CN106189324A - 一种新型缓冲包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型缓冲包装材料及其制备方法，所述的缓冲包装材料由甘蔗渣、木薯淀粉、发泡剂、填料和助剂混合制成，所述的制备方法包括如下步骤：a）机械活化预处理甘蔗渣，b）制备混料，c）入模热压成型，d）脱模干燥。本发明揭示了一种新型缓冲包装材料及其制备方法，该缓冲包装材料通过独特的植物纤维预处理方式以及合理配制多种物料，在确保包装材料机械强度的同时，极大地提高了包装材料的缓冲性能。

Description

一种新型缓冲包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种包装材料，具体涉及一种新型缓冲包装材料及其制备方法，属于包装材料技术领域。
背景技术
包装材料是一种用于制造包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等满足产品包装要求所使用的材料，它包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸、竹本、野生蘑类、天然纤维、化学纤维、复合材料等主要包装材料。随着植物纤维缓冲包装材料制备技术的发展，将大大减少不可降解的塑料类包装材料的使用数量，缓解白色污染严重的现实状况。用植物纤维缓冲包装材料代替传统塑料类包装材料，已成为保护森林资源，减轻水体污染，改善生态环境的一个重要途径，对实现可持续发展，生态环境保护，减少石油基产品用量具有重要的现实意义。
目前，开发植物纤维包装材料的工艺方法主要集中在添加化学发泡剂，原料通过化学发泡剂的作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆或在模具中一次发泡成型；但由于植物纤维和发泡剂、粘和剂和填料等的相容性比较差，亲和力不够好，从而影响到材料的缓冲性能和强度，因此需对天然纤维进行预处理以改变其相容性，提高材料的缓冲性能。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种新型缓冲包装材料及其制备方法，该缓冲包装材料通过独特的植物纤维预处理方式以及合理配制多种物料，在确保包装材料机械强度的同时，极大地提高了包装材料的缓冲性能。
本发明是一种新型缓冲包装材料及其制备方法，所述的缓冲包装材料由甘蔗渣、木薯淀粉、发泡剂、填料和助剂混合制成，所述的制备方法包括如下步骤：a）机械活化预处理甘蔗渣，b）制备混料，c）入模热压成型，d）脱模干燥。
在本发明一较佳实施例中，所述的甘蔗渣的粒径为0.25 mm，其与木薯淀粉的质量配比为7：3。
在本发明一较佳实施例中，所述的发泡剂为由碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵按质量比3：5：2配制的复合发泡剂，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的15%。
在本发明一较佳实施例中，所述的填料为滑石粉，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的30%。
在本发明一较佳实施例中，所述的助剂包括聚乙烯醇、丙三醇、二甲基硅氧烷和硬脂酸，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的1%。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 a）中，机械活化预处理甘蔗渣采用自制搅拌球磨机，在65℃恒温水浴条件下进行研磨处理，机械活化时间为2h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 b）中，制备混料包括如下步骤：1）将机械活化的甘蔗渣和木薯淀粉混合粉体与水按质量比１：４放入恒速搅拌器中搅拌5min；2）依次加入一定量的发泡剂、填料和助剂，搅拌15min。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，入模热压成型是将制备的混料倒入自制成型模具中，在220℃、7.5ＭPa模压条件下热压成型。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，脱模干燥是将热压成型后的物料从模具中取出，放入电热鼓风干燥箱中于120℃条件下干燥5 h。
本发明揭示了一种新型缓冲包装材料及其制备方法，该缓冲包装材料通过独特的植物纤维预处理方式以及合理配制多种物料，在确保包装材料机械强度的同时，极大地提高了包装材料的缓冲性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例新型缓冲包装材料制备方法的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例新型缓冲包装材料制备方法的工序步骤图；该缓冲包装材料由甘蔗渣、木薯淀粉、发泡剂、填料和助剂混合制成，所述的制备方法包括如下步骤：a）机械活化预处理甘蔗渣，b）制备混料，c）入模热压成型，d）脱模干燥。
本发明提及的新型缓冲包装材料以机械活化的甘蔗渣为主原料，以木薯淀粉为粘合剂，以碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵复配为发泡剂，以滑石粉为填料，并配以多种助剂进行制备。其中，机械活化的甘蔗渣粒径为0.25 mm，其与木薯淀粉的质量配比为7：3；复合发泡剂由碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵按质量比3：5：2配制而成，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的15%；填料为滑石粉，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的30%；助剂包括聚乙烯醇、丙三醇、二甲基硅氧烷和硬脂酸，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的1%。
实施例
具体制备方法如下：
a）机械活化预处理甘蔗渣，取一定量的甘蔗渣，倒入置于恒温水浴的自制搅拌球磨机中进行研磨，恒温水浴温度控制为65℃；机械活化处理2h后取出甘蔗渣，再将甘蔗渣过筛后备用。甘蔗渣经过机械活化处理后，木素对纤维素的支撑保护作用减弱，纤维束变得松散，结晶结构发生了改变；随着活化时间的延长分裂成不规整的小片状结构，结晶度下降，不定型区含量增多，比表面积增大，氢键能量增强，稳定性降低，自由羟基含量增多，从而使甘蔗渣的浸润性得到了改善，与其他物质的相容性得到了提高，更容易形成空间骨架，故能有效提高包装材料的缓冲性能。
b）制备混料，具体制备过程为：先按质量配比7：3称取机械活化的甘蔗渣和木薯淀粉混合粉体，再将混合粉体与水按质量比1：4放入恒速搅拌器中搅拌5min；然后以占混合粉体质量百分数计，依次加入15%复合发泡剂、30%滑石粉填料和1%助剂，继续搅拌15min，制得混料。
c）入模热压成型，将步骤b）制备的混料倒入自制成型模具中，在220℃、7.5ＭPa模压条件下热压成型，成型后冷却至室温，取出物料。
d）脱模干燥，将从模具中取出的成型物料放入电热鼓风干燥箱中，在120℃温度条件下干燥5 h，即可制得成品。
本发明中的新型缓冲包装材料在制备时，由于预先对甘蔗渣进行了机械活化预处理，故甘蔗渣颗粒形貌和结晶结构均受到破坏，纤维素、半纤维素、木质素包裹交缠的结构被破坏，纤维束之间变蓬松，从而增加了粘合剂、发泡剂、填料等与甘蔗渣的界面相容性，进而大大提高了包装材料的缓冲性能。
本发明揭示了一种新型缓冲包装材料及其制备方法，该缓冲包装材料通过独特的植物纤维预处理方式以及合理配制多种物料，在确保包装材料机械强度的同时，极大地提高了包装材料的缓冲性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的缓冲包装材料由甘蔗渣、木薯淀粉、发泡剂、填料和助剂混合制成，所述的制备方法包括如下步骤：a）机械活化预处理甘蔗渣，b）制备混料，c）入模热压成型，d）脱模干燥。
2.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的甘蔗渣的粒径为0.25 mm，其与木薯淀粉的质量配比为7：3。
3.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的发泡剂为由碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵按质量比3：5：2配制的复合发泡剂，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的15%。
4.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的填料为滑石粉，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的30%。
5.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的助剂包括聚乙烯醇、丙三醇、二甲基硅氧烷和硬脂酸，其质量占甘蔗渣和淀粉总质量的1%。
6.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤a）中，机械活化预处理甘蔗渣采用自制搅拌球磨机，在65℃恒温水浴条件下进行研磨处理，机械活化时间为2h。
7.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤b）中，制备混料包括如下步骤：1）将机械活化的甘蔗渣和木薯淀粉混合粉体与水按质量比１：４放入恒速搅拌器中搅拌5min；2）依次加入一定量的发泡剂、填料和助剂，搅拌15min。
8.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤c）中，入模热压成型是将制备的混料倒入自制成型模具中，在220℃、7.5ＭPa模压条件下热压成型。
9.根据权利要求1所述的新型缓冲包装材料及其制备方法，其特征在于，所述的步骤d）中，脱模干燥是将热压成型后的物料从模具中取出，放入电热鼓风干燥箱中于120℃条件下干燥5 h。
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