一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法，属于缓冲包装材料领域。本发明将丝瓜瓢处理后加入多糖酶制成缓冲包装材料基料，将其和乳酸、淀粉、水、乙醇钠混合反应，将混合物中加入皂甙和洋葱汁液浸泡得可生物降解杀菌缓冲包装材料，本发明利用丝瓜瓢中的内部植物纤维结构制成缓冲材料，不仅重量轻，易加工，可生物降解，缓冲性能好，而且原料丰富，成本低廉，绿色环保，加入抗菌助剂可使缓冲包装材料抗菌性能好，降低病菌或霉菌在植物纤维环境下的生存能力。
【专利说明】
一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法，属于缓冲包装材料领域。
【背景技术】
[0002]我国许多电子产品、家用电器、机械产品和仪器仪表等的包装，都在大量使用聚苯乙烯类泡沫塑料作为缓冲衬垫材料，其次是纸浆模塑产品。聚苯乙烯类泡沫塑料，存在体积大，回收困难，再生费用高，废弃物不能自然降解，焚烧处理会污染环境等弊病。在制造过程中，经常使用氯氟烃类物质作为发泡剂，而这种物质会破坏大气层中的臭氧。
[0003]近些年来，严重的环境污染问题促使人们把目光转移到环保型缓冲包装材料的发展上。纸质缓冲包装材料就是其中一类。目前市场上使用较多的纸质缓冲包装材料有瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模塑等。这类材料与塑料泡沫比较，虽然易降解，但重量大，压缩回复性差，成本高。并且，在制造纸浆的过程中会造成大量的水污染，即使使用废纸为原料，也要进行二次处理，产生大量的工业废水，造成二次污染。
[0004]植物纤维类缓冲包装材料是在考虑充分利用自然资源的情况下发展起来的。目前已经研制出来的这类材料有:农作物秸杆缓冲包装材料、聚乳酸发泡材料、废纸和淀粉制包装用泡沫填料。用农作物秸杆粉碎物和粘接剂作为原料，经混合、交联反应、发泡、浇铸、烘烤定型、自然干燥等工艺后，即可制成减震缓冲包装材料。这种材料在低应力条件下，具有比聚苯乙烯泡沫塑料更好的缓冲性能，而且可降解、原料价廉易得。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对常见的缓冲包装材料中聚苯乙烯类泡沫塑料，存在体积大，回收困难，再生费用高，废弃物不能自然降解，蜂窝纸板材料不易机械加工、抗菌性能差的问题，提供了一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法，本发明将丝瓜瓢处理后加入多糖酶制成缓冲包装材料基料，将其和乳酸、淀粉、水、乙醇钠混合反应，将混合物中加入皂甙和洋葱汁液浸泡得可生物降解杀菌缓冲包装材料，本发明利用丝瓜瓢中的内部植物纤维结构制成缓冲材料，不仅重量轻，易加工，可生物降解，缓冲性能好，而且原料丰富，成本低廉，绿色环保，加入抗菌助剂可使缓冲包装材料抗菌性能好，降低病菌或霉菌在植物纤维环境下的生存能力。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90°C，保持温度I?2h后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒；
(2)将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物pH至5.0?6.0，再将混合物移至超声振荡器中，在23?25KHz下振荡2?3h，振荡后静置10?15min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?4次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料；
(3)按重量份数计，取60?65份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、26?28份乳酸、20?25份淀粉、30?35份水及I?3份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为80?90 °C，保温3?4h后，向反应釜中加入淀粉；
(4)在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌6?8h，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量2.8?3.5%丙烯酸及淀粉质量5?7%硅酸镁，继续保温40?50min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?5次；
(5)按质量比1:3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比1:2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置6?Sh，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在60?70°C下干燥40?50min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
[0007]本发明制备得的可生物降解杀菌缓冲包装材料的密度为0.48?0.52g/cm3，缓冲系数8.2?8.6，对大肠杆菌的抗菌率为94%以上，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为90%以上，对白色念珠菌的抗菌率为68%以上。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)本发明利用丝瓜瓢中的植物纤维制成缓冲材料，不仅重量轻，易加工，可生物降解；
(2)本发明制得的缓冲包装材料原料成本低廉，缓冲性能好，绿色环保；
(3)本发明中加入抗菌助剂可使缓冲包装材料抗菌性能好，降低病菌或霉菌在植物纤维环境下的生存能力。
【具体实施方式】
[0009]首先按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90°C，保持温度I?2h后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒;将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物pH至5.0?6.0，再将混合物移至超声振荡器中，在23?25KHz下振荡2?3h，振荡后静置10?15min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?4次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料;按重量份数计，取60?65份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、26?28份乳酸、20?25份淀粉、30?35份水及I?3份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为80?90 V，保温3?4h后，向反应釜中加入淀粉;在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌6?8h，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量2.8?3.5 %丙烯酸及淀粉质量5?7%硅酸镁，继续保温40?50min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?5次;按质量比1:3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比I: 2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置6?Sh，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在60?70°C下干燥40?50min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
[0010]实例I
首先按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90°C，保持温度Ih后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒;将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物PH至5.0，再将混合物移至超声振荡器中，在23KHZ下振荡2h，振荡后静置1min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料;按重量份数计，取60份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、26份乳酸、20份淀粉、30份水及I份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为80°C，保温3h后，向反应釜中加入淀粉;在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌6h，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量2.8 %丙烯酸及淀粉质量5 %硅酸镁，继续保温40min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3次；按质量比1: 3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比1: 2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置6h，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在60°C下干燥40min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
[0011]本发明制备得的可生物降解杀菌缓冲包装材料的密度为0.48g/cm3，缓冲系数8.2，对大肠杆菌的抗菌率为95%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为92%，对白色念珠菌的抗菌率为69%。
[0012]实例2
首先按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90 V，保持温度1.5h后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒;将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物pH至5.5，再将混合物移至超声振荡器中，在24KHz下振荡2.5h，振荡后静置13min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料;按重量份数计，取63份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、27份乳酸、23份淀粉、33份水及2份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为85°C，保温3.5h后，向反应釜中加入淀粉;在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌7h，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量3.0%丙烯酸及淀粉质量6%硅酸镁，继续保温45min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物4次;按质量比1:3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比I: 2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置7h，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在65°C下干燥45min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
[0013]本发明制备得的可生物降解杀菌缓冲包装材料的密度为0.50g/cm3，缓冲系数8.4，对大肠杆菌的抗菌率为96%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为93%，对白色念珠菌的抗菌率为71 %。
[0014]实例3
首先按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90 V，保持温度2h后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒;将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物pH至6.0，再将混合物移至超声振荡器中，在25KHz下振荡3h，振荡后静置15min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物4次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料;按重量份数计，取65份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、28份乳酸、25份淀粉、35份水及3份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为90°C，保温4h后，向反应釜中加入淀粉;在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌Sh，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量3.5 %丙烯酸及淀粉质量7 %硅酸镁，继续保温50min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物5次；按质量比1: 3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比1: 2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置Sh，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在70°C下干燥50min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
[0015]本发明制备得的可生物降解杀菌缓冲包装材料的密度为0.52g/cm3，缓冲系数8.6，对大肠杆菌的抗菌率为96%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为95%，对白色念珠菌的抗菌率为72%。
【主权项】
1.一种可生物降解杀菌缓冲包装材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)按固液比1:3，取丝瓜瓢和质量分数为15%碳酸钠溶液放入容器中，再对容器进行加热，设定温度为90°C，保持温度I?2h后自然冷却至室温，将丝瓜瓢取出自然风干，将风干后的丝瓜瓢放入粉碎机中进行粉碎，过100目筛，得预处理丝瓜瓢颗粒； (2)将上述所得的丝瓜瓢颗粒与多糖酶按质量比11:1混合均匀，向其中加入水浸泡混合物，使用质量分数为10%的盐酸溶液调节混合物pH至5.0?6.0，再将混合物移至超声振荡器中，在23?25KHz下振荡2?3h，振荡后静置10?15min后进行过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?4次，得可生物降解杀菌缓冲包装材料基料； (3)按重量份数计，取60?65份上述所得的可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、26?28份乳酸、20?25份淀粉、30?35份水及I?3份乙醇钠，首先将可生物降解杀菌缓冲包装材料基料、乳酸、水和乙醇钠放入高压反应釜中，使用氮气将反应釜中的空气排出，设定温度为80?90 °C，保温3?4h后，向反应釜中加入淀粉； (4)在上述淀粉加入后，以120r/min搅拌6?Sh，搅拌后分别向反应釜加入淀粉质量2.8?3.5%丙烯酸及淀粉质量5?7%硅酸镁，继续保温40?50min后出料，随后过滤，使用蒸馏水冲洗过滤物3?5次； (5)按质量比1:3，取皂甙和洋葱混合均匀，再将混合物与水按料液比1:2混合均匀，进行榨汁，收集汁液，将上述冲洗后的过滤物浸泡于汁液中静置6?Sh，浸泡后过滤，将所得的过滤物放入模具中，在60?70°C下干燥40?50min后脱模，即可得到可生物降解杀菌缓冲包装材料。
【文档编号】C08L3/02GK105860560SQ201610267284
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】陈毅忠, 宋奇, 王统军
【申请人】常州市奥普泰科光电有限公司