一种环保纳米中空板材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保纳米中空板材及其制备方法，由以下组分按重量份数配比组成：碳纤维19～42份、魔芋溶胶12～33份、纳米二氧化钛13～32份、聚乙烯塑料粒子12～25份、纳米氧化银颗粒13～26份、丙烯酸树脂8～17份、双醛淀粉18～34份、玻璃纤维9～24份、甘油9～21份、乙醇18～38份、乙酸钠13～21份、水22～44份。(1)本发明制备获得的环保纳米中空板材易于降解，不会对环境造成二次污染；(2)本发明制备获得的环保纳米中空板材耐磨性能好，抗裂性能较佳。
【专利说明】
一种环保纳米中空板材及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于包装材料领域，涉及中空板材包装材料，尤其涉及一种环保纳米中空 板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 纳米材料是20世纪80年代刚发展起来的新材料，许多科学家认为它是21世纪最有 发展前途的新材料之一。纳米材料因其量子尺寸引起的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效 应、宏观量子轨道效应等特殊效应，由此具有独特的光学效应、高导电率和扩散率、高比热 和热膨胀、高磁化率和矫顽力，在催化、光电化学、熔点、超导等方面也显示出与宏观晶体材 料不同的特性，在各领域有着广泛的潜在应用。目前，纳米技术在食品工业中的主要研究方 向有:纳米包装、纳米喷绍薄膜、纳米复合玻璃或纳米复合塑料、纳米抗菌保险塑料薄膜等 食品包装材料的研究。
[0003] 随着人们生活水平的不断提高，对食品的安全意识越来越强，所以食品的包装材 料已经覆盖了所有的食品领域，而这样包装材料被遗弃后，由于很强的稳定性而可以长期 存在于自然环境中，造成人们生产生活的重要污染源之一。通常采用的回收手段是掩埋或 焚烧，这样不仅消耗了能源，而且给环境造成二次污染。
[0004] 近年来，人们在研究解决废旧塑料回收利用技术的同时，可降解塑料也成为全世 界的一个研究热点，可降解塑料大致可分为光降解性塑料和生物降解性塑料。而利用微生 物的作用下会自动降解，在土壤中微生物代谢作用下最终转变成二氧化碳和水，不会给环 境带来污染。
[0005] 但是上述现有技术中的纳米材料或是环保型材料在用于包装材料时，耐磨损率等 性能较差。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题:为了克服上述现有技术的缺陷，获得一种易于降解，不会 对环境造成二次污染，且具有良好性能的中空板材，本发明提供了一种环保纳米中空板材 及其制备方法。
[0007] 技术方案:一种环保纳米中空板材，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维19~ 42份、魔芋溶胶12~33份、纳米二氧化钛13~32份、聚乙烯塑料粒子12~25份、纳米氧化银 颗粒13~26份、丙烯酸树脂8~17份、双醛淀粉18~34份、玻璃纤维9~24份、甘油9~21份、 乙醇18~38份、乙酸钠13~21份、水22~44份。
[0008] 优选的，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维36份、魔芋溶胶27份、纳米二氧 化钛26份、聚乙烯塑料粒子21份、纳米氧化银颗粒19份、丙烯酸树脂13份、双醛淀粉32份、玻 璃纤维19份、甘油17份、乙醇33份、乙酸钠16份、水40份。
[0009] -种环保纳米中空板材的制备方法，包含以下步骤：
[0010] (1)将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为78°C~102°C、 pH值为6.7~7.3的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.2~ 4.8MPa条件下反应35~50分钟；
[0011] (2)将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入 乙醇中，并置于高压反应釜中，在288°C~390°C密封条件下反应30~65分钟；
[0012] (3)将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为38°C ~56 °C ;将步骤（1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在298 °C~405°C，滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，2~4小时滴完，滴加结束后将反应釜温 度降至155°C，并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料；
[0013] (4)将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备 中，在55°C~90°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
[0014]优选的，步骤(1)中将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为 92°C、pH值为7.1的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在4. IMPa 条件下反应43分钟。
[0015] 优选的，步骤(2)中将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和 玻璃纤维加入乙醇中，并置于高压反应爸中，在365°C密封条件下反应56分钟。
[0016] 优选的，步骤(3)中将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的 温度维持为48°C;将步骤（1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度 维持在368°C，滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，3小时滴完，滴加结束后将反应釜温 度降至155°C，并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料。
[0017]优选的，步骤(4)中将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平 行双螺杆设备中，在78°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
[0018] 有益效果：（1)本发明制备获得的环保纳米中空板材易于降解，不会对环境造成二 次污染；（2)本发明制备获得的环保纳米中空板材耐磨性能好，抗裂性能较佳。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] -种环保纳米中空板材，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维19份、魔芋溶胶 12份、纳米二氧化钛13份、聚乙烯塑料粒子12份、纳米氧化银颗粒13份、丙烯酸树脂8份、双 醛淀粉18份、玻璃纤维9份、甘油9份、乙醇18份、乙酸钠13份、水22份。
[0021 ] -种环保纳米中空板材的制备方法，包含以下步骤：
[0022] (1)将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为78°C、pH值为 6.7的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.2MPa条件下反应35 分钟；
[0023] (2)将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入 乙醇中，并置于高压反应釜中，在288°C密封条件下反应30分钟；
[0024] (3)将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为38 °C ;将步骤（1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在298°C， 滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，2小时滴完，滴加结束后将反应釜温度降至155°C， 并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料；
[0025] (4)将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备 中，在55°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
[0026] 实施例2
[0027] 一种环保纳米中空板材，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维36份、魔芋溶胶 27份、纳米二氧化钛26份、聚乙烯塑料粒子21份、纳米氧化银颗粒19份、丙烯酸树脂13份、双 醛淀粉32份、玻璃纤维19份、甘油17份、乙醇33份、乙酸钠16份、水40份。
[0028] -种环保纳米中空板材的制备方法，包含以下步骤：
[0029] (1)将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为92°C、pH值为 7.1的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在4. IMPa条件下反应43 分钟；
[0030] (2)将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入 乙醇中，并置于高压反应釜中，在365°C密封条件下反应56分钟；
[0031] (3)将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为48 °C ;将步骤（1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在368°C， 滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，3小时滴完，滴加结束后将反应釜温度降至155°C， 并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料；
[0032] (4)将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备 中，在78°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
[0033] 实施例3
[0034] 一种环保纳米中空板材，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维42份、魔芋溶胶 33份、纳米二氧化钛32份、聚乙烯塑料粒子25份、纳米氧化银颗粒26份、丙烯酸树脂17份、双 醛淀粉34份、玻璃纤维24份、甘油21份、乙醇38份、乙酸钠21份、水44份。
[0035] -种环保纳米中空板材的制备方法，包含以下步骤：
[0036] (1)将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为102°C、pH值为 7.3的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在4.8MPa条件下反应50 分钟；
[0037] (2)将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入 乙醇中，并置于高压反应釜中，在390°C密封条件下反应65分钟；
[0038] (3)将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为56 °C ;将步骤（1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在405°C， 滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，4小时滴完，滴加结束后将反应釜温度降至155°C， 并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料；
[0039] (4)将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备 中，在90°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
[0040] 对上述实施例1~3制备获得的环保纳米中空板材进行检测，结果如表1所示：
[0041] 表1实施例1~3制备获得的环保纳米中空板材检测结果
[0042]
【主权项】
1. 一种环保纳米中空板材，其特征在于，由以下组分按重量份数配比组成:碳纤维19~ 42份、魔芋溶胶12~33份、纳米二氧化钛13~32份、聚乙烯塑料粒子12~25份、纳米氧化银 颗粒13~26份、丙烯酸树脂8~17份、双醛淀粉18~34份、玻璃纤维9~24份、甘油9~21份、 乙醇18~38份、乙酸钠13~21份、水22~44份。2. 根据权利要求1所述的一种环保纳米中空板材，其特征在于，由以下组分按重量份数 配比组成:碳纤维36份、魔芋溶胶27份、纳米二氧化钛26份、聚乙烯塑料粒子21份、纳米氧化 银颗粒19份、丙烯酸树脂13份、双醛淀粉32份、玻璃纤维19份、甘油17份、乙醇33份、乙酸钠 16份、水40份。3. 权利要求1所述的一种环保纳米中空板材的制备方法，其特征在于，包含以下步骤： (1) 将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为78°C~102°C、pH值 为6.7~7.3的条件下搅拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.2~4.8MPa 条件下反应35~50分钟； (2) 将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入乙醇 中，并置于高压反应釜中，在288 °C~390 °C密封条件下反应30~65分钟； (3) 将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为38°C~56 °C;将步骤(1)和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在298°C~ 405°C，滴加高位槽中的混合物，边滴加边搅拌，2~4小时滴完，滴加结束后将反应釜温度降 至155°C，并保温35分钟，制得环保纳米中空板材前体材料； (4) 将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备中，在 55°C~90°C条件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。4. 根据权利要求3所述的一种环保纳米中空板材的制备方法，其特征在于，步骤（1)中 将魔芋溶胶、双醛淀粉、丙烯酸树脂和甘油加入水中，在温度为92°C、pH值为7.1的条件下搅 拌均匀制得糊状;将糊状混合物加入高压反应釜中，在4. IMPa条件下反应43分钟。5. 根据权利要求3所述的一种环保纳米中空板材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中 将碳纤维、纳米二氧化钛、聚乙烯塑料粒子、纳米氧化银颗粒和玻璃纤维加入乙醇中，并置 于高压反应釜中，在365 °C密封条件下反应56分钟。6. 根据权利要求3所述的一种环保纳米中空板材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中 将乙酸钠溶于水中，并置于高压反应釜的高位槽中，高位槽的温度维持为48°C;将步骤（1) 和步骤(2)获得的混合物同时加入反应釜中，且反应釜的温度维持在368°C，滴加高位槽中 的混合物，边滴加边搅拌，3小时滴完，滴加结束后将反应釜温度降至155°C，并保温35分钟， 制得环保纳米中空板材前体材料。7. 根据权利要求3所述的一种环保纳米中空板材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中 将步骤(3)制备获得的环保纳米中空板材前体材料置于同向平行双螺杆设备中，在78°C条 件下挤出、定型及裁切即可制得环保纳米中空板材。
【文档编号】C08L3/02GK105906847SQ201610261504
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】顾建芳
【申请人】苏州市鼎立包装有限公司