CN106589542A - 一种绿色环保防火缓冲包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种绿色环保防火缓冲包装材料及其制备方法。由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯100‑150份、农业废弃植物纤维粉末80‑120份、三（1，4‑二叔丁基苯基）亚磷酸酯1‑10份、偶氮二甲酰胺4‑20份、尿素4‑10份、硬脂酸1‑5份、轻质碳酸钙10‑30份、二氧化硅10‑20份、二氧化钛25‑40份、粉煤灰纤维20‑40份、岩棉纤维15‑25份、氢氧化钠0.5‑1份、水10‑20份。通过预处理、混料、造粒、模压发泡制得。该缓冲包装材料防火性能好，降解率高。

Description

一种绿色环保防火缓冲包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料，具体涉及一种绿色环保防火缓冲包装材料及其制备方法。
背景技术
资源的快速和频繁流动是现代经济发展的基本特征，作为资源流动必要条件发展起来的包装业，在循环经济产业链中已从一个以前向关联为主的低关联度和低附加值耗能产业, 逐渐发展成为一个以后向关联为主的具有多项循环联结方式和高关联度的高附加值绿色产业。绿色包装，在生命周期全过程中产生的环境负担最小而再循环利用率最高。绿色包装材料是绿色包装的核心，它不仅能减少和消除对环境的污染,缓解对生态环境的压力，而且能节约资源，因而引起世界各国的高度重视，纷纷投入大量资金和人力进行开发，目前已取得许多重要成果。缓冲包装材料属于一种寿命周期短、“用过即扔”的一次性包装物，瞬间即可变成垃圾，对环境的负面影响显而易见。绿色缓冲包装材料是缓冲包装材料发展的必然趋势。但是泡沫塑料使用后废弃物体积大，不易处理，直接掩埋会使土壤恶化，而焚烧可能会造成环境的二次污染，所以它的使用逐渐受到限制。这些泡沫都是易于着火的有机高分子塑料。由于这些材料不具有传热性和抗静电性。在运输过程中由于摩擦而产生的静电和热能常常聚积在产品周围极易引起爆炸燃烧。因此急需要寻找一种绿色环保的缓冲材料。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种绿色环保防火缓冲包装材料，现有技术存在的不足而提供一种全绿色环保防火缓冲材料及其方法，粉煤灰纤维和岩棉纤维显著地提高了防火阻燃性能，同时加入二氧化钛，加速聚乙烯降解，又配合以农业废弃植物纤维粉末，使之降解率提高。
技术方案：一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯100-150份、农业废弃植物纤维粉末80-120份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯1-10份、偶氮二甲酰胺4-20份、尿素4-10份、硬脂酸1-5份、轻质碳酸钙10-30份、二氧化硅10-20份、二氧化钛25-40份、粉煤灰纤维20-40份、岩棉纤维15-25份、氢氧化钠0.5-1份、水10-20份。
进一步优选的，所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯120-140份、农业废弃植物纤维粉末90-100份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯3-8份、偶氮二甲酰胺8-12份、尿素6-8份、硬脂酸2-4份、轻质碳酸钙20-40份、二氧化硅12-18份、二氧化钛30-35份、粉煤灰纤维25-35份、岩棉纤维18-22份、氢氧化钠1份、水20份。
进一步的，所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料，其特征在于：所述的农业废弃植物纤维粉末包括麦草纤维、稻壳粉、玉米芯。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为50-100目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用1%-5%氢氧化钠溶液进行碱处理10-20小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；
（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀 ；
（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为160-200℃，转速80-120转/分钟 ；
（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度180-220℃，压力5-10MPa。
进一步的，所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，所述步骤（1）中颗粒细度为60-80目，氢氧化钠浓度为5%，处理时间为12-18小时。
进一步的，所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，所述步骤（3）中温度为175-185℃，转速为100转/分钟。
进一步的，所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，所述步骤（4）中温度为190-210℃，压力为8MPa。
有益效果：本发明的绿色环保防火缓冲包装材料通过加入粉煤灰纤维和岩棉纤维具有防火性，加入该缓冲包装材料中，使其具有较高的阻燃性能，极限氧指数达到25.2%；二氧化钛在光的作用下可以催化聚乙烯分解，同时加入农业废弃植物纤维粉末，使该包装材料降解率提高，达到64.2%。
具体实施方式
实施例1
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯150份、农业废弃植物纤维粉末120份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯10份、偶氮二甲酰胺4份、尿素10份、硬脂酸1份、轻质碳酸钙10份、二氧化硅10份、二氧化钛25份、粉煤灰纤维40份、岩棉纤维15份、氢氧化钠0.1份、水10份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为100目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用1%氢氧化钠溶液进行碱处理20小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为160℃，转速120转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度180℃，压力5MPa。
实施例2
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯100份、农业废弃植物纤维粉末80份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯1份、偶氮二甲酰胺20份、尿素4份、硬脂酸5份、轻质碳酸钙30份、二氧化硅20份、二氧化钛40份、粉煤灰纤维20份、岩棉纤维25份、氢氧化钠1份、水20份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为50目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用5%氢氧化钠溶液进行碱处理10小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为200℃，转速80转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度220℃，压力10MPa。
实施例3
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯120份、农业废弃植物纤维粉末90份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯3份、偶氮二甲酰胺8份、尿素6份、硬脂酸4份、轻质碳酸钙40份、二氧化硅18份、二氧化钛35份、粉煤灰纤维25份、岩棉纤维22份、氢氧化钠1份、水20份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为60目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用5%氢氧化钠溶液进行碱处理12小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为175℃，转速100转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度190℃，压力8MPa。
实施例4
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯140份、农业废弃植物纤维粉末100份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯8份、偶氮二甲酰胺12份、尿素8份、硬脂酸2份、轻质碳酸钙20份、二氧化硅12份、二氧化钛30份、粉煤灰纤维35份、岩棉纤维18份、氢氧化钠1份、水20份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为80目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用5%氢氧化钠溶液进行碱处理18小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为185℃，转速100转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度210℃，压力8MPa。
实施例5
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯130份、农业废弃植物纤维粉末95份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯5份、偶氮二甲酰胺10份、尿素7份、硬脂酸3份、轻质碳酸钙30份、二氧化硅15份、二氧化钛32份、粉煤灰纤维30份、岩棉纤维20份、氢氧化钠1份、水20份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为70目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用5%氢氧化钠溶液进行碱处理15小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为180℃，转速100转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度200℃，压力8MPa。
对比例1
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯150份、农业废弃植物纤维粉末120份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯10份、偶氮二甲酰胺4份、尿素10份、硬脂酸1份、轻质碳酸钙10份、二氧化硅10份、二氧化钛25份、氢氧化钠0.5份、水10份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为100目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用5%氢氧化钠溶液进行碱处理20小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛置于高混机中混合均匀；（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为160℃，转速120转/分钟；（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度180℃，压力5MPa。
对比例2
一种绿色环保防火缓冲包装材料，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯100份三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯1份、偶氮二甲酰胺20份、尿素4份、硬脂酸5份、轻质碳酸钙30份、二氧化硅20份、粉煤灰纤维20份、岩棉纤维25份、氢氧化钠0.1份、水20份。
上述绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法为：（1）混料：聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀；（2）造粒：将步骤（1）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为200℃，转速80转/分钟；（3）模压发泡：将步骤（2）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度220℃，压力10MPa。
本发明材料的各项性能指标见下表，我们可以看到本绿色环保防火缓冲包装材料通过加入粉煤灰纤维和岩棉纤维具有防火性，加入该缓冲包装材料中，使其具有较高的阻燃性能，极限氧指数达到25.2%；二氧化钛在光的作用下可以催化聚乙烯分解，同时加入农业废弃植物纤维粉末，使该包装材料降解率提高，达到64.2%。
表1 绿色环保防火缓冲包装材料的各项性能指标
产品名称 极限氧指数（%） 降解率（%）
实施例1 23.8 59.9
实施例2 23.9 60.6
实施例3 24.5 63.2
实施例4 24.6 63.5
实施例5 25.2 64.2
对比例1 16.2 59.6
对比例2 23.8 8.9
注：降解时间为90天。

Claims (7)

1.一种绿色环保防火缓冲包装材料，其特征在于，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯100-150份、农业废弃植物纤维粉末80-120份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯1-10份、偶氮二甲酰胺4-20份、尿素4-10份、硬脂酸1-5份、轻质碳酸钙10-30份、二氧化硅10-20份、二氧化钛25-40份、粉煤灰纤维20-40份、岩棉纤维15-25份、氢氧化钠0.5-1份、水10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料，其特征在于，由以下成分按重量份制备而成：聚乙烯120-140份、农业废弃植物纤维粉末90-100份、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯3-8份、偶氮二甲酰胺8-12份、尿素6-8份、硬脂酸2-4份、轻质碳酸钙20-40份、二氧化硅12-18份、二氧化钛30-35份、粉煤灰纤维25-35份、岩棉纤维18-22份、氢氧化钠1份、水20份。
3.根据权利要求1和2所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料，其特征在于：所述的农业废弃植物纤维粉末包括麦草纤维、稻壳粉、玉米芯。
4.一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理：将农业废弃植物纤维粉末制备成粒度为50-100目的粉末颗粒，筛分去杂后，采用1%-5%氢氧化钠溶液进行碱处理10-20小时，用蒸馏水洗净粉末后进烘箱干燥；
（2）混料：将经步骤（1）处理的植物纤维粉末、聚乙烯、三（1，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、偶氮二甲酰胺、尿素、硬脂酸、轻质碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、粉煤灰纤维、岩棉纤维置于高混机中混合均匀 ；
（3）造粒：将步骤（2）所得混合物料置于双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为160-200℃，转速80-120转/分钟 ；
（4）模压发泡：将步骤（3）所得粒料置于模压机上模压发泡，温度180-220℃，压力5-10MPa。
5.根据权利要求4所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中颗粒细度为60-80目，氢氧化钠浓度为5%，处理时间为12-18小时。
6.根据权利要求4所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中温度为175-185℃，转速为100转/分钟。
7.根据权利要求4所述的一种绿色环保防火缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中温度为190-210℃，压力为8MPa。
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