CN108342094A - 一种缓冲包装材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种缓冲包装材料的制备方法。本发明以椰子壳作为基础材料，通过盐酸及超声处理，提高其中的孔隙度，再通过蒸汽爆破，椰子壳中的纤维断裂，随后再将其与淀粉剂及阿拉伯胶进行混合，在使用丙交酯进行包裹，通过催化剂及添加剂的作用，使纤维、淀粉剂阿拉伯胶进行交联，通过发泡剂进行发泡，增加材料的孔隙率，并且形成的氨气促进反应，提供缓冲材料在降解后对土壤的营养成分的提高，丙交酯进行聚合对材料进行包裹，填充孔隙，进一步提高包装材料的压缩率，随后在乙二醇、羟乙基乙二胺的作用下，使缓冲包装材料浸泡其中，可以完全充分的膨胀，有效解决了目前缓冲包装材料降解能力差，易造成环境污染的问题。

Description

一种缓冲包装材料的制备方法
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种缓冲包装材料的制备方法。
背景技术
我国许多电子产品、家用电器、机械产品和仪器仪表等的包装，都在大量使用聚苯乙烯类泡沫塑料作为缓冲衬垫材料，其次是纸浆模塑产品。聚苯乙烯类泡沫塑料，存在体积大，回收困难，再生费用高，废弃物不能自然降解，焚烧处理会污染环境等弊病。在制造过程中，经常使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。
缓冲包装材料又称为防震包装材料，在包装材料中占有重要的地位，主要是为了防止产品遭受损坏，减小外力的影响所采用的包装材料。随着经济和科技的飞速发展，电子产业也得到了巨大的进步，产量也达到了空前的巨大，而目前用于电子产品的缓冲包装材料主要为发泡聚苯乙烯，但是聚苯乙烯降解能力非常差，会造成严重的环境污染，如果对其进行回收，则需要耗费大量的人力物力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前缓冲包装材料降解能力差，易造成环境污染的问题，本发明提供了一种缓冲包装材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种缓冲包装材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与盐酸按质量比1:6进行混合，在80～90℃下进行超声震荡，取出椰子壳，干燥，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按质量比1:4～5，将过筛颗粒与双氧水放入蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取100～110份乙醇溶液、90～95份水、70～80份乙二醇、40～45份滤渣、25～30份丙交酯、18～23份阿拉伯胶、13～19份淀粉、4～6份发泡剂、2～5份羟乙基乙二胺、1～2份催化剂及1～3份添加剂；
（3）首先将乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在90～95℃下搅拌，再加入丙交酯、催化剂，搅拌10～15min后升温至170～180℃，加热4～7h，冷却至室温，静置；
（4）在静置结束后加入水，在20～25℃下搅拌2～4h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在60～70℃下混合；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至80～90℃，搅拌7～9h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
所述催化剂为二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
所述添加剂为京尼平。
所述发泡剂为碳酸氢铵、碳酸铵中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以椰子壳作为基础材料，利用其力学强度高，可降解性，并且具有丰富的交错性结构，通过盐酸及超声处理，提高其中的孔隙度，再通过蒸汽爆破，降低椰子壳中纤维的结晶度，使其疏松，提高缓冲能力，并且椰子壳中的纤维断裂，提高活性，随后再将其与淀粉剂及阿拉伯胶进行混合，在使用丙交酯进行包裹，通过催化剂及添加剂的作用，使纤维、淀粉剂阿拉伯胶进行交联，形成网状结构，进一步增加了缓冲包装材料的回弹率，同时通过发泡剂进行发泡，增加材料的孔隙率，并且形成的氨气促进反应，提供缓冲材料在降解后对土壤的营养成分的提高，而且丙交酯进行聚合对材料进行包裹，填充孔隙，进一步提高包装材料的压缩率，随后在乙二醇、羟乙基乙二胺的作用下，使缓冲包装材料浸泡其中，可以完全充分的膨胀，进一步增加缓冲包装材料的性能。
具体实施方式
催化剂的配置为将二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
添加剂的选择为京尼平。
发泡剂的选择为碳酸氢铵、碳酸铵中的任意一种。
一种缓冲包装材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与0.6mol/L盐酸按质量比1:6进行混合，在80～90℃下进行超声震荡40min，取出椰子壳，干燥，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，按质量比1:4～5，将过筛颗粒与1.2mol/L双氧水放入蒸汽爆破装置中，设定压力为1.8～2.3MPa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取100～110份2.2mol/L乙醇溶液、90～95份水、70～80份乙二醇、40～45份滤渣、25～30份丙交酯、18～23份阿拉伯胶、13～19份淀粉、4～6份发泡剂、2～5份羟乙基乙二胺、1～2份催化剂及1～3份添加剂；
（3）首先将2.2mol/L乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在90～95℃下搅拌1h，再加入丙交酯、催化剂，搅拌10～15min后升温至170～180℃，加热4～7h，冷却至室温，静置70min；
（4）在静置结束后加入水，在20～25℃下搅拌2～4h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在60～70℃下以300r/min搅拌混合45min；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至80～90℃，以800r/min搅拌7～9h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
实施例1
催化剂的配置为将二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
添加剂的选择为京尼平。
发泡剂的选择为碳酸氢铵。
一种缓冲包装材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与0.6mol/L盐酸按质量比1:6进行混合，在90℃下进行超声震荡40min，取出椰子壳，干燥，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，按质量比1:5，将过筛颗粒与1.2mol/L双氧水放入蒸汽爆破装置中，设定压力为2.3MPa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取110份2.2mol/L乙醇溶液、95份水、80份乙二醇、45份滤渣、30份丙交酯、23份阿拉伯胶、19份淀粉、6份发泡剂、5份羟乙基乙二胺、2份催化剂及3份添加剂；
（3）首先将2.2mol/L乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在95℃下搅拌1h，再加入丙交酯、催化剂，搅拌15min后升温至180℃，加热7h，冷却至室温，静置70min；
（4）在静置结束后加入水，在25℃下搅拌4h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在70℃下以300r/min搅拌混合45min；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至90℃，以800r/min搅拌9h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
实施例2
催化剂的配置为将二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
添加剂的选择为京尼平。
发泡剂的选择为碳酸铵。
一种缓冲包装材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与0.6mol/L盐酸按质量比1:6进行混合，在85℃下进行超声震荡40min，取出椰子壳，干燥，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，按质量比1:4，将过筛颗粒与1.2mol/L双氧水放入蒸汽爆破装置中，设定压力为2.0MPa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取105份2.2mol/L乙醇溶液、93份水、75份乙二醇、43份滤渣、28份丙交酯、21份阿拉伯胶、15份淀粉、5份发泡剂、4份羟乙基乙二胺、1.5份催化剂及2份添加剂；
（3）首先将2.2mol/L乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在93℃下搅拌1h，再加入丙交酯、催化剂，搅拌13min后升温至175℃，加热6h，冷却至室温，静置70min；
（4）在静置结束后加入水，在23℃下搅拌3h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在65℃下以300r/min搅拌混合45min；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至85℃，以800r/min搅拌8h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
实施例3
催化剂的配置为将二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
添加剂的选择为京尼平。
发泡剂的选择为碳酸氢铵。
一种缓冲包装材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与0.6mol/L盐酸按质量比1:6进行混合，在80℃下进行超声震荡40min，取出椰子壳，干燥，粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，按质量比1:4，将过筛颗粒与1.2mol/L双氧水放入蒸汽爆破装置中，设定压力为1.8MPa，维持压力1min，进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取100份2.2mol/L乙醇溶液、90份水、70份乙二醇、40份滤渣、25份丙交酯、18份阿拉伯胶、13份淀粉、4份发泡剂、2份羟乙基乙二胺、1份催化剂及1份添加剂；
（3）首先将2.2mol/L乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在90℃下搅拌1h，再加入丙交酯、催化剂，搅拌10min后升温至170℃，加热4h，冷却至室温，静置70min；
（4）在静置结束后加入水，在20℃下搅拌2h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在60℃下以300r/min搅拌混合45min；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至80℃，以800r/min搅拌7h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
对比例
市售缓冲包装材料。
缓冲材料的密度测试：参照GB6343-2009的方法进行测试。
静态压缩的测试：：参照GB8168-2008的方法进行测试。
回弹率的测试：抗压试验机以12mm/min的速率沿试样厚度方向进行加载，待变形50％时，保持压力3分钟，卸载。放置10s后测其厚度。重复压缩3次，其间隔为1min，计算每次的回弹率。
检测性能如表1。
表1
密度（g/cm3） 压缩应变（％） 回弹率（％）
实施例1 0.011 86 93
实施例2 0.009 90 95
实施例3 0.016 88 91
对比例 0.21～0.26 87 90
可降解性：将实施例1～3制备的材料及对比例中的材料在室内放置4个月，未出现任何变化，再将其放置在室外土壤表面，3个月观察，实施例1～3制备的材料发生变化，对比例的材料无变化，实施例1～3制备的材料在5个月后观察，降解充分，对比例中的材料未被降解，仅颜色发生变化。

Claims (4)

1.一种缓冲包装材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将椰子壳与盐酸按质量比1:6进行混合，在80～90℃下进行超声震荡，取出椰子壳，干燥，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，按质量比1:4～5，将过筛颗粒与双氧水放入蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，收集爆破物；
（2）将爆破物进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取100～110份乙醇溶液、90～95份水、70～80份乙二醇、40～45份滤渣、25～30份丙交酯、18～23份阿拉伯胶、13～19份淀粉、4～6份发泡剂、2～5份羟乙基乙二胺、1～2份催化剂及1～3份添加剂；
（3）首先将乙醇溶液、滤渣、淀粉及阿拉伯胶放入反应器中，在90～95℃下搅拌，再加入丙交酯、催化剂，搅拌10～15min后升温至170～180℃，加热4～7h，冷却至室温，静置；
（4）在静置结束后加入水，在20～25℃下搅拌2～4h，收集反应器中的物质，并过滤，收集过滤物，将过滤物、乙二醇及羟乙基乙二胺放入反应釜中，使用氮气保护，在60～70℃下混合；
（5）待混合结束后冷却至室温，加入发泡剂及添加剂，搅拌20min，再升温至80～90℃，搅拌7～9h，收集搅拌混合物，并进行冷冻干燥，收集干燥物，即得缓冲包装材料。
2.根据权利要求1所述缓冲包装材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为二氧化钛及氧化亚锡按质量比5:1混合而成。
3.根据权利要求1所述缓冲包装材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂为京尼平。
4.根据权利要求1所述缓冲包装材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为碳酸氢铵、碳酸铵中的任意一种。
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陈玉芬: "《植物纤维发泡缓冲材料的制备及其性能研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

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