[發明專利]一種改性玉米淀粉基發泡材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711190022.9
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107936437A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王彥斌;蘇瓊
• 申請（專利權）人: 西北民族大學
• 主分類號: C08L51/02
• 分類號: C08L51/02;C08L29/04;C08L91/06;C08K13/02;C08K5/14;C08K5/12;C08K3/34;C08K5/053;C08K5/098;C08K3/26;C08J9/08;C08J9/10;C08J9/12;C0
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 席勇

技術領域

本發明屬于發泡材料技術領域，尤其涉及一種改性玉米淀粉基發泡材料及其制備方法。

背景技術

開發新型能源材料、節約資源、保護環境，是全球共同關注的熱點，石油基材料為人類的發展做出了巨大貢獻，但是同時加重了對環境的污染。未來高分子材料制品及包裝材料將快速增長，《2014～2019年中國泡沫塑料行業市場研究與投資戰略規劃報告》表明2014年1～6月全國泡沫塑料累計達98萬t，同比增長15％。眾所周知，淀粉是一種價格低廉、來源廣泛、環保可再生的天然聚合物，而目前以淀粉作為基料的發泡材料多以淀粉或淀粉和聚乙烯醇、苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯的共混為主，但由于淀粉的塑性和耐久性差，簡單共混的發泡材料表現為拉伸強度、抗沖擊強度、斷后伸長率較差，特別是抗沖擊強度、斷后伸長率嚴重影響著施工性能?；谏鲜黾夹g問題，本發明研究出了一種具有強拉伸強度、抗沖擊強度、斷后伸長率的改性淀粉基環保發泡材料，可用于墻體保溫和包裝材料領域，具有較大的經濟和社會效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性玉米淀粉基發泡材料及其制備方法，旨在上述背景技術中現有淀粉作為基料的發泡材料多以淀粉或淀粉和聚乙烯醇、苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯的共混為主，簡單共混的發泡材料表現為拉伸強度、抗沖擊強度、斷后伸長率較差，特別是抗沖擊強度、斷后伸長率嚴重影響著施工性能的問題。

本發明是這樣實現的，一種改性玉米淀粉基發泡材料，包括如下原料：改性玉米淀粉、聚乙烯醇、交聯劑、增塑劑、潤滑劑、成核劑、甘油、發泡劑、碳酸鈣、硬脂酸鋅、水，所述改性玉米淀粉由玉米淀粉與苯乙烯按質量比為4:1-1:1接枝共聚制成，所述原料中各組分按重量份計為：

所述發泡劑為碳酸氫鈉和偶氮二異丁腈混合而成。

優選地，所述改性玉米淀粉由玉米淀粉與苯乙烯按質量比為2:1接枝共聚制成。

優選地，所述改性玉米淀粉與聚乙烯醇的質量比為5:1。

優選地，所述交聯劑為過氧化苯甲酰。

優選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯。

優選地，所述潤滑劑為液體石蠟。

優選地，所述成核劑為滑石粉。

優選地，所述水的重量份為20份，所述發泡劑為碳酸氫鈉和偶氮二異丁腈按質量比為2:1混合而成。

本發明進一步提供了一種制備上述改性玉米淀粉基發泡材料的方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：制備改性玉米淀粉

在三口燒瓶中加入玉米淀粉和水，加熱至80℃，至透明或半透明的黏稠膠液，攪拌30min，加入OP-10作乳化劑，過硫酸鉀作引發劑，加入苯乙烯接枝共聚，80～90℃保持3h，得改性玉米淀粉備用。

步驟二：制備改性玉米淀粉基發泡材料

向步驟一制得的改性玉米淀粉中加入聚乙烯醇、交聯劑、增塑劑、潤滑劑、成核劑、保濕劑、發泡劑、碳酸鈣、硬脂酸鋅和水進行交聯共混，在一定模壓溫度和模壓壓力下模壓10min，得改性玉米淀粉基發泡材料。

優選地，所述模壓溫度為110℃，所述模壓壓力為9.0MPa。

相比于現有技術的缺點和不足，本發明具有以下有益效果：

本發明將玉米淀粉和苯乙烯接枝共聚，制成改性玉米淀粉，然后將其在交聯助劑存在的條件下再和聚乙烯醇交聯共混，通過增塑劑和保濕劑改善塑性和耐久性能，采用水、碳酸氫鈉和偶氮二異丁腈混合發泡劑發泡，使用水和無機有機發泡劑混合發泡，進一步降低了成本，得到的改性玉米淀粉基發泡材料具有較好的拉伸強度、抗沖擊強度、斷后伸長率，力學性能和表觀密度等綜合性能較好，可在墻體保溫和包裝材料方面推廣應用，有一定的經濟和社會效益。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的玉米淀粉及改性玉米淀粉的紅外譜圖；圖中：a：玉米淀粉；b：改性玉米淀粉。

圖2是本發明實施例提供的玉米淀粉和改性玉米淀粉乳膠的X-射線衍射譜圖；圖中：a：改性玉米淀粉，b：玉米淀粉。

圖3是本發明實施例提供的玉米淀粉、改性玉米淀粉以及改性玉米淀粉基發泡材料的掃描電鏡譜圖，圖中：a：玉米淀粉；b：改性玉米淀粉；c：改性玉米淀粉基發泡材料。

圖4是本發明實施例提供的不同原料的用量對改性玉米淀粉基發泡材料力學性能影響的結果圖；圖中：a：不同聚乙烯醇用量；b：不同苯乙烯用量；c：不同發泡劑用量；d：發泡劑中不同無機發泡劑和有機發泡劑用量。

具體實施方式