CN104177664A - 秸秆与废纸混合纤维缓冲材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于包装领域，公开了一种秸秆与废纸混合纤维缓冲材料及其制备方法。该材料以秸秆和废纸纤维为起始原料，加入熟化淀粉、复配胶黏剂、碳酸钙、十水四硼酸钠、丙三醇、复配发泡剂及水制成。首先将粉碎的秸秆纤维、废纸和水在搅拌机中粉碎混合均匀，经过适当的预处理后，放置备用；第二将淀粉熟化；第三将三种胶黏剂复配在一起；第四将熟化淀粉、复配胶黏剂、碳酸钙、十水四硼酸钠、丙三醇、复配发泡剂搅拌混合均匀；最后将上述配制好的物料与备用的混合纤维搅拌均匀，投入模具中在高温条件下微波成型，再放入鼓风干燥箱进行干燥至恒重。本发明技术具有对环境无污染，原料来源广泛，成本低，工艺制作简单易操作，具有缓冲性能及生物可降解性能。可用于机械零部件及工业小产品的缓冲包装，具有广泛的发展前景。

Description

秸秆与废纸混合纤维缓冲材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆与废纸混合纤维的缓冲包装材料的制备方法。

背景技术

随着当今科学技术的不断进步，塑料制品及其相关的工业得到了迅猛的发展。其中在缓冲包装领域，聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(EPS)类发泡缓冲材料以其质轻、隔热、优良的缓冲性能、成本低及加工方便等优点，在运输包装的领域得到了广泛应用。然而，EPS类塑料发泡制品是一种高分子化合物，制造和使用的过程中存在诸多问题，其废弃物不易降解，焚烧更产生有毒物质，给环境带来严重影响。因此，替代产品的开发成为必然。秸秆纤维发泡缓冲材料，因其原材料来源广泛、优良缓冲性能、无污染等优点，无疑被认为是理想的塑料替代品，成为当今的研究热点。

秸秆纤维缓冲包装材料的制备方法有这样一些文献报道：

德国PSP公司采用废报纸和旧书作为原材料制成纸浆，再与面粉按2：1混合注入挤压机，形成圆柱形的发泡纸颗粒，再通过发泡纸根据需要形成不同形状的发泡材料。该工艺优点在于一次性成型，用水蒸气进行发泡，可回收且无污染。

日本索尼公司将粉碎的纸浆作为原料，加入一定量的塑料微球和改性淀粉，再将混合物注入模具加热，发泡成型。该工艺通过水蒸气进行发泡，模压时间短，材料性能优良。

合肥工业大学化学与工程学院的黄君等人将以秸秆为原材料，加入玉米淀粉、发泡剂、甘油、交联剂等后经过烘焙发泡的工艺成型。

综上所述，目前国外秸秆纤维发泡工艺主要采用水蒸气进行发泡，对设备要求高，工艺难度大，成本高。国内学者进行秸秆纤维发泡大多采用的是化学发泡剂，选用若不当则会污染环境，另外操作工艺复杂、缓冲性能欠佳。因此对工艺参数进行优化，实现环境友好，并具有优良缓冲性能，成为研究的必然趋势。

发明内容

本发明专利主要针对的是现有国内外发泡技术中存在的问题，提供一种操作工艺简单，成本低，性能优良的秸秆与废纸混合纤维发泡缓冲材料的制备方法。

本发明为实现上述目的，是通过下面的技术方案来实现的。

本发明的秸秆与废纸混合纤维发泡缓冲材料的质量百分比：

按照技术方案提供的百分比，本发明秸秆与废纸混合纤维制备方法如下：

1)将废瓦楞纸板经过浸泡，在与粉碎的秸秆按质量比2:1一起放入高速碎浆机中，制成絮状的浆料备用。

2)上述絮状的浆料经过棉纱布拧干，拧干的浆料取适量浸于5％NaOH溶液中，使其混合均匀，将混合的浆料置于自封袋中，再将带有混合浆料的自封袋放于40℃水浴锅中，进行30min的预处理，并且每10分钟取出揉搓一次使混合浆料与NaOH溶液充分混合。

3)将预处理之后的混合浆料取出，用清水进行反复清洗，直至PH值呈现稳定，再经过棉纱布进行拧干。

4)取适量的可溶性淀粉与水按一定的质量比混合，在80℃水浴环境中进行搅拌混合30min，将淀粉进行熟化，熟化后取出留置备用。

5)将聚乙烯醇、明胶和羧甲基纤维素钠按一定质量比例混合，加入适量的水，在70℃的水浴中搅拌30min。使其充分混合均匀，制成3％的胶黏剂溶液，取出留置备用。

6)按照技术方案提供的百分比，将熟化淀粉溶液与胶黏剂溶液在常温下混合均匀，再依次添加碳酸钙、十水四硼酸钠、丙三醇、复配发泡剂(碳酸氢钠和偶氮二异丁腈)，和水搅拌混合均匀。

7)将上述混合物与纤维废纸混合浆料在常温下搅拌混合均匀。

8)将混合均匀的浆料投入模具中，放入微波炉中进行发泡成型。再将微波发泡成型的材料放于60℃鼓风干燥箱中进行干燥至恒重，干燥后取出，置于恒温恒湿箱中。

本发明关于秸秆与废瓦楞纸板混合纤维发泡缓冲材料的制备方法，该制备方法利用微波高温发泡工艺制备发泡材料，采用电磁辐射的原理，使原料中的极性分子产生类似摩擦的效应，使其快速升温。该种加热方法具有效率高、加热均匀等优点。

本发明的特点：

1)本发明技术以玉米秸秆和废瓦楞纸板为原材料，来源广泛、成本低廉，符合环保要求；

2)此制品质轻，隔热，内部形成闭合的泡孔结构，有弹性、抗冲击，有良好的缓冲性能；

3)本发明方法应用范围广，可适用于机械小零部件，小家电等的包装缓冲衬垫；

4)本工艺制备的产品，可循环使用，可降解，环保无污染，是EPS类塑料发泡缓冲材料理想的替代品。

附图说明

图1为本发明的环保友好的秸秆与废瓦楞纸板混合纤维的发泡缓冲材料的外观图。

实施例：

1)将玉米秸秆在粉碎机上进行粉碎，废瓦楞纸板进行浸泡软化，将其按1:2进行碎浆混合备用。

2)取混合纤维15％-20％放于5％的NaOH溶液中进行预处理，相当于绝干混合浆料量的7.5倍，在40℃的水浴锅中混合均匀，预处理30min后，取出用清水冲洗至中性。

3)将熟化淀粉35％-40％，复配胶黏剂3％-4％，碳酸钙1.5％-1.8％，十水四硼酸钠0.10％-0.13％，丙三醇1.5％-2％，复配发泡剂1％-1.5％及水35％-40％搅拌混合均匀再添加到混合浆料中搅拌使其充分混合。

4)将混合物投入到特定的模具中，放到微波炉中，功率为640W，时间为12min，即得到发泡制品，再将制品放于鼓风干燥箱中进行干燥至恒重，放于恒温恒湿箱中使其达到恒重。

Claims (4)

1.一种秸秆与废纸纤维混合材料缓冲材料的制备方法。

2.权利要求1所述的原料质量百分比为：

所述复配胶黏剂为聚乙烯醇，羧甲基纤维素钠及明胶的组合；所述复配发泡剂为偶氮二异丁腈及碳酸氢钠的组合。

3.权利要求1所述其特征为高温微波发泡，发泡温度为80～100℃。

权利要求1所述的秸秆与废纸混合纤维发泡材料的制备方法，其特征在于，包括：将15％-20％秸秆与废纸纤维(秸秆、废纸浆)，35％-40％淀粉(玉米、糊精)，3％-4％复配胶黏剂，1.5％-1.8％碳酸钙，0.10％-0.13％十水四硼酸钠，1.5％-2％丙三醇，1％-1.5％复配发泡剂及35％-40％水搅拌混合均匀，再将其放入80～100℃微波炉，高温成型，将成型的发泡材料置于60℃的鼓风干燥箱中干燥至恒重，得到秸秆与废纸混合纤维缓冲发泡材料，再将其放入恒温恒湿箱中，使其不发生任何变化。

4.权利要求1所述其特征为常温水质混合物。