[发明专利]一种改性玉米淀粉基发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发泡材料技术领域，尤其涉及一种改性玉米淀粉基发泡材料及其制备方法。

背景技术

开发新型能源材料、节约资源、保护环境，是全球共同关注的热点，石油基材料为人类的发展做出了巨大贡献，但是同时加重了对环境的污染。未来高分子材料制品及包装材料将快速增长，《2014～2019年中国泡沫塑料行业市场研究与投资战略规划报告》表明2014年1～6月全国泡沫塑料累计达98万t，同比增长15％。众所周知，淀粉是一种价格低廉、来源广泛、环保可再生的天然聚合物，而目前以淀粉作为基料的发泡材料多以淀粉或淀粉和聚乙烯醇、苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯的共混为主，但由于淀粉的塑性和耐久性差，简单共混的发泡材料表现为拉伸强度、抗冲击强度、断后伸长率较差，特别是抗冲击强度、断后伸长率严重影响着施工性能。基于上述技术问题，本发明研究出了一种具有强拉伸强度、抗冲击强度、断后伸长率的改性淀粉基环保发泡材料，可用于墙体保温和包装材料领域，具有较大的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性玉米淀粉基发泡材料及其制备方法，旨在上述背景技术中现有淀粉作为基料的发泡材料多以淀粉或淀粉和聚乙烯醇、苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯的共混为主，简单共混的发泡材料表现为拉伸强度、抗冲击强度、断后伸长率较差，特别是抗冲击强度、断后伸长率严重影响着施工性能的问题。

本发明是这样实现的，一种改性玉米淀粉基发泡材料，包括如下原料：改性玉米淀粉、聚乙烯醇、交联剂、增塑剂、润滑剂、成核剂、甘油、发泡剂、碳酸钙、硬脂酸锌、水，所述改性玉米淀粉由玉米淀粉与苯乙烯按质量比为4:1-1:1接枝共聚制成，所述原料中各组分按重量份计为：

所述发泡剂为碳酸氢钠和偶氮二异丁腈混合而成。

优选地，所述改性玉米淀粉由玉米淀粉与苯乙烯按质量比为2:1接枝共聚制成。

优选地，所述改性玉米淀粉与聚乙烯醇的质量比为5:1。

优选地，所述交联剂为过氧化苯甲酰。

优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

优选地，所述润滑剂为液体石蜡。

优选地，所述成核剂为滑石粉。

优选地，所述水的重量份为20份，所述发泡剂为碳酸氢钠和偶氮二异丁腈按质量比为2:1混合而成。

本发明进一步提供了一种制备上述改性玉米淀粉基发泡材料的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：制备改性玉米淀粉

在三口烧瓶中加入玉米淀粉和水，加热至80℃，至透明或半透明的黏稠胶液，搅拌30min，加入OP-10作乳化剂，过硫酸钾作引发剂，加入苯乙烯接枝共聚，80～90℃保持3h，得改性玉米淀粉备用。

步骤二：制备改性玉米淀粉基发泡材料

向步骤一制得的改性玉米淀粉中加入聚乙烯醇、交联剂、增塑剂、润滑剂、成核剂、保湿剂、发泡剂、碳酸钙、硬脂酸锌和水进行交联共混，在一定模压温度和模压压力下模压10min，得改性玉米淀粉基发泡材料。

优选地，所述模压温度为110℃，所述模压压力为9.0MPa。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

本发明将玉米淀粉和苯乙烯接枝共聚，制成改性玉米淀粉，然后将其在交联助剂存在的条件下再和聚乙烯醇交联共混，通过增塑剂和保湿剂改善塑性和耐久性能，采用水、碳酸氢钠和偶氮二异丁腈混合发泡剂发泡，使用水和无机有机发泡剂混合发泡，进一步降低了成本，得到的改性玉米淀粉基发泡材料具有较好的拉伸强度、抗冲击强度、断后伸长率，力学性能和表观密度等综合性能较好，可在墙体保温和包装材料方面推广应用，有一定的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的玉米淀粉及改性玉米淀粉的红外谱图；图中：a：玉米淀粉；b：改性玉米淀粉。

图2是本发明实施例提供的玉米淀粉和改性玉米淀粉乳胶的X-射线衍射谱图；图中：a：改性玉米淀粉，b：玉米淀粉。

图3是本发明实施例提供的玉米淀粉、改性玉米淀粉以及改性玉米淀粉基发泡材料的扫描电镜谱图，图中：a：玉米淀粉；b：改性玉米淀粉；c：改性玉米淀粉基发泡材料。

图4是本发明实施例提供的不同原料的用量对改性玉米淀粉基发泡材料力学性能影响的结果图；图中：a：不同聚乙烯醇用量；b：不同苯乙烯用量；c：不同发泡剂用量；d：发泡剂中不同无机发泡剂和有机发泡剂用量。

具体实施方式