CN110577686A - 一种具有抗菌效果的可降解包装板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于包装材料技术领域，尤其涉及一种具有抗菌效果的可降解包装板材及其制备方法,可降解包装板材,其采用硅藻土作为板材的基材，再结合可降解的高分子材料醇酸树脂、聚乙二醇、EVA颗粒等热塑成型，无毒无污染，可生物降解，同时加入能与硅藻土发生化学反应的抗菌母料，使其产生较大的抑菌圈，因此具有良好的抑菌作用。本申请通过以发泡剂、EVA颗粒、聚乙二醇、硅藻土作为主体有机材料，以醇酸树脂、抗菌剂作为辅料，通过这些材料热塑、预发泡、冲压成型的可降解包装板材密度小、刚性好、强度高，而且掩埋在相对湿度达到50％以上的泥地内，在掩埋达到1‑2年后，该可降解的包装板材严重破损，几乎降解，降解率达到95％以上，具有良好的降解效果。

Description

一种具有抗菌效果的可降解包装板材及其制备方法
【技术领域】
本申请属于包装材料技术领域，尤其涉及一种具有抗菌效果的可降解包装板材及其制备方法。
【背景技术】
现在产品的包装多采用模塑或拼装的聚苯乙烯，其降解性能差，不环保，以聚苯乙烯构成的产品的包装材料降解缓慢，容易引起严重的环境污染问题，且长期接触容易产生细菌，抗菌能力较差。随着包装技术的飞速发展，包装材料越来越向绿色化方向发展，如何在使用后方便降解，如何抵御各种病菌的侵袭成为研究的热点。
【发明内容】
为克服现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种制造成本低，强度高，易降解，具有良好的抑菌作用的可降解的包装板材，还提供一种制备该包装板材的方法。
本申请为解决其技术问题所采用的技术方案：
一种具有抗菌效果的可降解包装板材，其材料按以下重量份计组成：
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂。偶氮二甲酰胺发泡剂可作为发泡剂用于多种泡沫塑料发泡，具有弹性好、泡孔径匀、强度好的优点，且其使用方便、价格低廉，能有效地改善可降解包装板材的各材料的加工性能及机械物理性能，与本申请的可降解包装板材的聚乙二醇混合后，可增强聚乙二醇分子间的流动性，使其紧密地联系起来，便于各材料之间聚合形成，大大增强聚合后的稳定性。
优选地，所述抗菌剂为沸石粉、氧化锌粉、氧化铜粉、磷酸二氢铵、碳酸锂中的一种或多种。通过合理选择抗菌剂，可有效抑制醇酸树脂的热氧化降解，便于各材料之间的聚合作用，增强各材料之间聚合的稳定性，以便于板材表面形成抑菌圈，具有良好的抑菌作用。
优选地，所述相容剂为聚烯烃与马来酸酐的接枝物，其接枝率为0.8-1.0％，其熔融指数在200℃、2kg条件下为70-110g/10min。
一种制备上述的具有抗菌效果的可降解包装板材的方法，包括如下步骤：
1)原料处理及混合：按照权利要求1所述进行备料，将发泡剂、 EVA颗粒、醇酸树脂、聚乙二醇以及硅藻土放入至搅拌釜进行均匀混合，得到混合料A；
2)恒温：将混合料A升温至70-90℃，恒温后缓慢加入乳胶、抗菌剂以及相容剂并匀速搅拌，得到混合料B；
3)热塑：将混合料B在热塑炉中进行预发泡处理，加热温度为 110～120℃，加热35～50分钟，预发泡的体积为原体积的5-8倍；
4)模压：采用机械模压，将预发泡的体积压缩至原体积的2-3 倍；此时，模内有均匀排列的气孔，气孔密度为500000-1000000个 /m3；
5)发泡：放入发泡机中进行加温发泡，形成板材，加热温度为 200～220℃，加热45～50分钟，使其里面所含的化学物质再次起到化学反应，在该发泡过程中，重量不变，体积增大为原体积的15～ 20倍；发泡过程中，均匀冲入惰性气体，用于气孔的慢速膨胀，形成板材，该板材的抗菌性为10～30cm。
6)固化：将发泡后的板材经多段固化炉进行固化处理，用于气孔定型；
7)冷却：冷却至室温；
8)切片：将板材切割成需要的形状和厚度；
9)裁剪：将切割后的板材裁剪至所需的尺寸和规格；
10)冲压成型：将裁剪后的板材两边腹胶后利用冲压模具冲压成型。
在步骤1)中，所述惰性气体为氩气。
在步骤6)中，固化采用三段式固化炉，其第一段温度为120～ 130℃，第二段温度为100～110℃，第三段温度为80～90℃。
与现有技术相比，本申请具有如下优点：
1、本申请提供的的可降解包装板材，采用硅藻土作为板材的基材，再结合可降解的高分子材料醇酸树脂、聚乙二醇、EVA颗粒等热塑成型，无毒无污染，可生物降解，同时加入能与硅藻土发生化学反应的抗菌母料，使其产生较大的抑菌圈，因此具有良好的抑菌作用。
2、本申请提供的的可降解包装板材，通过于板材内添加EVA颗粒，由其制成的板材具有柔软好、防震、防滑、抗压力性强的优点，适宜广泛使用，且EVA颗粒可生物降解，弃掉或燃烧时不会对环境造成伤害。
3、本申请提供的可降解包装板材主要由发泡剂、EVA颗粒、醇酸树脂、聚乙二醇、硅藻土和抗菌剂制备而成，这些材料来源多，成本低，以及该可降解包装板材制造工艺简单，从而使制备该可降解包装板材的总成本低，适合大量生产。
4、本申请通过以发泡剂、EVA颗粒、聚乙二醇、硅藻土作为主体有机材料，以醇酸树脂、抗菌剂作为辅料，通过这些材料热塑、预发泡、冲压成型的可降解包装板材密度小、刚性好、强度高、化学稳定性高，而且掩埋在相对湿度达到50％以上的泥地内，在掩埋达到1-2年后，该可降解的包装板材严重破损，几乎降解，降解率达到 95％以上，具有良好的降解效果，可通过填埋在自然环境中逐渐达到完全降解，达到低碳、环保、节能的目的。
【具体实施方式】
下面将结合具体实施例对本申请作进一步说明。
实施例1
一种具有抗菌效果的可降解包装板材的制备方法，包括如下步骤：
1)原料的称料处理及混合：乳胶15份，发泡剂6份，EVA颗粒13 份，醇酸树脂1份、聚乙二醇0.5份，硅藻土0.5份、抗菌剂1份、相容剂1份,放入至搅拌釜进行均匀混合，得到混合料A；
2)恒温：将混合料A升温至70-90℃，恒温后缓慢加入乳胶、抗菌剂以及相容剂并匀速搅拌，得到混合料B；
3)热塑：将混合料B在热塑炉中进行预发泡处理，加热温度为 110～120℃，加热35～50分钟，预发泡的体积为原体积的5-8倍；
4)模压：采用机械模压，将预发泡的体积压缩至原体积的2-3 倍；此时，模内有均匀排列的气孔，气孔密度为500000-1000000个 /m3；
5)发泡：放入发泡机中进行加温发泡，形成板材，加热温度为 200～220℃，加热45～50分钟，使其里面所含的化学物质再次起到化学反应，在该发泡过程中，重量不变，体积增大为原体积的15～ 20倍；发泡过程中，均匀冲入惰性气体，用于气孔的慢速膨胀，形成板材,该板材的抗菌性为10～30cm。
6)固化：将发泡后的板材经多段固化炉进行固化处理，用于气孔定型；
7)冷却：冷却至室温；
8)切片：将板材切割成需要的形状和厚度；
9)裁剪：将切割后的板材裁剪至所需的尺寸和规格；
10)冲压成型：将裁剪后的板材两边腹胶后利用冲压模具冲压成型。
在树脂胶膜预浸玻璃纤维布热熔胶，并在玻璃纤维布热熔胶上腹复合发泡板固化并抽真空形成具有抗菌效果的可降解包装板材，经检测该板材的抑菌圈为11.2cm。
实施例2
一种具有抗菌效果的可降解包装板材的制备方法，包括如下步骤：
1)原料的称料处理及混合：乳胶18份，发泡剂8份，EVA颗粒16 份，醇酸树脂1.5份、聚乙二醇0.8份，硅藻土0.8份、抗菌剂1.5份、相容剂1.5份,放入至搅拌釜进行均匀混合，得到混合料A；
2)恒温：将混合料A升温至70-90℃，恒温后缓慢加入乳胶、抗菌剂以及相容剂并匀速搅拌，得到混合料B；
3)热塑：将混合料B在热塑炉中进行预发泡处理，加热温度为 110～120℃，加热35～50分钟，预发泡的体积为原体积的5-8倍；
4)模压：采用机械模压，将预发泡的体积压缩至原体积的2-3 倍；此时，模内有均匀排列的气孔，气孔密度为500000-1000000个 /m3；
5)发泡：放入发泡机中进行加温发泡，形成板材，加热温度为 200～220℃，加热45～50分钟，使其里面所含的化学物质再次起到化学反应，在该发泡过程中，重量不变，体积增大为原体积的15～20倍；发泡过程中，均匀冲入惰性气体，用于气孔的慢速膨胀，形成板材,该板材的抗菌性为10～30cm。
6)固化：将发泡后的板材经多段固化炉进行固化处理，用于气孔定型；
7)冷却：冷却至室温；
8)切片：将板材切割成需要的形状和厚度；
9)裁剪：将切割后的板材裁剪至所需的尺寸和规格；
10)冲压成型：将裁剪后的板材两边腹胶后利用冲压模具冲压成型。
在树脂胶膜预浸玻璃纤维布热熔胶，并在玻璃纤维布热熔胶上腹复合发泡板固化并抽真空形成具有抗菌效果的可降解包装板材，经检测该板材的抑菌圈为20.9cm。
实施例3
一种具有抗菌效果的可降解包装板材的制备方法，包括如下步骤：
1)原料的称料处理及混合：乳胶20份，发泡剂10份，EVA颗粒 20份，醇酸树脂2份、聚乙二醇1份，硅藻土1份、抗菌剂2份、相容剂2份,放入至搅拌釜进行均匀混合，得到混合料A；
2)恒温：将混合料A升温至70-90℃，恒温后缓慢加入乳胶、抗菌剂以及相容剂并匀速搅拌，得到混合料B；
3)热塑：将混合料B在热塑炉中进行预发泡处理，加热温度为 110～120℃，加热35～50分钟，预发泡的体积为原体积的5-8倍；
4)模压：采用机械模压，将预发泡的体积压缩至原体积的2-3 倍；此时，模内有均匀排列的气孔，气孔密度为500000-1000000个 /m3；
5)发泡：放入发泡机中进行加温发泡，形成板材，加热温度为 200～220℃，加热45～50分钟，使其里面所含的化学物质再次起到化学反应，在该发泡过程中，重量不变，体积增大为原体积的15～ 20倍；发泡过程中，均匀冲入惰性气体，用于气孔的慢速膨胀，形成板材,该板材的抗菌性为10～30cm。
6)固化：将发泡后的板材经多段固化炉进行固化处理，用于气孔定型；
7)冷却：冷却至室温；
8)切片：将板材切割成需要的形状和厚度；
9)裁剪：将切割后的板材裁剪至所需的尺寸和规格；
10)冲压成型：将裁剪后的板材两边腹胶后利用冲压模具冲压成型。
在树脂胶膜预浸玻璃纤维布热熔胶，并在玻璃纤维布热熔胶上腹复合发泡板固化并抽真空形成具有抗菌效果的可降解包装板材，经检测该板材的抑菌圈为29.8cm。。
由上述的实施例中可知，其实施例3的组分为最佳的组分。
本发明具有如下优势：
一、采用硅藻土作为板材的基材，再结合可降解的高分子材料醇酸树脂、聚乙二醇、EVA颗粒等热塑成型，无毒无污染，可生物降解，同时加入能与硅藻土发生化学反应的抗菌母料，使其产生较大的抑菌圈，因此具有良好的抑菌作用。
二、显著提高了生物降解材料抗菌性、耐磨性、韧性、刚性和发泡性等各种性能，与现有类似制品相比，其密度下降了10％～ 20％，低温性能由-10度下降到-50度，耐热度提高了25％以上，韧性提高了30％以上。
三、原料全部为生物降解材料，不含EPS、PE、PP、PVC等聚烯烃材料，在自然界中可完全降解，不污染环境，同时又便于回收利用，可广泛用于一次性制品、日用品、医药包装、玩具、膜制品及工业品缓冲包装材料，符合循环经济要求。
四、具有气孔，可以用于要求良好通风产品的包装。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请实施的范围，其他凡其原理和基本结构与本申请相同或近似的，均在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有抗菌效果的可降解包装板材，其特征在于，其材料由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺发泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材，其特征在于，所述抗菌剂为沸石粉、氧化锌粉、氧化铜粉、磷酸二氢铵、碳酸锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材，其特征在于，所述相容剂为聚烯烃与马来酸酐的接枝物，其接枝率为0.8-1.0％，其熔融指数在200℃、2kg条件下为70-110g/10min。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)原料处理及混合：按照权利要求1所述进行备料，将发泡剂、EVA颗粒、醇酸树脂、聚乙二醇以及硅藻土放入至搅拌釜进行均匀混合，得到混合料A；
2)恒温：将混合料A升温至70-90℃，恒温后缓慢加入乳胶、抗菌剂以及相容剂并匀速搅拌，得到混合料B；
3)热塑：将混合料B在热塑炉中进行预发泡处理，加热温度为110～120℃，加热35～50分钟，预发泡的体积为原体积的5-8倍；
4)模压：采用机械模压，将预发泡的体积压缩至原体积的2-3倍；此时，模内有均匀排列的气孔，气孔密度为500000-1000000个/m3；
5)发泡：放入发泡机中进行加温发泡，形成板材，加热温度为200～220℃，加热45～50分钟，使其里面所含的化学物质再次起到化学反应，在该发泡过程中，重量不变，体积增大为原体积的15～20倍；发泡过程中，均匀冲入惰性气体，用于气孔的慢速膨胀，形成板材,该板材的抗菌性为10～30cm。
6)固化：将发泡后的板材经多段固化炉进行固化处理，用于气孔定型；
7)冷却：冷却至室温；
8)切片：将板材切割成需要的形状和厚度；
9)裁剪：将切割后的板材裁剪至所需的尺寸和规格；
10)冲压成型：将裁剪后的板材两边腹胶后利用冲压模具冲压成型。
6.根据权利要求5所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述惰性气体为氩气。
7.根据权利要求5所述的一种具有抗菌效果的可降解包装板材的制备方法，其特征在于，在步骤6)中，固化采用三段式固化炉，其第一段温度为120～130℃，第二段温度为100～110℃，第三段温度为80～90℃。
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