一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料及其制备方法，包括如下制备步骤：(1)将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；(2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；(3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料；挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料。
【专利说明】
一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于保温材料领域，特别涉及一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]冷链物流(ColdChain Logistics)泛指冷藏冷冻类食品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。它是随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的，是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。中国农产品冷链物流业的快速发展，国家必须尽早制定和实施科学、有效的宏观政策。冷链物流的要求比较高，相应的管理和资金方面的投入也比普通的常温物流要大。据有关媒体报道，全国每年仅运输途中腐烂变质的水果、蔬菜等食品价值约为700亿元，造成了巨大的经济浪费。
[0003]随着科技的发展，关于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备也得到了长足的发展，如CN200920097784.9公开了一种填充式蜂窝纸板保温环保板材，主要应用在制作冷链物流行业中所用、日常大量消耗的绿色环保保温箱体，良好表面防水涂覆的该板材，可作为传统聚苯乙烯(俗称泡沫板)板材制作的保温箱升级产品。可有效减少不可降解材料对环境的排放，减少环境污染。在蜂窝纸板的下面板I和上面板2之间，粘合成型纸隔3，形成型腔4，采用易降解保温填充物碎肩(木、纸或植物类)混以定型膨胀胶快速均匀填充。这样可有效地提高蜂窝纸板保温能力，并提高其承载性能。山东农业大学食品学院的张仁堂等研究者也发表了“新型保温材料在现代果蔬物流中的应用研究”，研究了 4中不同保温材料对木耳菜和西兰花的保温效果对比，确定相对较好的保温材料;材料I为表层涂银PV布;里层无纺布80g/m2;填充针刺毡;材料2:表层260g/m2PVC;填充针刺毡;材料3为表层涂银PV布;里层无纺布;填充胶带240g/m2 ；材料4为表层260g/m2PVC;里层无纺布;填充胶棉240g/m2 ；从温度变化的角度来看，材料2的效果最好，但是其具有较为弱的呼吸强度以及新鲜度;材料4的综合性能最好，但是其叶绿素的含量变化比较差。
[0004]基于现有技术，为了提高现代冷链物流的果蔬的运输效率，对于选择合适的保温材料是尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述问题，研制出一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料及其制备方法。
[0006]—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0007](I)将10-20重量份改性天然剑麻纤维、15-30重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用1-3重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0008](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0009](3)将100-200重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入5-10重量份发泡剂和5-10重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0010]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0011]作为优选，步骤(I)为，将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡。
[0012]作为优选，步骤(3)为，将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料.
[0013]作为优选，所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0014]—种采用上述方法所制备的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料。
[0015]本发明的有益效果:
[0016](I)本发明的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料结构以及组成较为简单，包括聚苯乙烯纳米球所构成的聚苯乙烯塑料发泡本体以及复合填料;相对于现有技术的保温材料来说，结构和组成的优化，将会使得其制备成本更为降低，性能更优化；
[0017]就组成来说，相比于现有技术，通过选择聚苯乙烯纳米球，使得聚苯乙烯在于其他原料的熔融以及自身的熔融过程中更为充分，具有更大的比表面积，可以充分的将发泡剂和填料熔融在混合熔料中，制备的保温材料具有更为均一的保温性能，使得果蔬保温过程无死角，无短板；
[0018]而在填料的选择过程中，纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙的复合使用，不仅可以复合使用增韧聚苯乙烯发泡体的韧性等机械性能；同时，纳米碳酸钙的引入，在高温过程中分解成氧化钙和二氧化碳，其中的二氧化碳可以增强聚苯乙烯的发泡过程;而氧化钙和氯化钙对于果蔬材料在运输过程的干燥度保持也起到重要影响;而通过天然纤维剑麻纤维和聚苯乙烯纤维制备而成的纤维毡，一方面与聚苯乙烯纳米球具有较好的相容性，便于融合在一起，另外，天然纤维剑麻纤维的选择，使得该体系具有更好的自然相容性，使得蔬果在运输过程中的有氧无氧呼吸过程更为通畅;为了尽可能的降低纤维加工过程中V0C(可挥发气体)对于保温材料的污染，通过磷酸铝的吸附，使得该工艺制备过程中具有更加环保性。
[0019](2)在制备工艺方面，本发明在纤维毡的制备工艺上，采取了纤维混合开松，去除V0C，然后梳理、针刺的工艺，即环保工艺也简单，非常适合大规模生产；而在保温制备工艺上，为了更好的实现原料之间的协同效果，采用了先熔融聚苯乙烯纳米球，随后加入发泡剂和填料，最后挤出成型，相比于现有技术的一般制备工艺，本发明的制备工艺，通过采取更为充分的融合以及突发的挤出成型，使得发泡更为充分，所制备的保温材料也更适合现代冷链物流的果蔬运输。
[0020](3)综合来看，本发明的制备工艺简单，易于工业化，原料来源广泛，非常适合应用于生产，所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有低于0.027W/m.K的导热系数；果蔬在该保温材料运输7天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
[0022]实施例1:
[0023]一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0024](I)将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0025](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0026](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0027]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0028]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0029]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.025W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输7天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0030]实施例2:
[0031]—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0032](I)将10重量份改性天然剑麻纤维、20重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用I重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0033](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0034](3)将100重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入5重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0035]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0036]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0037]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.026W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输7天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0038]实施例3:
[0039]一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0040](I)将20重量份改性天然剑麻纤维、30重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用3重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0041 ] (2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0042](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入10重量份发泡剂和10重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0043]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0044]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0045]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.0265W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输7天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0046]实施例4:
[0047]—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0048](I)将16重量份改性天然剑麻纤维、24重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用I重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0049](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0050](3)将155重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入8重量份发泡剂和8重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0051]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0052]所述聚苯乙烯纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0053]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.027W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输7天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0054]对比例1:
[0055]—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0056](I)将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0057](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0058](3)将150重量份聚苯乙烯微球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0059]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0060]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.03W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输5天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0061 ] 对比例2:
[0062]一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0063](I)将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0064](2)将纤维毡添加作为填料待用；
[0065](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0066]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0067]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0068]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.033W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输4天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0069]对比例3:
[0070]一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0071](I)将25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0072](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0073](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0074]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0075]所述聚苯乙烯纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0076]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.035W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输4天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0077]对比例4:
[0078]—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0079](I)将15重量份天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0080](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0081](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0082]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0083]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.035W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输4天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0084]对比例5:
[0085]一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，包括如下制备步骤:
[0086](I)将15重量份改性天然剑麻纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡；
[0087](2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用；
[0088](3)将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料；
[0089]所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10^%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。
[0090]所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。
[0091]所生产的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料具有0.030W/m.K的导热系数。果蔬在该保温材料运输6天内，水分和新鲜度没有明显的变化。
[0092]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0093]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，其特征在于:包括如下制备步骤: (1)将10-20重量份改性天然剑麻纤维、15-30重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用1-3重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡； (2)将纤维毡、纳米碳酸钙和纳米氯化钙按照1:1:1的重量比添加作为填料待用； (3)将100-200重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入5-10重量份发泡剂和δ-?Ο 重量份填料，充分混合，形成混合熔料; 挤出成型 ，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料； 所述改性天然剑麻纤维是指将天然剑麻纤维完全浸渍在10wt%碳酸钠溶液中浸泡60min，烘干，得到改性天然剑麻纤维。2.—种如权利要求2所述的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，其特征在于:步骤(I)为，将15重量份改性天然剑麻纤维、25重量份聚苯乙烯纤维混合开松，并使用2重量份磷酸铝水溶液喷洒在开松后的混合纤维上，经梳理、针刺制成纤维毡。3.—种如权利要求1所述的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，其特征在于: 步骤(3)为，将150重量份聚苯乙烯纳米球加热使其熔融，然后加入7重量份发泡剂和7重量份填料，充分混合，形成混合熔料;挤出成型，即可获得到可应用于现代冷链物流的果蔬保温材料。4.一种如权利要求1或3所述的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法，其特征在于:所述聚苯乙稀纳米球的尺寸为50-100纳米。5.—种应用于现代冷链物流的果蔬保温材料，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项的应用于现代冷链物流的果蔬保温材料的制备方法所制备。
【文档编号】D04H1/46GK106084526SQ201610528758
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】李联卫
【申请人】淄博职业学院