CN107353445A - 一种碳纤维‑酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料 - Google Patents

一种碳纤维‑酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种碳纤维‑酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，包括下述重量份组分：酚醛树脂50‑60份、碳纤维8‑15份、纳米二氧化钛1‑4份、安息香乙醚10‑20份、纳米蒙脱土7‑9份、钛酸四丁酯1.2‑1.4份、苎麻麻骨12‑14份、魔芋溶胶60‑65份、明胶2‑3份、硬脂酸镁1‑2份、乙酰柠檬酸三丁酯13‑15份、2，6‑二叔丁基‑4‑,甲基苯酚1‑1.5份、3‑羟基苯甲酸4‑6份、月桂醇硫酸盐1‑2份、植物皂角苷4‑6份。本发明产品为安全配方生产，可以用来制造食品包装袋等，产品使用时强度大、耐水、耐油，经久耐用，同时有利于实现大规模工业化生产，易于掌握，便于推广，废弃后的产品在富氧及微生物的作用下会自动分解，最终生成二氧化碳和水，生态环保。

Description

一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料
技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体是一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料。
背景技术
近年来，由于废弃塑料难以降解带来的“白色污染”日趋严重，引起了全世界的广泛关注，世界各国陆续出台了限制或禁止使用非降解塑料包装物的相关法规。另一方面，由于制造传统塑料的原料石油是不可再生资源，随着人类的大量使用必将枯竭，因而发展以可再生资源为原料、可降解的环境友好型塑料迫在眉睫。
利用可生物降解的魔芋溶胶材料来制备可降解包装膜已成为世界各国研究的热点。但是魔芋溶胶在提高塑料可降解性能的同时，一方面会造成其物理机械性能的下降，使其加工困难，另一方面还存在亲水性太强，与大部分通用树脂之间的相容性很差，致使制成的薄膜力学性能大幅下降，阻水性能差，从而阻碍了魔芋溶胶塑料在工业化推广过程中的广泛应用。酚醛树脂是一种用途广泛的高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，含有大量的极性基团羟基，毒性很低，分子链结构对称规整，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性以及经特殊处理具有的耐水性，同时还具有一定的生物降解性，在湿环境中有细菌存在的条件下6个月内可以完全分解成水和二氧化碳，是完全生物降解材料，但是降解过程中对降解环境要求较高，使降解速度还是显得相对较慢。
苎麻是极具中国特色的传统纤维作物，我国常年苎麻种植面积达到20万公顷左右，除了苎麻韧皮提取作为纺织产品之外，苎麻麻骨很少被利用。苎麻麻骨利用率低下，处理难等问题一直是各级政府和有关部门普遍关注的问题，也是农民极其关心的问题。苎麻骨作为苎麻产业的规模化生产加工的副产物，是重要的生物资源，其中富含纤维素、半纤维素，其纤维素含量和纤维形态类似阔叶树种，理论上是理想的植物纤维餐具的制备原料，且对其合理高效的开发利用对于提高苎麻综合价值、促进苎麻产业发展都意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，由下述重量份数的组分制备而成：酚醛树脂50-60份、碳纤维8-15份、纳米二氧化钛1-4份、安息香乙醚10-20份、纳米蒙脱土7-9份、钛酸四丁酯1.2-1.4份、苎麻麻骨12-14份、魔芋溶胶60-65份、明胶2-3份、硬脂酸镁1-2份、乙酰柠檬酸三丁酯13-15份、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1-1.5份、3-羟基苯甲酸4-6份、月桂醇硫酸盐1-2份、植物皂角苷4-6份。
作为优选，所述的魔芋溶胶-酚醛树脂共混全降解食品袋，由下述重量份数的组分制备而成：酚醛树脂55份、碳纤维10份、纳米二氧化钛3份、安息香乙醚15份、纳米蒙脱土8份、钛酸四丁酯1.3份、苎麻麻骨13份、魔芋溶胶63份、明胶2份、硬脂酸镁2份、乙酰柠檬酸三丁酯13份、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1份、3-羟基苯甲酸5份、月桂醇硫酸盐1份、植物皂角苷5份。
所述魔芋溶胶-酚醛树脂共混全降解食品袋，由以下具体步骤制成：
(1)将魔芋溶胶与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟(控制水浴温度为30℃，超声功率为100W)，然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入钛酸四丁酯，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
(2)将苎麻麻骨干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，与明胶混合，混合均匀后与硬脂酸镁一同放入捏合机中，控温120℃，捏合15分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
(3)将步骤(1)得到的表面疏水改性的混合粉末与2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤(2)得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的魔芋溶胶母料；
(4)将步骤(3)得到的魔芋溶胶母料、酚醛树脂、乙酰柠檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
本发明的有益效果：本发明产品为安全配方生产，可以用来制造食品包装袋等，产品使用时强度大、耐水、耐油，经久耐用，同时有利于实现大规模工业化生产，易于掌握，便于推广，废弃后的产品在富氧及微生物的作用下会自动分解，最终生成二氧化碳和水，生态环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，称取下述重量组分：酚醛树脂50㎏、碳纤维8㎏、纳米二氧化钛1㎏、安息香乙醚10㎏、纳米蒙脱土7㎏、钛酸四丁酯1.2㎏、苎麻麻骨12㎏、魔芋溶胶60㎏、明胶2㎏、硬脂酸镁1㎏、乙酰柠檬酸三丁酯13㎏、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1㎏、3-羟基苯甲酸4㎏、月桂醇硫酸盐1㎏、植物皂角苷4㎏。
由以下具体步骤制成：
(1)将魔芋溶胶与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟(控制水浴温度为30℃，超声功率为100W)，然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入钛酸四丁酯，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
(2)将苎麻麻骨干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，与明胶混合，混合均匀后与硬脂酸镁一同放入捏合机中，控温120℃，捏合15分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
(3)将步骤(1)得到的表面疏水改性的混合粉末与2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤(2)得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的魔芋溶胶母料；
(4)将步骤(3)得到的魔芋溶胶母料、酚醛树脂、乙酰柠檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
实施例2
一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，称取下述重量的组分：酚醛树脂60㎏、碳纤维15㎏、纳米二氧化钛4㎏、安息香乙醚20㎏、纳米蒙脱土9㎏、钛酸四丁酯1.4㎏、苎麻麻骨14㎏、魔芋溶胶65㎏、明胶3㎏、硬脂酸镁2㎏、乙酰柠檬酸三丁酯15㎏、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1.5㎏、3-羟基苯甲酸6㎏、月桂醇硫酸盐2㎏、植物皂角苷6㎏。
由以下具体步骤制成：
(1)将魔芋溶胶与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟(控制水浴温度为30℃，超声功率为100W)，然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入钛酸四丁酯，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
(2)将苎麻麻骨干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，与明胶混合，混合均匀后与硬脂酸镁一同放入捏合机中，控温120℃，捏合15分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
(3)将步骤(1)得到的表面疏水改性的混合粉末与2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤(2)得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的魔芋溶胶母料；
(4)将步骤(3)得到的魔芋溶胶母料、酚醛树脂、乙酰柠檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
实施例3
一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，称取下述重量的组分：酚醛树脂55㎏、碳纤维10㎏、纳米二氧化钛3㎏、安息香乙醚15㎏、纳米蒙脱土8㎏、钛酸四丁酯1.3㎏、苎麻麻骨13㎏、魔芋溶胶63㎏、明胶2㎏、硬脂酸镁2㎏、乙酰柠檬酸三丁酯13㎏、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1㎏、3-羟基苯甲酸5㎏、月桂醇硫酸盐1㎏、植物皂角苷5㎏。
由以下具体步骤制成：
(1)将魔芋溶胶与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟(控制水浴温度为30℃，超声功率为100W)，然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入钛酸四丁酯，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
(2)将苎麻麻骨干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，与明胶混合，混合均匀后与硬脂酸镁一同放入捏合机中，控温120℃，捏合15分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
(3)将步骤(1)得到的表面疏水改性的混合粉末与2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤(2)得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的魔芋溶胶母料；
(4)将步骤(3)得到的魔芋溶胶母料、酚醛树脂、乙酰柠檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，其特征在于，由下述重量份数的组分制备而成：酚醛树脂50-60份、碳纤维8-15份、纳米二氧化钛1-4份、安息香乙醚10-20份、纳米蒙脱土7-9份、钛酸四丁酯1.2-1.4份、苎麻麻骨12-14份、魔芋溶胶60-65份、明胶2-3份、硬脂酸镁1-2份、乙酰柠檬酸三丁酯13-15份、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1-1.5份、3-羟基苯甲酸4-6份、月桂醇硫酸盐1-2份、植物皂角苷4-6份。
2.如权利要求1所述的一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，其特征在于，由下述重量份数的组分制备而成：酚醛树脂55份、碳纤维10份、纳米二氧化钛3份、安息香乙醚15份、纳米蒙脱土8份、钛酸四丁酯1.3份、苎麻麻骨13份、魔芋溶胶63份、明胶2份、硬脂酸镁2份、乙酰柠檬酸三丁酯13份、纳米二氧化钛4份、2，6-二叔丁基-4-,甲基苯酚1份、3-羟基苯甲酸5份、月桂醇硫酸盐1份、植物皂角苷5份。
3.根据权利要求1所述一种碳纤维-酚醛环氧树脂共混全降解食品包装材料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
(1)将魔芋溶胶与纳米蒙脱土混合均匀后放入烘箱中，在130℃的条件下干燥120分钟后取出，冷却至室温后将混合粉末利用超声振荡30-40分钟(控制水浴温度为30℃，超声功率为100W)，然后将混合粉末转移至搅拌釜中，加入钛酸四丁酯，控制温度为75℃，以1500转/分的速度搅拌15分钟后，继续加入钛酸四丁酯，搅拌15分钟，最后取出放入烘箱，在120℃的条件下干燥60分钟即得表面疏水处理的混合粉末；
(2)将苎麻麻骨干燥后经过粗磨、精磨制成80-100目的粉末，然后放入纳米粉碎机中粉碎成纳米级粉末，与明胶混合，混合均匀后与硬脂酸镁一同放入捏合机中，控温120℃，捏合15分钟，放出冷却，即得苎麻麻骨增强料；
(3)将步骤(1)得到的表面疏水改性的混合粉末与2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合，通过胶体磨机分散60-90分钟，然后加入步骤(2)得到的苎麻麻骨增强料，通过双螺杆造粒机中，控制温度170-180℃的条件下熔融挤出造粒，得到直径为6mm的魔芋溶胶母料；
(4)将步骤(3)得到的魔芋溶胶母料、酚醛树脂、乙酰柠檬酸三丁酯以及其余剩余成分在常温下混合均匀后，加入到单螺杆挤出机中，控制温度在170-180℃的加工温度下进行热熔挤出吹塑成膜，最后定性收卷、包装即得。
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