一种可降解纸塑材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种可降解纸塑材料及其制备方法和应用，属于环保材料技术领域。本发明专利技术可降解纸塑材料，包括如下重量百分比的制备原料：植物纤维浆板90

【技术实现步骤摘要】
一种可降解纸塑材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于环保材料
，具体涉及一种可降解纸塑材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前包装行业广泛使用的一次性塑料包装产品，通常使用一次即被废弃造成了极大的资源浪费。同时，塑料自然降解困难，掩埋于地下100年以上才能自然降解。数量巨大的废弃塑料包装产品对生态环境造成很大威胁，而禁止使用不可降解的一次性塑料包装产品也成为全球的共识。发展绿色环保包装产品是建设资源节约型、环境友好型社会，坚持可持续发展，全面实现碳中和的必经之路。
[0003]绿色环保包装产品中，纸浆模塑产品是使用植物纤维作为原材料加工的包装产品，因其原料来源于自然，使用后废弃物可回收再利用，可自然降解，具有广阔的发展前景。纸浆模塑产品露天自然降解时间左120天左右，填埋自然降低在60天内便可完成，极大的减少了对环境的污染。但多数的纸浆模塑产品存在制作工艺复杂、制作成本高的缺点。同时还存在材料表面凹凸不平，外观粗糙、材料塑形性差、强度低、防水防潮性差的问题，这些问题极大的限制了其在包装材料中的应用。因此，急需开发一种防水防潮、高强度、易降解的纸浆模塑产品，替代一次性塑料包装产品，满足市场的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种可降解纸塑材料及其制备方法和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提供了一种可降解纸塑材料，包括如下重量百分比的制备原料：植物纤维浆板90
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95.5％、施胶剂1.5
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3％、防油剂0
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5％、干强剂1
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2％、湿强剂1
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2％；所述植物纤维浆板包括木浆板和/或甘蔗浆板。
[0006]本专利技术可降解纸塑材料的制备原料主要以植物纤维浆板为主占原料组成的87
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93％，具体包括木浆板和/或甘蔗浆板。因为主要材料植物纤维浆板，所以本专利技术材料为完全可降解材料，在自然条件下放置120天可基本完成降解。此外，在上述配比范围内制备出的可降解纸塑材料通过施胶剂、防油剂、干强剂和湿强剂组分的复配，显著提升了纸塑材料的强度、防水、放油、防潮性能。
[0007]作为本专利技术的优选实施方式，所述可降解纸塑材料，包括如下重量百分比的制备原料：植物纤维浆板90
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95.5％、施胶剂1.5
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2％、防油剂0
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5％、干强剂1
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1.5％、湿强剂1.5
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2％。
[0008]作为本专利技术的优选实施方式，所述木浆板与甘蔗浆板的质量比为(5
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7)：(3
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5)。
[0009]专利技术人经过研究发现，木纤维长度一般为2.5－4mm，宽度一般为35－55μm，甘蔗纤维长度一般在1.0－2.0mm，宽度为6－16μm，通过调整木浆板与甘蔗浆板的质量比可以调整粉碎后浆料中的植物纤维的长度范围，从而最终会影响产品的强度和表面光滑程度。当木
浆与甘蔗浆的质量比为(5
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7)：(3
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5)时，粉碎得到浆料中的植物纤维的长度为0.45μm－1.2mm，产品表面光滑平整，具有良好的耐压能力。
[0010]作为本专利技术的优选实施方式，所述防油剂包括全氟辛酸盐、全氟辛烷磺酰基化合物、烷基酚聚氧乙烯醚和全氟己烷磺酰化合物中的至少一种。
[0011]专利技术人经过研究发现，防油剂的直链碳氟有机化合物可与纤维结合成化学键，从而可以改善成品的物理强度和防油性能。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述施胶剂包括烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、松香施胶剂、石蜡施胶剂中的至少一种。
[0013]专利技术人经过研究发现，在浆料内加入抗水性能的胶体物质，可以防止水对纸塑制品的渗透和铺展，达到良好的防水防潮性能。
[0014]作为本专利技术的优选实施方式，所述干强剂包括阳离子淀粉、阴离子淀粉、离子型聚丙烯酰胺中的至少一种。
[0015]专利技术人经过研究发现，在浆料中添加干强剂，可以提升产品的挺度和强度。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式，所述湿强剂包括聚酰胺环氧氯丙烷树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂中的至少一种。
[0017]专利技术人经过研究发现，湿强剂能增加纸塑产品的耐水性，即增加产品的湿强度。其作用机理为：当纸塑制品被湿润时，内部的纤维素迅速吸水，纤维间氢键结合显著减弱，致使产品的温强度降低。而加有聚酰胺环氧氯丙烷热固型树脂的纸浆，湿强树脂的正电荷与带负电荷的纸纤维相互吸引，同时湿强剂含有的羟基与纤维羟基形成氢键，这两方面的作用使纤维表面吸附有大量的湿强树脂。因此，在纸塑产品干燥时，受热压模具表面温度影响，分子间氢健失水，加在纸塑产品中的湿强树脂同时发生缩聚作用，此时树脂转变为不溶于水的状态，并在纤维界面上交联成不能完全被水破坏的树脂网状结构，从而保护纤维不受水润胀，使纸塑产品具有了湿强度，同时也赋予了纸塑产品一定的干强度。
[0018]本专利技术还提供了一种可降解纸塑材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019](1)将植物纤维浆板在水中浸泡后粉碎得到植物纤维浆料；
[0020](2)将步骤(1)植物纤维浆料与助剂和水混合均匀得到混合浆料；所述混合浆料中绝干浆的质量浓度为0.4
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1％；所述助剂包括施胶剂、防油剂、干强剂、湿强剂中的至少一种；
[0021](3)将步骤(2)得到的混合浆料经真空脱水处理制成初胚；
[0022](4)将步骤(3)得到的初胚依次经过晾干，热压定型处理得到半成品；所述半成品的湿度小于10％；
[0023](5)将步骤(4)得到的半成品经整形切边得到可降解纸塑材料。
[0024]本专利技术制备原料依次通过碎浆、调浆、成型、热压定型、整形切边过程制备出所述可降解纸塑材料。该制备方法中需要将步骤(2)中混合浆料浓度调整为0.4
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1％范围内，浆料浓度过低会导致材料无法成型，材料强度降低；浆料浓度过高则会导致产品厚度无法控制均匀，材料不平整；浓度范围在0.4
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1％范围内时，材料上下厚度均匀，可通过浓度调整强度以制备不同强度的产品。该制备方法步骤(4)中，初胚晾干后需热压定型至湿度小于10％，若超过10％，水份太多产品容易软化，并且变形。本专利技术制备方法简单，成本低，所得材料表面平整美观，材料的强度高、防水防潮性能好，为完全可降解材料。
[0025]作为本专利技术的优选实施方式，步骤(1)中，所述粉碎得到浆料中植物纤维的长度为0.45μm－1.2mm。
[0026]专利技术人经过研究发现，粉碎得到浆料中的植物纤维的长度纤维太短，会缺乏交织力，成型后产品表面光滑，但没有强度，易碎；而纤维太长，产品成形后有强度，但表面粗糙，不平整光滑，有些产品较深的结构还容易拉裂，因此要跟据产品的结构来配比。纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解纸塑材料，其特征在于，包括如下重量百分比的制备原料：植物纤维浆板90
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95.5％、施胶剂1.5
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3％、防油剂0
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5％、干强剂1
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2％、湿强剂1
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2％；所述植物纤维浆板包括木浆板和/或甘蔗浆板。2.根据权利要求1所述的可降解纸塑材料，其特征在于，包括如下重量百分比的制备原料：植物纤维浆板90
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95.5％、施胶剂1.5
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2％、防油剂0
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5％、干强剂1
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1.5％、湿强剂1.5
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2％。3.根据权利要求1所述的可降解纸塑材料，其特征在于，所述木浆板与甘蔗浆板的质量比为(5
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7)：(3
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5)。4.根据权利要求1所述的可降解纸塑材料，其特征在于，所述防油剂包括全氟辛酸盐、全氟辛烷磺酰基化合物、烷基酚聚氧乙烯醚、全氟己烷磺酰化合物中的至少一种；所述施胶剂包括包括烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、松香施胶剂、石蜡施胶剂中的至少一种；所述干强剂包括阳离子淀粉，阴离子淀粉、离子型聚丙烯酰胺中的至少一种；所述湿强剂包括聚酰胺环氧氯丙烷树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲甲醛树脂中的至少一种。5.如权利要求1
‑
4任一项所述可降解纸塑材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛炳伟，
申请(专利权)人：广州市育泰包装制品有限公司，
类型：发明
国别省市：