一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法。选用具有支链含量高、粘稠度高、蛋白质和脂肪含量少等特点的马铃薯淀粉，以及来源广泛、强度优异、防虫防蛀、防辐射且流动性良好的10~200目竹粉为主要原材料，辅助其他添加剂，将微生物原理与化学相结合，通过螺杆挤出方式，高效率连续生产出一类表面美观、力学性能优良、防水防腐效果好、可生物降解的复合发泡材料。
【专利说明】
一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种美观生态环保缓冲包装材料，尤其涉及一种马铃薯淀粉竹粉复合 发泡材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前大量使用的缓冲包装材料主要是以不能降解的泡沫塑料为主，如EPS、EPP、聚 氨酯等泡沫塑料，由于其很难降解，因此，形成了严重的城市"白色污染"。现有可降解的缓 冲包装材料主要还是纸制品，但纸制品成本较高、耐水性差、力学强度差。淀粉是多糖类化 合物，在自然环境下由微生物作用而分解，最终分解为无毒的〇) 2和Η 20,因此是目前广泛使 用的一类可生物降解的天然高分子原料之一。具有来源广泛(玉米淀粉、马铃薯淀粉、地瓜 淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉等)，且价格低廉等优点。但是淀粉分子链含有大量羟基，容易在 分子链内和分子链外形成氢键，因此难溶、难熔，成型加工困难，并且其发泡材料容易变脆， 回弹性差，耐水性也较差，一遇水或长期在潮湿空气中，容易吸收水分，其稳定性下降。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有淀粉基发泡材料成型加工困难、表观质量差、容易受 潮变形、强度较差等缺点，选用具有支链含量高、粘稠度高、蛋白质和脂肪含量少等特点的 马铃薯淀粉，以及来源广泛、强度优异、防虫防蛀、防辐射且流动性良好的1〇~200目（优选 60目）竹粉为主要原材料，辅助其他添加剂，将微生物原理与物理化学相结合，通过螺杆挤 出方式，高效率连续生产出一类表面美观、力学性能优良、防水防腐效果好、可生物降解的 复合发泡材料。
[0004] 本发明的复合发泡材料，由马铃薯淀粉、粒径在10~200目（优选60目）的竹粉(可 市购)、大麦牙(牙长1~1〇_的大麦，可市场购买)、干酵母、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铝、 明矾、碳酸氢钠、甘油和水组成。
[0005] 各组分比例及制备步骤： (1) 取100份(质量份数）竹粉与5~30份(优选15份）2~8% (优选5%)的氧化钠水溶液 搅拌均匀，然后l〇~40°C (优选20°C)保温静置2~24h (优选12h)，待用； (2) 取5~20份(优选10份)大麦芽磨成粉，与200~600份(优选400份)水混合，再加入 5~15份(优选10份）干酵母混合，待用； (3) 取100份马铃薯淀粉，与步骤（2)所得溶液5~20份(优选10份)混合，并在40~70°C (优选56°C)下保温l~3h (优选2h)，待用； (4) 取步骤（1)处理后的竹粉15~50份(优选35份)、步骤（3)处理过的淀粉50~85份 (优选65份)、氢氧化妈2~6份(优选3份)、氢氧化铝3~8份(优选5份)、明巩3~8份(优选 5份)、碳酸氢钠3~8份(优选5份)、甘油5~15份(优选8份)，在高速混合机中共混5~15min (优选lOmin)，待用； (5) 将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~150°C (优选 130°C)、机头压力为l~5MPa (优选3MPa)、螺杆转速为50~90r/min (优选70 r/min)。
[0006] 本发明首先利用微生物学和物理化学相结合的原理，将马铃薯淀粉部分糖化、酯 化、和糊化，然后利用碱液对竹粉进行表面处理，最后以复合交联剂氢氧化铝、氢氧化钙、明 矾以及残留氢氧化钠的协同作用，以碳酸氢钠和水为发泡剂，以甘油和水为润滑剂，通过螺 杆挤出发泡，高效成型得到性能优异的发泡制品。
【具体实施方式】
[0007] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0008] 实施例1 : (1) 取100份(质量份数)竹粉与5份浓度为2%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后10°C保 温静置2h，待用； (2) 取5大麦芽磨成粉，与200份水混合，再加入5份干酵母混合，待用； (3) 取100份马铃薯淀粉，与步骤（2)所得溶液5份混合，并在40°C下保温lh，待用； (4) 配一：取步骤（1)处理后的竹粉15份、步骤（3)处理过的淀粉85份、氢氧化钙2份、 氢氧化铝3份、明矾3份、碳酸氢钠3份、甘油5份，在高速混合机中共混5min，待用； 配二：取步骤（1)处理后的竹粉35份、步骤（3)处理过的淀粉65份、氢氧化钙3份、氢 氧化铝5份、明矾5份、碳酸氢钠5份、甘油8份，在高速混合机中共混lOmin，待用； 配三：取步骤（1)处理后的竹粉50份、步骤（3)处理过的淀粉50份、氢氧化钙6份、氢 氧化铝8份、明矾8份、碳酸氢钠8份、甘油15份，在高速混合机中共混15min，待用； (5) 将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为130°C、机头压力为 3MPa、螺杆转速为70 r/min。
[0009] 制备的新材料与热塑性淀粉发泡材料的拉伸强度、压缩强度及吸水率的对比如下表
实施例2 : (1) 取100份(质量份数）竹粉与15份浓度为5%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后20°C 保温静置12h，待用； (2) 取10份大麦芽磨成粉，与400份水混合，再加入10份干酵母混合，待用； (3) 取100份马铃薯淀粉，与步骤（2)所得溶液10份混合，并在56°C下保温2h，待用； (4) 配一：取步骤（1)处理后的竹粉15份、步骤（3)处理过的淀粉85份、氢氧化钙2份、 氢氧化铝3份、明矾3份、碳酸氢钠3份、甘油5份，在高速混合机中共混5min，待用； 配二：取步骤（1)处理后的竹粉35份、步骤（3)处理过的淀粉65份、氢氧化钙3份、氢 氧化铝5份、明矾5份、碳酸氢钠5份、甘油8份，在高速混合机中共混lOmin，待用； 配三：取步骤（1)处理后的竹粉50份、步骤（3)处理过的淀粉50份、氢氧化钙6份、氢 氧化铝8份、明矾8份、碳酸氢钠8份、甘油15份，在高速混合机中共混15min，待用； (5)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为130°C、机头压力为 3MPa、螺杆转速为70 r/min。
[0010] 制备的新材料与热塑性淀粉发泡材料的拉伸强度、压缩强度及吸水率的对比如下表
实施例3 : (1)取100份(质量份数）竹粉与30份浓度为8%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后40°C 保温静置24h，待用。
[0011] (2)取20份大麦芽磨成粉，与600份水混合，再加入15份干酵母混合，待用。
[0012] (3)取100份马铃薯淀粉，与步骤（2)所得溶液20份混合，并在70°C下保温3h，待 用。
[0013] (4)配一：取步骤（1)处理后的竹粉15份，步骤（3)处理过的淀粉85份，氢氧化钙 2份，氢氧化铝3份，明矾3份，碳酸氢钠3份，甘油5份，在高速混合机中共混5min，待用； 配二：取步骤（1)处理后的竹粉35份，步骤（3)处理过的淀粉65份，氢氧化钙3份，氢 氧化铝5份，明矾5份，碳酸氢钠5份，甘油8份，在高速混合机中共混lOmin，待用； 配三：取步骤（1)处理后的竹粉50份，步骤（3)处理过的淀粉50份，氢氧化钙6份，氢 氧化铝8份，明矾8份，碳酸氢钠8份，甘油15份，在高速混合机中共混15min，待用； (5)将混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为130°C、机头压力为 3MPa、螺杆转速为70 r/min。
[0014] 制备的新材料与热塑性淀粉发泡材料的拉伸强度、压缩强度及吸水率的对比如下表
【主权项】
1. 一种马铃薯淀粉竹粉复合发泡材料及其制备方法，其特征在于：由马铃薯淀粉、粒 径在10~200目的竹粉、大麦牙、干酵母、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铝、明矾、碳酸氢钠、甘 油和水组成。2. 权利要求1所述复合发泡材料及其制备方法，其特征在于各组分比例及制备步骤： (1) 取100份(质量份数）竹粉与5~30份浓度为2~8%的氧化钠水溶液搅拌均匀，然后 10~40°C 保温静置 2~24h ; (2) 取5~20份大麦芽磨成粉，与200~600份水混合，再加入5~15份干酵母混合； (3) 取100份马铃薯淀粉，与步骤（2)所得溶液5~20份混合，并在40~70°C下保温 l~3h ； (4) 取步骤（1)处理后的竹粉15~50份、步骤（3)处理过的淀粉50~85份、氢氧化钙 2~6份、氢氧化铝3~8份、明矾3~8份、碳酸氢钠3~8份、甘油5~15份，在高速混合机中共混 5~15min ; (5 )将步骤（4 )混合好的物料，通过螺杆挤出机挤出发泡，控制机头温度为110~150 °C、 机头压力为l~5MPa、螺杆转速50~90r/min。
【文档编号】C08K3/30GK105885104SQ201510163706
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年4月9日
【发明人】曾广胜
【申请人】湖南工业大学