用去离子水洗涤1号滤饼3～5次，再将洗涤后的1号滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得改性填料；将甘蔗渣移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为2.5～3.8MPa，保压处理5～10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，过100目的筛，得一次处理甘蔗渣；按重量份数计，将20～30份一次处理甘蔗渣，3～5份沼液，3～5份质量分数为0.3～0.5%的葡萄糖溶液，30～40份水置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为100～200r/min条件下，混合发酵3～5天，得发酵混合液，接着将发酵混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将干燥滤渣进行紫外光老化，得二次处理甘蔗渣；将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20置于烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得2号滤饼，接着将滤饼置于液氮中冷冻，得冷冻块，接着将冷冻块球磨，过140目的筛，得改性甘蔗渣；按重量份数计，依次取30～40份改性甘蔗渣，60～80份聚乳酸，8～10份发泡剂，5～8份增塑剂，8～10份改性填料，4～5份碳酸氢钙，5～8份硬脂酸锌，5～8份氢氧化钠，5～8份偶联剂，5～8份磷脂和5～8份硫化剂，将聚乳酸置于密炼机中，于温度为170～185℃，转速为1500～1600r/min条件下，密炼20～30min，接着向密炼机中加入改性甘蔗渣，发泡剂，增塑剂，改性填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓冲材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：（1）将甘蔗渣汽爆，过筛，得一次处理甘蔗渣；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理甘蔗渣，3～5份沼液，3～5份葡萄糖溶液，30～40份水混合发酵，过滤，干燥，紫外光老化，得二次处理甘蔗渣；（3）将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，冷冻，球磨，过筛，得改性甘蔗渣；（4）按重量份数计，依次取30～40份改性甘蔗渣，60～80份聚乳酸，8～10份发泡剂，5～8份增塑剂，8～10份改性填料，4～5份碳酸氢钙，5～8份硬脂酸锌，5～8份氢氧化钠，5～8份偶联剂，5～8份磷脂和5～8份硫化剂，将聚乳酸密炼，接着加入改性甘蔗渣，发泡剂，增塑剂，改性填料，碳酸氢钙，硬脂酸锌，氢氧化钠，偶联剂，磷脂和硫化剂混炼，压延成型，硫化，出料，即得缓冲材料。

【技术特征摘要】
1.一种缓冲材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：（1）将甘蔗渣汽爆，过筛，得一次处理甘蔗渣；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理甘蔗渣，3～5份沼液，3～5份葡萄糖溶液，30～40份水混合发酵，过滤，干燥，紫外光老化，得二次处理甘蔗渣；（3）将二次处理甘蔗渣与正硅酸乙酯按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，冷冻，球磨，过筛，得改性甘蔗渣；（4）按重量份数计，依次取30～40份改性甘蔗渣，60～80份聚乳酸，8～10份发泡剂，5～8份增塑剂，8～10份改性填料，4～5份碳酸氢钙，5～8份硬脂酸锌，5～8份氢氧化钠，5～8份偶联剂，5～8份磷脂和5～8份硫化剂，将聚乳酸密炼，接着加入改性甘蔗渣，发泡剂，增塑剂，改性填料，碳酸氢钙，硬脂酸锌，氢氧化钠，偶联剂，磷脂和硫化剂混炼，压延成型，硫化，出料，即得缓冲材料。2.根据权利要求1所述一种缓冲材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，二亚硝基五亚甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘茂龙，兰梅菊，宋宇星，
申请(专利权)人：佛山皖阳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44