CN112708164A - 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 - Google Patents
一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112708164A CN112708164A CN202011587525.1A CN202011587525A CN112708164A CN 112708164 A CN112708164 A CN 112708164A CN 202011587525 A CN202011587525 A CN 202011587525A CN 112708164 A CN112708164 A CN 112708164A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foam
- composite material
- gelatin
- paper honeycomb
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 39
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 39
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000006261 foam material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims description 9
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 8
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 8
- 239000008258 liquid foam Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005429 filling process Methods 0.000 abstract description 4
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 44
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/30—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by mixing gases into liquid compositions or plastisols, e.g. frothing with air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2389/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08J2403/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及复合材料制备的技术领域，特别是涉及一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，以解决现有技术中使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料，改变了纸蜂窝板材的生物降解性，由于聚氨酯泡沫流动性太差，导致无法完全填满蜂窝六边形孔，填充过程不易控制的问题；包括以下步骤：S1、准备明胶泡沫材料；S2、明胶泡沫液体发泡；S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材；S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备的技术领域，特别是涉及一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法。
背景技术
众所周知，泡沫材料和蜂窝均为多孔轻质材料，在各工程领域都有广泛的应用。在相同密度的情况下，泡沫材料比蜂窝芯质缓冲吸能效果好，但承载能力较差。蜂窝芯质的比强度高、比模量高，比泡沫材料的承载能力强，但缓冲吸能效果较差。而泡沫材料和蜂窝材料的结合可以大大提升材料的动态力学性能。将泡沫填充入蜂窝制成泡沫填充蜂窝材料(Foam filled honeycomb，FFH)，可发挥各自优势，获得更高的承载能力和更好的缓冲吸能效果。
纸蜂窝是一种非金属多孔夹层缓冲材料,具有质量轻、工艺简单、成本低、环保性好、承载能力强和抗冲击性好等特点,被广泛应用于产品防护与包装工程领域，通过泡沫填充纸蜂窝可以大大提升纸蜂窝的力学性能。已经有研究将聚氨酯泡沫填充蜂窝纸板，证实了泡沫填充纸蜂窝板材会大大提高板材的力学性能，但是使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料，改变了纸蜂窝板材的生物降解性。由于聚氨酯泡沫流动性太差，导致无法完全填满蜂窝六边形孔，填充过程不易控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，以解决现有技术中使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料，改变了纸蜂窝板材的生物降解性，由于聚氨酯泡沫流动性太差，导致无法完全填满蜂窝六边形孔，填充过程不易控制的问题。
本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、准备明胶泡沫材料：采用B型明胶以及预糊化淀粉，使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，将明胶、预糊化淀粉、十二烷基硫酸钠和水按照比例进行溶解，其中固含量为15wt％，并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，使得溶液pH＝5.5，同时对溶液进行加热，使B型明胶和预糊化淀粉充分溶解，直至溶液温度达到50℃，继续对溶液进行恒温加热10min，制得溶液；
S2、明胶泡沫液体发泡：使用搅拌器对步骤S1制得溶液进行液体发泡，对溶液进行充分快速搅拌，将空气均匀注入溶液中，发泡5min，直至液体泡沫完全发泡，泡沫的体积不再增长；
S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材：准备与蜂窝纸板相同长宽高的模具，将液体泡沫倒入模具后，立即将蜂窝纸板的芯材平铺压入泡沫中，由于明胶/淀粉泡沫是沫，所以泡沫可以立即均匀填充纸蜂窝芯材芯孔中，制得明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料；
S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥：将步骤S3中制备的明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料放置于恒温恒湿箱内，采用室温条件，直至复合材料完全干燥，将复合材料脱模，即得到生物基泡沫填充纸蜂窝复合材料。
本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S1中B型明胶/淀粉质量比为7：3，SDS添加量为0.75wt％。
本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S4中室温条件为温度：23℃，湿度：50％。
本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S2中搅拌器的功率为800W，搅拌速度为18000r/min。
本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S1中溶液加热时，对溶液以1000r/min的速度进行机械搅拌。
与现有技术相比本发明的有益效果为：1.本发明制备的生物基泡沫是明胶/淀粉泡沫，该泡沫在发泡完成时是液态的泡沫，有利于完全填充蜂窝纸板六边形孔，填充工艺简单；
2.本发明制备的明胶/淀粉泡沫，原料是动植物的废料，来源广泛、成本低廉，制成的泡沫是可以质轻、力学性能良好，并且可以进行家庭堆肥，是可完全生物降解的泡沫，不改变制成的生物基泡沫填充蜂窝纸板复合材料的生物降解性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：
S1、准备明胶泡沫材料：采用B型明胶以及预糊化淀粉，使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，将明胶、预糊化淀粉、十二烷基硫酸钠和水按照比例进行溶解，其中固含量为15wt％，B型明胶/淀粉质量比为7：3，SDS添加量为0.75wt％，并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，使得溶液pH＝5.5，对溶液以1000r/min的速度进行机械搅拌，同时对溶液进行加热，使B型明胶和预糊化淀粉充分溶解，直至溶液温度达到50℃，继续对溶液进行恒温加热10min，制得溶液；
S2、明胶泡沫液体发泡：使用搅拌器对步骤S1制得溶液进行液体发泡，对溶液进行充分快速搅拌，搅拌器的功率为800W，搅拌速度为18000r/min，将空气均匀注入溶液中，发泡5min，直至液体泡沫完全发泡，泡沫的体积不再增长；
S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材：准备与蜂窝纸板相同长宽高的模具，将液体泡沫倒入模具后，立即将蜂窝纸板的芯材平铺压入泡沫中，由于明胶/淀粉泡沫是沫，所以泡沫可以立即均匀填充纸蜂窝芯材芯孔中，制得明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料；
S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥：将步骤S3中制备的明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料放置于恒温恒湿箱内，采用室温条件：温度：23℃，湿度：50％，直至复合材料完全干燥，将复合材料脱模，即得到生物基泡沫填充纸蜂窝复合材料。
由上述方法制备的复合材料，表面平整，经切割检查，生物基泡沫完全填充蜂窝孔格内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备明胶泡沫材料：采用B型明胶以及预糊化淀粉，使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，将明胶、预糊化淀粉、十二烷基硫酸钠和水按照比例进行溶解，其中固含量为15wt％，并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，使得溶液pH＝5.5，同时对溶液进行加热，使B型明胶和预糊化淀粉充分溶解，直至溶液温度达到50℃，继续对溶液进行恒温加热10min，制得溶液；
S2、明胶泡沫液体发泡：使用搅拌器对步骤S1制得溶液进行液体发泡，对溶液进行充分快速搅拌，将空气均匀注入溶液中，发泡5min，直至液体泡沫完全发泡，泡沫的体积不再增长；
S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材：准备与蜂窝纸板相同长宽高的模具，将液体泡沫倒入模具后，立即将蜂窝纸板的芯材平铺压入泡沫中，由于明胶/淀粉泡沫是沫，所以泡沫可以立即均匀填充纸蜂窝芯材芯孔中，制得明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料；
S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥：将步骤S3中制备的明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料放置于恒温恒湿箱内，采用室温条件，直至复合材料完全干燥，将复合材料脱模，即得到生物基泡沫填充纸蜂窝复合材料。
2.如权利要求1所述的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中B型明胶/淀粉质量比为7：3，SDS添加量为0.75wt％。
3.如权利要求2所述的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中室温条件为温度：23℃，湿度：50％。
4.如权利要求3所述的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中搅拌器的功率为800W，搅拌速度为18000r/min。
5.如权利要求4所述的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中溶液加热时，对溶液以1000r/min的速度进行机械搅拌。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011587525.1A CN112708164A (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011587525.1A CN112708164A (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112708164A true CN112708164A (zh) | 2021-04-27 |
Family
ID=75546058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011587525.1A Pending CN112708164A (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112708164A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114262460A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-01 | 宋金华 | 一种凝胶泡沫填充蜂窝板材复合材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705203A (en) * | 1994-02-07 | 1998-01-06 | E. Khashoggi Industries | Systems for molding articles which include a hinged starch-bound cellular matrix |
| CN102198744A (zh) * | 2010-03-22 | 2011-09-28 | 苏州美克思科技发展有限公司 | 酚醛泡沫填充蜂窝芯增强先进复合材料的制造方法 |
| CN104910380A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-16 | 哈尔滨工程大学 | 蜂窝增强聚酰亚胺泡沫复合材料的制备方法 |
| CN112029141A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-04 | 宋金华 | 一种凝胶发泡材料及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-12-29 CN CN202011587525.1A patent/CN112708164A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705203A (en) * | 1994-02-07 | 1998-01-06 | E. Khashoggi Industries | Systems for molding articles which include a hinged starch-bound cellular matrix |
| CN102198744A (zh) * | 2010-03-22 | 2011-09-28 | 苏州美克思科技发展有限公司 | 酚醛泡沫填充蜂窝芯增强先进复合材料的制造方法 |
| CN104910380A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-16 | 哈尔滨工程大学 | 蜂窝增强聚酰亚胺泡沫复合材料的制备方法 |
| CN112029141A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-04 | 宋金华 | 一种凝胶发泡材料及其制备方法和应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114262460A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-01 | 宋金华 | 一种凝胶泡沫填充蜂窝板材复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60314783T2 (de) | Biologisch abbaubaren polyester enthaltende zusammensetzung, herstellungsverfahren dafür und schaum- und formkörper unter deren verwendung | |
| CN101675101B (zh) | 聚乳酸泡沫体的制造方法 | |
| DE60313679T2 (de) | Bioabbaubare und kompostierbare Behälter | |
| US20130203879A1 (en) | Method For The Production Of Foam Moulded Parts | |
| CN100400267C (zh) | 发泡成型体的制造装置及制造方法和所获得的发泡成型体 | |
| CN103131035A (zh) | 一种环保型纸纤维发泡材料及其制备方法 | |
| CN101787217A (zh) | 一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法 | |
| DE102017111139A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern | |
| CN102505579B (zh) | 一种植物纤维缓冲材料的制备方法 | |
| CN104098922A (zh) | 一种微细化植物纤维缓冲材料及其制备方法 | |
| CN112708164A (zh) | 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 | |
| CN111393719B (zh) | 一种生物基可降解片材及其制备方法 | |
| CN103554858B (zh) | 聚乳酸/粘土纳米复合材料及其制备方法和制备发泡制品的方法 | |
| CN114230990A (zh) | 一种轻质木质纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN109679307A (zh) | 一种可生物降解的珍珠棉及其制备方法 | |
| CN1111568C (zh) | 秸秆纤维发泡减震缓冲包装材料及其生产方法 | |
| JP2000273800A (ja) | 紙を用いた発泡体およびその製造方法 | |
| CN112898637B (zh) | 一种淀粉基多层发泡缓冲支撑板材及其制备方法 | |
| KR100187350B1 (ko) | 생분해성 발포 펄프원료의 제조방법 및 생분해성 발포 펄프원료로 복합체를 제조하는 방법 | |
| CN101337374B (zh) | 一种纯植物纤维膨化发泡包装材料的制作方法 | |
| JP2005029603A (ja) | 発泡成形体およびその製造方法 | |
| Liu et al. | Effect of starch plasticizing/fiber processing on the mechanical properties of biomass cushion packaging composites | |
| CN111138880A (zh) | 一种再生资源发泡材料及其制备方法 | |
| CN111100354A (zh) | 一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法 | |
| CN108624073A (zh) | 植物纤维发泡材料及其生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210427 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |