一種具有調濕功能的發泡材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發泡材料，特別是涉及一種具有調濕功能的發泡材料。
【背景技術】
[0002]發泡材料具有優異的緩沖性能和能量吸收性能，可以用作各種儀表、貴重物品、精密儀器、電子元器件等的緩沖包裝材料，在包裝領域得到廣泛應用。我國南方地區濕度大，多數儀表、精密儀器在運輸過程中易受到濕度的影響，從而產生表面銹蝕、精度下降等問題，甚至可使儀器報廢。現有的解決辦法是在包裝中放置防潮劑或氣相防銹劑等，然而這些措施僅能實現單向的濕度調節。將應用于建筑、博物館文物保護領域的呈顆粒狀或凝膠狀的調濕材料進行發泡處理，使其成為既具有發泡緩沖吸能特性，又能夠雙向主動調節包裝內環境的濕度，使包裝內環境濕度保持在50% ± 5%，從而使得內裝物性能保持最佳狀態，這是解決上述冋題的最佳方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種具有調濕功能的發泡材料，使得該發泡材料兼具緩沖和吸放濕功能。
[0004]為了達到上述發明的目的，本發明采用的技術方案是:
該發泡材料按質量百分比其組分如下:
NaOH 10%-35%；
丙烯酸10%-35%;
丙烯酰胺2%-10%;
魔芋葡甘聚糖1%_3%;
N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.5%-5%;
司班 60 1%-4%；
過硫酸鉀1%_4%;
其余為水。
[0005]所述具有調濕功能的發泡材料，具有孔隙，同時具有開孔與閉孔的孔穴，且孔穴表面具有圓形坑狀結構。
[0006]本發明具有的有益效果是:
本發明正是因為在發泡材料孔穴內壁上具有圓形坑狀的結構，使得該發泡材料兼具緩沖和吸放濕功能，從而在緩和傳遞到產品上的沖擊能量的同時可達到調節包裝內空間濕度至適宜的平衡濕度。制備出來的調濕發泡材料能夠主動調節內環境濕度，可以將內環境濕度保持在50%± 5%左右，有效改善了多數精密儀器對濕度影響的問題。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的發泡材料放大45倍的SEM形貌圖。
[0008]圖2是本發明的發泡材料放大110倍的SEM形貌圖。
[0009]圖3是各微波功率下制得的具有調濕功能的發泡材料的靜態壓縮試驗圖。
[0010]圖4是本發明所述一種具有調濕功能的發泡材料放濕平衡濕度圖。
[0011 ]圖5是本發明所述一種具有調濕功能的發泡材料吸濕平衡濕度圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。
[0013]該方法的制備步驟如下:
1)制備(丙烯酸+丙烯酸鈉)-丙烯酰胺復合調濕材料；
2)制備魔芋葡甘聚糖-(丙烯酸+丙烯酸鈉)-丙烯酰胺復合調濕材料；
3)將步驟2)中凝膠狀的復合調濕材料連同模具一起放置在微波爐中，在功率70w-210w下加熱時間I分鐘?3分鐘，使凝膠狀的復合調濕材料發泡，從而得到具有調濕功能的發泡材料。
[0014]所述(丙烯酸+丙烯酸鈉)-丙烯酰胺復合調濕材料制備方法:配置成濃度為10%-35 %的NaOH溶液，在常溫和電磁攪拌下，將配好的10%-35 %NaOH溶液滴加入10%_35 %丙烯酸中，然后，按照(丙烯酸+丙烯酸鈉):丙烯酰胺=4:1的質量比的丙烯酰胺并加入到上述(丙烯酸+丙烯酸鈉)溶液中，不斷攪拌至丙烯酰胺完全溶解。
[0015]所述魔芋葡甘聚糖_(丙烯酸+丙烯酸鈉)_丙烯酰胺復合調濕材料制備方法:稱取1%-3%的魔芋葡甘聚糖，加入(丙烯酸+丙烯酸鈉)_丙烯酰胺的混合溶液中，而后繼續攪拌10 min，使魔芋葡甘聚糖均勻混合在溶液中，然后稱取0.5%-5%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯劑，加入上述均勻混合溶液中，繼續攪拌10 min;與此同時，稱取1%-4%的司班60作為分散劑，繼續攪拌10 min，稱取1%-4%的過硫酸鉀作為引發劑，繼續攪拌lOmin。
[0016]實施例1:1)制備丙烯酸-丙烯酸鈉-丙烯酰胺溶液:
配置成濃度為35 %的NaOH溶液，在常溫和電磁攪拌下，用滴管將配好的NaOH溶液緩慢滴加入10%的丙烯酸(AA)中，然后，按照(丙烯酸+丙烯酸鈉):丙烯酰胺(AM)= 4:1的質量比稱取定量的丙烯酰胺并加入到上述丙烯酸(鈉)溶液中，不斷攪拌至AM完全溶解。
[0017]2)制備魔芋葡甘聚糖_(丙烯酸+丙烯酸鈉)_丙烯酰胺復合調濕材料:
稱取0.1g的KGM，加入上述混合溶液中，攪拌10 min，使KGM均勻混合在溶液中，加入0.05g的N , N-亞甲基雙丙稀酰胺作為交聯劑，繼續攪拌10 min。加入0.1g的司班60作為分散劑和0.1g的過硫酸鉀作為引發劑。
[0018]3)將步驟2)制得的復合調濕材料放置于微波爐中，調制微波加熱時間為I分鐘和功率為70w，使凝膠狀的復合調濕材料發泡，從而得到具有調濕功能的發泡材料。
[0019]實施例2:1)制備丙烯酸-丙烯酸鈉-丙烯酰胺溶液:
配置成濃度為10 %的NaOH溶液，在常溫和電磁攪拌下，用滴管將配好的NaOH溶液緩慢滴加入35%丙烯酸(AA)中，然后，按照(丙烯酸+丙烯酸鈉):丙烯酰胺(AM)= 4:1的質量比稱取定量的丙烯酰胺并加入到上述丙烯酸(鈉)溶液中，不斷攪拌至AM完全溶解。
[0020]2)制備魔芋葡甘聚糖_(丙烯酸+丙烯酸鈉)_丙烯酰胺復合調濕材料: 稱取0.3g的KGM，加入上述混合溶液中，攪拌10 min，使KGM均勻混合在溶液中，加入0.5g的N , N-亞甲基雙丙稀酰胺作為交聯劑，繼續攪拌10 min。加入0.5g的司班60作為分散劑和0.32g的過硫酸鉀作為引發劑。
[0021 ] 3)將步驟2)制得的復合調濕材料放置于微波爐中，調制微波加熱時間為2分鐘和功率為210w，使凝膠狀的復合調濕材料發泡，從而得到具有調濕功能的發泡材料。
[0022]實施例3:1)制備丙烯酸-丙烯酸鈉-丙烯酰胺溶液:
配置成濃度為35 %的NaOH溶液，在常溫和電磁攪拌下，用滴管將配好的NaOH溶液緩慢滴加入20%丙烯酸(AA)中，然后，按照(丙烯酸+丙烯酸鈉):丙烯酰胺(AM)= 4:1的質量比稱取定量的丙烯酰胺并加入到上述丙烯酸(鈉)溶液中，不斷攪拌至AM完全溶解。
[0023]2)制備魔芋葡甘聚糖_(丙烯酸+丙烯酸鈉)_丙烯酰胺復合調濕材料:
稱取0.2g的KGM，加入上述混合溶液中，攪拌10 min，使KGM均勻混合在溶液中，加入0.3g的N , N-亞甲基雙丙稀酰胺作為交聯劑，繼續攪拌10 min。加入0.5g的司班60作為分散劑和0.4g的過硫酸鉀作為引發劑。
[0024]3)將步驟2)制得的復合調濕材料放置于微波爐中，調制微波加熱時間為3分鐘和功率為122.5w，使凝膠狀的復合調濕材料發泡，從而得到具有調濕功能的發泡材料。
[0025]如圖1所示，是本發明放大45倍的SEM形貌圖，可以得出該發泡材料孔隙率大，同時具有開孔與閉孔，可以作為發泡緩沖材料，并且，該發泡材料發泡倍率高，平均孔徑大，回彈性能好。如圖2所示，是本發明放大110倍的SEM形貌圖，可以明顯看到該發泡材料表面的坑狀孔穴，正是因為具有圓形坑狀的結構，使得該發泡材料具有吸放濕的作用，從而達到調節濕度的目的，使包裝內空間的濕度到適宜的平衡濕度。
[0026]如圖3所示，各微波功率下該發泡材料的靜態壓縮試驗。
[0027]從圖3中可看出，不同微波功率下的該發泡材料的應力-應變曲線分成了3階段:彈性階段、屈服平臺階段和致密階段。彈性階段:在小應變時，該發泡材料處于線彈性區，發生彈性變形，主要反映了孔結構的強度特性；屈服平臺階段:隨著壓力的增加，材料開始發生塑性變形并進入屈服平臺區，在相當長的變形過程中，隨著應變的增加，應力基本上保持不變，表明該材料能夠在近乎恒定的應力平臺持續穩定的吸收能量。從圖中看出屈服平臺階段在應變為5%_80%左右;致密階段:繼續加壓，該發泡材料進入密實化階段，這個階段表明緩沖包裝材料的孔隙幾近壓實，應力急劇上升。可以看出，122.5w時屈服平臺趨于平緩，應力最大，緩沖效果較好。這是由于在微波發泡時，122.5w功率下的該發泡材料縱向發泡快速且發泡倍率大，橫向受阻，截面面積小，得到其應力應變曲線屈服平臺高且寬。綜合其發泡倍率與形貌特征，122.5w功率為最佳發泡功率。
[0028]如圖4和圖5所示，所得具有調濕功能的發泡材料的性能參數:
調濕材料可調節包裝內空間環境濕度至平衡濕度:48%-55%。
【主權項】
1.一種具有調濕功能的發泡材料，其特征在于，該發泡材料按質量百分比其組分如下: NaOH 10%-35% ； 丙烯酸10%-35%； 丙烯酰胺2%-10%; 魔芋葡甘聚糖 N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.5%-5%; 司班 60 1%-4%； 過硫酸鉀 其余為水。2.根據權利要求1所述的一種具有調濕功能的發泡材料，其特征在于:所述具有調濕功能的發泡材料，具有孔隙，同時具有開孔與閉孔的孔穴，且孔穴表面具有圓形坑狀結構。
【專利摘要】本發明公開了一種具有調濕功能的發泡材料。該發泡材料按質量百分比其組分如下：NaOH？10%-35%；丙烯酸10%-35%；丙烯酰胺2%-10%；魔芋葡甘聚糖1%-3%；N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.5%-5%；司班60？1%-4%；過硫酸鉀1%-4%；其余為水。本發明正是因為在發泡材料孔穴內壁上具有圓形坑狀的結構，使得該發泡材料兼具緩沖和吸放濕功能，從而在緩和傳遞到產品上的沖擊能量的同時可達到調節包裝內空間濕度至適宜的平衡濕度。制備出來的調濕發泡材料能夠主動調節內環境濕度，可以將內環境濕度保持在50%±5%左右，有效改善了多數精密儀器對濕度影響的問題。
【IPC分類】C08F251/00, C08F220/56, C08J9/02, C08F220/06
【公開號】CN105669904
【申請號】CN201610044838
【發明人】余麗萍, 鄂玉萍, 王家俊
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月22日