CN101787217B - 一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法 - Google Patents

一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种植物纤维发泡缓冲包装材料及其制造方法,其以植物纤维、氧化淀粉、发泡剂、分散剂、填料、抗水剂为主要原料,将物料均匀混合后注模,通过特殊发泡剂的作用,浆料系统发泡膨胀,脱模干燥即得一种可自然降解、成本低廉、缓冲性能优良的缓冲包装制品。本发明的配方简单,制品发泡倍率高,成型工艺简单,易操作。

Description

一种植物纤维发泡包装材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种植物纤维发泡缓冲包装材料,本发明还涉及该种植物纤维发泡包装材料的制造方法。
背景技术
随着工业的高速发展,对包装材料的需求量也越来越大,尤其是具有缓冲性能的包装材料。多年以来,家用电器、电子仪器、玻璃器皿等产品的缓冲包装一直采用泡沫塑料,特别是发泡聚苯乙烯(EPS)。泡沫塑料具有重量轻、易加工、保护性能好、适应性广、价廉物美等优势,但塑料发泡材料存在着体积大、回收困难、废弃物不能自然降解、再生费用高、焚烧处理会污染环境等弊病,给环境造成严重的“白色污染”;同时,在泡沫塑料的制造过程中,经常便用氯氟烃类物质作为发泡剂,而这种物质会破坏大气层中的臭氧。因此,发泡塑料已经被许多国家禁止使用,我国也将逐步禁止使用。
目前的主要替代品纸浆模塑材料,原料来源丰富,产品重量轻,并具有良好的可回收性。但制品过于致密,抗震耐冲击性能大大低于发泡塑料,而且受模具结构及加工的影响,发展受到很大的制约,只能制作小型包装衬垫。同时,成本高,也极大的限制了纸浆模塑制品的发展。
植物纤维发泡包装材料是以植物纤维为主要材料,包括农业废弃物秸秆、稻草、麦草、蔗渣、废纸等,经过特殊的处理而形成的具有多孔结构的缓冲制品。目前国内外均在加紧研制,以尽快产业化。国内现有的技术主要集中在使用添加发泡剂,即采用发泡剂产生气泡,从而形成多孔结构,所使用的物理发泡剂主要是低沸点的有机化合物、水,化学发泡剂主要是碳酸盐类、尿素、以及发泡塑料中使用的偶氮类、磺酰肼类、亚硝基类发泡剂。这类发泡剂要么发泡温度很高,不适合植物纤维的发泡工艺,因为植物纤维在高温下容易脆化、碳化,而像碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸钠纸类的发泡剂虽然发气温度相对较低,但存在发气速度快,也不适合发泡材料的成型。而先前的植物纤维多是将秸秆直接粉碎成粉末来使用,或者切成一定长度的段,也有以秸秆芯部为原料,但这些方法得到的植物纤维原料失去了植物纤维本身的性质,如纤维间有效的结合力、交织力,缺乏对植物纤维原料本身的有效利用。
发明内容
本发明的目的是,针对现有技术的不足,进行改进,对植物纤维进行特殊处理,并采用轻质砖制作过程中普遍使用的发气剂,采用特殊的配方和工艺,制备出性能优异的新型发泡包装材料,以替代泡沫塑料制品。
本发明的技术解决方案是由下列主要原料及重量比制作而成:
Figure GSB00000517627500021
以上各组份的含量百分数之和等于100%。
其特征在于所述发泡剂为铝粉与碱的组合物。
其特征在于,植物纤维为稻草、麦草、蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于,分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种。
其特征在于,填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于,抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
其特征在于其制造方法为如下步骤:
a)将植物纤维切成长5~7cm的段,于水中浸泡12h以上,然后热磨成机械浆,纤维长度为0.5~2cm;
b)配料,按上述比例分别将植物纤维、氧化淀粉、分散剂、填料、抗水剂、发泡剂中的一种组分、水加入混合装置中,混合均匀;
c)再加入发泡剂中的另一组分,搅拌混合,渐发泡膨胀;
d)将模具表面涂少量脱模剂,将混合好的浆料填充入模具内,置于100~120℃温度下继续发泡膨胀20min;
e)烘干,脱模,整饰即得成品;其中,上述步骤中所述发泡剂为铝粉与碱的组合物;所述植物纤维为稻草、麦草、蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物;所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种;所述填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物;所述抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
本发明的优点在于:
1.本发明的原料组分简单,主要原料来源广泛、价格低廉、无毒无害,生产过程无污染、成本低,制品易于降解;
2.本发明的技术方法发泡倍率高,制品重量轻,缓冲性能好。
具体实施方式
结合实施例对本发明做进一步详细说明:
1.将稻草切除顶部的穗部分,杆部分切成5~7cm长的段,于水中浸泡12h以上,然后热磨成机械浆,浆料纤维长度为0.5~2cm,纤维含量为30%左右;
2.将木薯氧化淀粉在90℃以上的温度下糊化,浓度为6%;
3.称取上述纤维浆料1kg、糊化淀粉1kg、羧甲基纤维素水溶液(浓度2%)0.15kg、铝粉9g、蜡乳液(固含量50%)5g,与搅拌机中搅拌均匀;
4.再加入浓度为3.5%的氢氧化钠溶液0.4kg,边加入边搅拌,可观察到胶料慢慢气泡膨胀;
5.将模具壁表面涂少量脱模剂(如废弃机油、液体石蜡),将混合好的浆料填充入模具内,置于100~120℃温度下继续发泡膨胀20min,可看到纤维原料继续膨胀到最大,发泡率在3倍以上;
6.在90℃下烘干后脱模,整饰即得成品,成品密度可达0.08g/cm3

Claims (3)

1.一种植物纤维发泡包装材料,它是由下列主要原料及重量比制作而成:
Figure FSB00000537587400011
以上各组份的含量百分数之和等于100%,其中所述发泡剂为铝粉与碱的组合物;所述植物纤维为蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物;所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种;所述填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物;所述抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
2.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料,其中所述的秸秆为稻草、麦草。
3.根据权利要求1所述的植物纤维发泡包装材料,其特征在于其制造方法为如下步骤:
a)将植物纤维切成长约5~7cm的段,于水中浸泡12h以上,然后热磨成机械浆,纤维长度为0.5~2cm;
b)配料,按照权利要求1所述原料的重量比分别将植物纤维、氧化淀粉、分散剂、填料、抗水剂、发泡剂中的一种组分、水加入混合装置中,混合均匀;
c)再加入发泡剂中的另一组分,搅拌混合,渐发泡膨胀;
d)将模具表面涂少量脱模剂,将混合好的浆料填充入模具内,置于100~120℃温度下继续发泡膨胀20min;
e)烘干,脱模,整饰即得成品;其中,上述步骤中所述发泡剂为铝粉与碱的组合物;所述植物纤维为蔗渣、秸秆中的一种或几种物质的组合物;所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚氧化乙烯中的一种;所述填料为碳酸钠、滑石粉、碱石灰、瓷土中的一种或几种物质的组合物;所述抗水剂为松香乳液、蜡乳液、聚酰胺聚脲中的一种或几种物质的组合物。
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