CN110331624A - 一种颗粒填料纸浆模塑制品的材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纸浆模塑包装制品领域，尤其涉及一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法。其利用植物纤维、生物质颗粒、施胶剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、增塑剂、消泡剂和水适量混合均匀，然后通过模具吸附、真空抽滤、模压成型、烘干或自然晾干、热压整型和裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。本发明制备的纸浆模塑制品可以减少植物纤维用量最多达60%，制品的物理强度高于现在普通纸浆模塑制品，可以减少林木资源的使用，更加经济环保，使用后可复用或自然降解重归于土壤。

Description

一种颗粒填料纸浆模塑制品的材料及制备方法
技术领域
本发明涉及纸浆模塑包装制品领域，尤其涉及一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法。
背景技术
近年来，环保深入人心，林木资源短缺，纸浆价格不稳定，开发新型物质替代纤维收到越来越多的关注。
随着我国社会经济和城市化的高速发展，污水及污泥产量及其数量在不断增长，然而如何更好地使其达到“四化”相关方法还不完善。因此，将污泥高效、有效处理处置及妥善资源化利用处理后污泥是目前政府、行业和人民的关注重点。
纸浆模塑制品作为纸制品包装材料，由于其原材料来源广泛、成本低廉、供应充足等特点，绿色环保，可回收利用，具有良好的保护性能和缓冲性能，可降低运输费用和成本费，近些年来广泛应用于各种产品包装。
发明内容
本发明主要涉及一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法，本发明的目的在于利用一种颗粒填料制备新型使用后可复用或自然降解重归于土壤的纸浆模塑制品，减少植物纤维用量，制品的物理强度高于现在普通纸浆模塑制品，可以减少林木资源的使用，更加经济环保。
本发明的技术方案是：
一种颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于，
材料以重量为单位，其中包括植物纤维40~98份、生物质颗粒1~58份、施胶剂0.1~3份、增强剂0.1~1份、分散剂0.1~1份、助留助滤剂0.01~0.3份、增塑剂0. 1~0.3份、消泡剂0~0.03份。
对上述方案的进一步改进，所述植物纤维为木纤维、果渣纤维、秸秆纤维、废纸纤维、二次植物纤维中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述生物质颗粒为经热化学法、湿式氧化法或厌氧消化法处理后形成的全灭活、全杀菌的无害化市政污泥、造纸污泥、化工污泥、工业污泥、医药污泥、印染污泥、油泥、河道淤泥、制药残渣、酒糟中的一种或两种以上的组合，颗粒的粒径<100μm。
对上述方案的进一步改进，所述施胶剂包括淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增强剂包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述分散剂包括羧甲基纤维素类、聚氧化乙烯、焦磷酸钾、聚羧酸钠盐、六甲基磷酸钠、脂肪醇聚氧化乙烯醚甲基硅烷中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述助留助滤剂包括聚丙烯酰胺系列、壳聚糖系列、硫酸铝、聚乙烯亚胺中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增塑剂包括脂肪甘油、环氧大豆油、硬脂酸异辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上的组合。
一种颗粒填料纸浆模塑制品的制备方法，包括如下步骤，
步骤（1）、将纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）、向预处理后的纤维浆料中添加生物质颗粒、施胶剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、消泡剂，并在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浆料；
步骤（3）、通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）、将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）、经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
有益效果
将颗粒填料替代部分纤维制成新型纸浆模塑，制备的纸浆模塑制品可以减少植物纤维用量最多可达60%，制品的物理强度高于现在普通纸浆模塑制品，可以减少林木资源的使用，更加经济环保，使用后可复用或自然降解重归于土壤。
新型生物质纸浆模塑有利于提升废纸和该颗粒填料的资源价值，提高颗粒填料的附加值，具有社会性、经济型、艺术性、低污染、工艺简单等优势，不仅开辟了颗粒填料利用的新途径，减轻了环境污染，而且可以降低纸浆模塑制品的生产成本，促进废弃资源向高附加值的产品转化，加快我国造纸工业和材料工业的发展，具有较大的经济、社会和环境效益，有利于促进资源循环型社会的构建。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明；
一种颗粒填料纸浆模塑制品的材料，所述材料以重量为单位，包括植物纤维40~98份、生物质颗粒1~58份、施胶剂0.1~3份、增强剂0.1~1份、分散剂0.1~1份、助留助滤剂0.01~0.3份、增塑剂0. 1~0.3份、消泡剂0~0.03份，在本申请中，上述干料材料的总份数可以控制在100份。
对上述方案的进一步改进，所述植物纤维为木纤维、果渣纤维、秸秆纤维、废纸纤维、二次植物纤维中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述生物质颗粒为经热化学法、湿式氧化法、厌氧消化法等处理后全灭活、全杀菌的无害化市政污泥、造纸污泥、化工污泥、工业污泥、医药污泥、印染污泥、油泥、河道淤泥、制药残渣、酒糟中的一种或两种以上的组合，颗粒的粒径<100μm。
对上述方案的进一步改进，所述施胶剂包括淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增强剂包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述分散剂包括羧甲基纤维素类、聚氧化乙烯、焦磷酸钾、聚羧酸钠盐、六甲基磷酸钠、脂肪醇聚氧化乙烯醚甲基硅烷中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述助留助滤剂包括聚丙烯酰胺系列、壳聚糖系列、硫酸铝、聚乙烯亚胺中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述增塑剂包括脂肪甘油、环氧大豆油、硬脂酸异辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的组合。
对上述方案的进一步改进，所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上的组合。
一种颗粒填料纸浆模塑制品的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、将纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）、向预处理后的纤维浆料中添加生物质颗粒、施胶剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、消泡剂，并在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浆料；
步骤（3）、通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）、将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）、经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
对上述方案的进一步改进，所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上。
实施例1：
一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法，包括以下步骤：
步骤（1）、将98份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）、向预处理后的纤维浆料中添加1份经湿式氧化法处理后的市政污泥、0.7份烷基烯酮二聚体、0.08份丙烯腈、0.15份聚氧化乙烯、0.01份聚乙烯亚胺、0.06份硬脂酸异辛酯，在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浆料；
此处所述增强剂包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
步骤（3）、通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）、将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）、经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
此处的施胶剂选的是烷基烯酮二聚，采用淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合也能达到相同的效果，不一一列举；
同理，对于增强剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、消泡剂本实施例中仅列举一种，对于其两种或以上的组合也都能达到相应的效果，此处不一一穷举。
实施例2
一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法，包括以下步骤：
步骤（1）将38份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）向预处理后的纤维浆料中添加58份经湿式氧化法处理后的市政污泥、2.1份松香胶、0.8份聚乙烯醇、0.7份羧甲基纤维素钠、0.18份壳聚糖、0.2份环氧大豆、0.02份有机硅消泡剂，在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浓度为5%浆料；步骤（3）通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
此处的施胶剂选的是松香胶，采用淀粉及其改性化合物系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合也能达到相同的效果，不一一列举；
实施例3
一种颗粒填料制备新型纸浆模塑制品的方法，包括以下步骤：
步骤（1）、将62份二次纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）、向预处理后的纤维浆料中添加36份经湿式氧化法处理后的市政污泥、1份烷基烯酮二聚体、0.5份丙烯腈、0.2份聚氧化乙烯、0.1份聚乙烯亚胺、0.2份硬脂酸异辛酯，在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浓度为2%浆料；
此处的施胶剂选的是烷基烯酮二聚体，采用淀粉及其改性化合物系列、铝化合物类、松香胶、苯乙烯类、丙烯酸酯类、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯—马来酸酐共聚物、丙烯酸酯—马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合也能达到相同的效果，不一一列举；
步骤（3）、通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）、将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）、经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于，
材料以重量为单位，其中包括植物纤维40~98份、生物质颗粒1~58份、施胶剂0.1~3份、增强剂0.1~1份、分散剂0.1~1份、助留助滤剂0.01~0.3份、增塑剂0. 1~0.3份、消泡剂0~0.03份。
2.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述植物纤维为木纤维、果渣纤维、秸秆纤维、废纸纤维、二次植物纤维中的一种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述生物质颗粒为经热化学法、湿式氧化法或厌氧消化法处理后形成的全灭活、全杀菌的无害化市政污泥、造纸污泥、化工污泥、工业污泥、医药污泥、印染污泥、油泥、河道淤泥、制药残渣、酒糟中的一种或两种以上的组合，颗粒的粒径<100μm。
4.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述施胶剂包括淀粉及其改性化合物系列、松香胶系列、铝化合物类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、烷基烯酮二聚体、链烯基琥珀酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯酸酯-马来酸酐共聚物中的一种或两种以上的组合。
5.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述增强剂包括聚乙烯醇、丙烯腈、丙烯酸、瓜尔胶、聚酰胺环氧氯丙烷、纤维素类、聚胺类、树脂类、双醛淀粉中的一种或两种以上的组合。
6.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述分散剂包括羧甲基纤维素类、聚氧化乙烯、焦磷酸钾、聚羧酸钠盐、六甲基磷酸钠、脂肪醇聚氧化乙烯醚甲基硅烷中的一种或两种以上的组合。
7.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述助留助滤剂包括聚丙烯酰胺系列、壳聚糖系列、硫酸铝、聚乙烯亚胺中的一种或两种以上的组合。
8.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述增塑剂包括脂肪甘油、环氧大豆油、硬脂酸异辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、偏苯三酸三辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的组合。
9.如权利要求1所述颗粒填料纸浆模塑制品的材料，其特征在于：
所述消泡剂为脂肪酸酰胺类、有机硅类、聚醚类、醇类中的一种或两种以上的组合。
10.一种颗粒填料纸浆模塑制品的制备方法，其特征在于：
步骤（1）、将纤维进行浸泡、破碎、洗涤制得纤维浆料；
步骤（2）、向预处理后的纤维浆料中添加生物质颗粒、施胶剂、增强剂、分散剂、助留助滤剂、消泡剂，并在搅拌或气爆下混合，使浆料均匀，制得浆料；
步骤（3）、通过模具吸附浆料，再通过真空抽滤、模压成型制得生物质纸浆模塑湿坯；
步骤（4）、将纸浆模塑湿坯进行烘干或自然晾干；
步骤（5）、经热压整型、裁切等工艺制成含水率为8~12%模塑制品。
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