淀粉基发泡组合物、淀粉基发泡制品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种淀粉基发泡组合物、淀粉基发泡制品及其制备方法。淀粉基发泡组合物以重量份计，包括植物淀粉40～50份、木质素粉20～30份、气凝胶粉0.1～0.5份、发泡剂2～4份、成核剂0.3～0.5份、粘接剂1～3份、水17～30份。木质素粉与淀粉配合，在压制过程中，淀粉发泡，木质素粉填充在气泡中起到支撑作用，挤到淀粉基发泡制品表面的木质素粉起到防水作用，木质素粉为40μm以下的微粒，木质素极度疏水，防止水与淀粉接触。木质素也极易生物降解，对环境友好。纤维素气凝胶粉与木质素配合，在压制过程中，纤维素气凝胶部分位于气泡内，部分被挤压至表面，形成疏水膜，防止水与淀粉接触。防止水与淀粉接触。

【技术实现步骤摘要】
淀粉基发泡组合物、淀粉基发泡制品及其制备方法


[0001]本专利技术属于淀粉发泡材料
，具体涉及一种淀粉基发泡组合物、淀粉基发泡制品及其制备方法。

技术介绍

[0002]淀粉基发泡组合物以淀粉为主要原料，添加其他支撑辅助材料，在高温下经压制成各种形状的一次性制品，如一次性餐具、一次性杯子等。其他支撑辅助材料，常见的如植物纤维、粘接剂等。
[0003]淀粉基发泡组合物压制成各种形状的产品使用需要防水。目前淀粉基发泡制品的制作方法有两种，第一种是将各种粉末状的原料混合成类似于面团状的物质，分块后直接压制成品；第二种是将各种粉末状的原料混合后用挤出机挤出硬质颗粒，然后将颗粒物压制成片状，之后再压制成成品。第二种工艺较为复杂，成本高，但是容易制作出来具有一定防水效果的产品。第一种工艺简单，成本低，因为使用柔软的面团装物质压制而成，很难制作出来具有防水功能的产品。
[0004]现有技术中，申请公布号为CN106947117A的专利技术专利，公开了一种完全生物降解的纤维增强淀粉发泡餐具，分为内外两层，其中，外层由以下质量百分比的各组分制成：50～82％木薯淀粉、5～20％生物降解短纤维、5～10％生物降解增韧剂、1～3％相容剂、5～10％发泡剂、1～5％隔热剂和1～2％脱模剂；生物降解短纤维为聚乳酸短纤维、聚羟基脂肪酸酯短纤维或聚乙醇酸短纤维中的一种或多种；生物降解增韧剂为生物降解塑料经液氮冷却后磨成的粉末；生物降解塑料为聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丙撑碳酸酯中的一种或多种；相容剂为一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种；发泡剂由水、长链脂肪酸、碳酸氢钠组成，质量比为6～8:1～2:1～2；隔热剂为锌镁铝碳酸根型水滑石，分子式为ZnMg3Al2(OH)
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CO3·
mH2O；脱模剂为单硬脂酸甘油酯；内层为生物降解薄膜；生物降解薄膜的材料为聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丙撑碳酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯或聚乙醇酸中的一种；完全生物降解的纤维增强淀粉发泡餐具的制备方法是，依次将木薯淀粉、生物降解短纤维、生物降解增韧剂、隔热剂加入搅拌器中，常温下搅拌10～15min，加入相容剂，常温下搅拌15～20min，加入发泡剂和脱模剂，在40～60℃下混合均匀后加入模具中，于180～250℃下20～60s热压成型，最后再喷涂厚度5～20μm的生物降解薄膜，得到完全生物降解的纤维增强淀粉发泡餐具。该工艺制作发泡餐具是喷涂防水薄膜进行防水，增加工艺的繁琐性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种粉基发泡组合物，以制备具有防水功能的发泡制品。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种淀粉基发泡制品。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供一种淀粉基发泡制品的制备工艺。
[0008]为了实现以上目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0009]淀粉基发泡组合物，以重量份计，包括植物淀粉40～50份、木质素粉20～30份、气凝胶粉0.1～0.5份、发泡剂2～4份、成核剂0.3～0.5份、粘接剂1～3份、水17～30份。
[0010]进一步地，所述木质素粉和气凝胶粉为过400目筛的粉末。
[0011]进一步地，所述木质素粉的制备方法为：取造纸废液碱木质素酸析得到木质素粗品，木质素粗品依次用水和乙醇洗涤，之后烘干、粉碎并过筛，得到木质素粉。
[0012]进一步地，所述植物淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉或马铃薯淀粉。
[0013]进一步地，所述气凝胶粉为纤维素气凝胶粉。
[0014]进一步地，所述成核剂为碳酸钙粉。所述粘接剂为聚乙烯醇。
[0015]采用淀粉基发泡组合物制备淀粉基发泡制品的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1：将配方量的植物淀粉、木质素粉、气凝胶粉和水混合，在20～35℃条件下搅拌5～10min，得到预混合淀粉；
[0017]S2：将配方量的发泡剂、成核剂、粘接剂添加入预混合淀粉中，在40～60℃条件下搅拌10～20min，进行一次预发泡，形成柔软的混合面团；
[0018]S3：将混合面团分成均匀的多个预压制面团，将预压制面团置于模具中，在210～230℃下热压成型，压塑成型时间为18～22s。
[0019]进一步地，所述模具中与预压制面团接触的壁上均匀设置有一层向所压制的预压制面团外凸的鼓包，鼓包为圆润的半球状，鼓包底面是4～6μm的圆，鼓包的高度为8～12μm，相邻鼓包的间距为8～12μm，以将所压制的预压制面团压制成品为表面凹凸不平的荷叶结构。
[0020]进一步地，所述预压制面团由混合面团经挤出机挤出均匀大小的面团状，在挤出过程中利用螺杆挤出机的挤压作用进行预发泡。
[0021]进一步地，所述S1中搅拌先在100～200r/min条件下转3～5min，之后在1200～1500r/min条件下转3～5min。
[0022]淀粉基发泡制品，采用淀粉基发泡制品的制备方法制备得到。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术的淀粉基发泡制品，木质素粉与淀粉配合，在压制过程中，淀粉发泡，木质素粉填充在气泡中起到支撑作用，挤到淀粉基发泡制品表面的木质素粉起到防水作用，木质素颗粒为40μm以下的微粒，木质素极度疏水，防止水与淀粉接触。木质素也极易生物降解，对环境友好。纤维素气凝胶粉与木质素配合，在压制过程中，纤维素气凝胶部分位于气泡内，部分被挤压至表面，形成疏水膜，防止水与淀粉接触。
[0025]本专利技术的淀粉基发泡制品，含有的木质素粉中含有木质素以及半纤维素，因造纸用的植物主要含有纤维素、半纤维素及木质素，造纸将纤维素提取出来，造纸黑液中主要含有木质素及半纤维素，酸析后得到的主要是木质素，且含有少量半纤维素，粘接剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇的疏水链与木质素相互作用，聚乙烯醇的醇羟基与淀粉之间有氢键作用，将木质素与淀粉牢固的粘接起来，改善淀粉基发泡制品的力学性能。少量半纤维素主要是糖类，其作用与聚乙烯醇相同，半纤维素与木质素之间可能以苯甲基醚的形式连接起来，形成木素－碳水化合物的复合体，半纤维素上的羟基与淀粉之间有氢键作用，提高木质素与淀粉之间的连接性。因含有的聚乙烯醇和木质素中的半纤维素结合了部分淀粉的羟基，淀粉发
泡后吸收外界水分的的能力降低，防潮性较好，使用过塑机过塑包装后，可长时间储存。
[0026]本专利技术的淀粉基发泡制品，含有的碳酸钙可以使淀粉发泡均匀，同时也可以提高淀粉基发泡制品的硬度。
[0027]本专利技术的淀粉基发泡制品，模具上的鼓包可将淀粉基发泡制品，如一次性餐具、一次性水杯，压制成表面有微米级的凹凸面，类似于荷叶表面的结构，使得淀粉基发泡制品极度疏水，防水性能较好。
[0028]本专利技术的淀粉基发泡制品，淀粉发泡后内部有空气，且有木质素粉以及气凝胶粉的填充，隔热性好，具有防烫、防冻、保温的作用。气泡以及木质素的三维网状结构具有缓冲作用，且防潮性能较好，可用作日用品的缓冲包装材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.淀粉基发泡组合物，其特征在于，以重量份计，包括植物淀粉40～50份、木质素粉20～30份、气凝胶粉0.1～0.5份、发泡剂2～4份、成核剂0.3～0.5份、粘接剂1～3份、水17～30份。2.根据权利要求1所述的淀粉基发泡组合物，其特征在于，所述木质素粉和气凝胶粉为过400目筛的粉末。3.根据权利要求1或2所述的淀粉基发泡组合物，其特征在于，所述木质素粉的制备方法为：取造纸废液碱木质素酸析得到木质素粗品，木质素粗品依次用水和乙醇洗涤，之后烘干、粉碎并过筛，得到木质素粉。4.根据权利要求1或2所述的淀粉基发泡组合物，其特征在于，所述植物淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉或马铃薯淀粉。5.根据权利要求1或2所述的淀粉基发泡组合物，其特征在于，所述气凝胶粉为纤维素气凝胶粉。6.采用权利要求1中淀粉基发泡组合物制备淀粉基发泡制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将配方量的植物淀粉、木质素粉、气凝胶粉和水混合，在20～35℃条件下搅拌5～10min，得到预混合淀粉；S2：将配方量的发泡剂、成核剂、粘接剂添加入预混合淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培贵，陈曦，何云锴，
申请(专利权)人：河南奥尼斯帝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：