一种可降解家用电器缓冲包装材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可降解家用电器缓冲包装材料的制备方法，属于缓冲包装材料制备技术领域。本发明专利技术首先将废弃木头用延胡索酸进行浸泡，随后进行腐化处理，腐化完成后再进行暴晒等操作得到微腐木头，并粉碎、过筛得到过筛物，将瓜尔胶与3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵在碱性下进行反应得到阳离子瓜尔胶，随后将过筛物、阳离子瓜尔胶等在高压反应釜内混合后，在一定压力、温度下通入二氧化碳，待饱和后，停止通气，得到物料，将物料置于模具中进行热压、发泡，随后脱模、干燥，得到缓冲包装材料。本发明专利技术以阳离子瓜尔胶为粘结剂，不但可生物降解，并且能够增加缓冲材料的强度，以超临界CO2发泡法制备缓冲包装材料，物理发泡有效的减少了发泡剂对环境的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可降解家用电器缓冲包装材料的制备方法，属于缓冲包装材料制备

技术介绍
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，主要是为了防止家用电器遭受损坏，减小外力的影响所采用的包装材料。泡沫塑料由于其良好的缓冲性能和吸振性能成为近代广泛适用的缓冲材料。泡沫塑料具有重量轻、易加工、保护性能好、适应性广、价廉物美等优势，但是也存在着体积大、废弃物不能自然风化、焚烧处理会产生有害气体等缺点。在环境污染严重、自然资源匮乏的情况下，泡沫塑料对环境的危害引起人们的极大重视。虽然随着科技的发展已经研制出可降解的塑料，但是这种塑料价格昂贵，处理的条件要求严格，且不能完全降解，因此这种可降解塑料的大范围应用受到限制。所以，泡沫塑料将逐渐被其它环保缓冲材料所替代。近些年来，严重的环境污染问题促使人们把目光转移到环保缓冲包装材料的发展上。纸质缓冲包装材料就是其中一类。目前市场上使用较多的纸质缓冲包装材料有瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模塑等。这类材料与塑料泡沫比较，虽然易降解，但重量大，压缩回复性差，成本高。并且，在制造纸浆的过程中会造成大量的水污染，即使使用废纸为原料，也要进行二次处理，产生大量工业废水，造成二次污染。植物纤维类缓冲包装材料是在考虑充分利用自然资源的情况下发展起来的。目前已研制出来的这类材料有：农作物秸秆缓冲包装材料、聚乳酸发泡材料、废纸和淀粉制包装用泡沫填料。用农作物秸秆粉碎物和粘结剂作为原料，经混合、教练反应、发泡、浇铸、烘烤定型、自然干燥等工艺后，即可制成减震缓冲包装材料。这种材料在应力条件下，具有比聚苯乙烯泡沫塑料更好的缓冲性能，而且可降解、原料价廉易得。但是，目前大多数纤维素类缓冲包装材料使用化学发泡剂发泡成型，对环境有一定的负面影响。此外，其抗水性较差也限制了其使用。采用农业废弃物资源为原料，生产植物纤维包装材料具有十分广阔的发展前景，但若对该种植物纤维不进行改性预处理，以改善农业废弃物纤维表面含有较多的硅化物质和矿物质等不利物质，则材料间的相容性和结合性较差，实际的增强作用或基体强度会较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常见的缓冲包装材料中使用的粘结剂为橡胶或其它化学合成类的难降解物质，并且所用的发泡剂也多为化学发泡剂，对环境产生影响的问题，提供了一种可降解家用电器缓冲包装材料，本专利技术首先将废弃木头用延胡索酸进行浸泡，随后置于阴暗潮湿处进行腐化处理，腐化完成后再进行暴晒、双氧水淋洒等操作得到微腐木头，并进行粉碎、过筛得到过筛物，将瓜尔胶与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵在碱性条件下进行反应得到阳离子瓜尔胶，随后将过筛物、阳离子瓜尔胶等在高压反应釜内混合后，在一定压力、温度下通入二氧化碳，待饱和后，停止通气，得到物料，将物料置于模具中进行热压、发泡，随后脱模、干燥，得到缓冲包装材料。本专利技术以阳离子瓜尔胶为粘结剂，不但可生物降解，并且能够增加缓冲材料的强度，通过超临界二氧化碳发泡法制备缓冲包装材料，物理发泡有效的减少了发泡剂对环境的影响，本专利技术制备的缓冲材料不仅质量轻，易加工，可生物降解，缓冲性能好，而且原料丰富，成本低廉，绿色环保，并且抗菌性、耐水性能好。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）称取3～4kg废弃木头加入到容器中，再加入2～3L质量分数为20～30%延胡索酸，浸泡12～14h，将木头取出，并置于通风处晾干，随后放置在阴暗潮湿处腐化处理20～30天，同时控制湿度为75～85%，温度为25～30℃，每隔3～5天在木头表面淋洒400～500mL沼气液，使木头表面长满霉菌和苔藓；（2）待腐化处理完成后，将腐化后的木头置于阳光下暴晒3～5天，随后再连续用质量分数为10%双氧水淋洒2～3次，每次双氧水用量为700～800mL，时间间隔为2～3h，得到微腐木头，并将微腐木头置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到过筛物，备用；（3）称取20～30g瓜尔胶加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，并置于水浴锅中，升温至80～90℃，再加入100～200mL无水乙醇，搅拌10～20min，随后再加入质量分数为20%氢氧化钠乙醇溶液调节pH为8.3～8.5，再以1～3mL/min向烧瓶中滴加20～30mL3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌反应2～3h，反应结束，过滤，收集过滤物，得到阳离子瓜尔胶；（4）按重量份数计，称取50～60份步骤（2）备用的过筛物、8～12份上述阳离子瓜尔胶、80～100份去离子水、3～5份十二烷基硫酸钠、6～8份纳米氧化硅、3～5份邻苯二甲酸二辛酯、5～8份甲基硅酸和8～12份纳米纤维素晶须，加入到高压反应釜中，在120～130℃、20～30MPa下边搅拌边以300～400mL/min通入二氧化碳气体，搅拌40～50min，停止通入气体，得到物料；（5）将上述物料加入到模具中，再将模具放入0.2～0.4MPa、150～160℃热压机中热压20～30min，随后将模具取出，并自然冷却至室温后脱模，得到半成品，将半成品置于烘箱中，在80～90℃下干燥1～2h，得到缓冲包装材料。将本专利技术制备的缓冲包装材料，切割成上、下底面积均为3×3～5×5cm，厚度为60～80mm规格的长方体检测，检测得材料的回弹率为85.3～95.2%，材料的拉伸强度为23.6～30.2MPa，，密度为0.15～0.28g/cm3，将其在室内放置6～8个月，未出现任何变化，将其放置在室外土壤表面，3个月后颜色发生变化，5～6个月后被降解完全。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的缓冲包装材料除具有原有植物纤维发泡包装材料可降解、可回收、缓冲防震性能好等优点外，还具有耐水性强、机械强度高、经久耐用等优点，应用前景广阔；（2）以阳离子瓜尔胶为粘结剂，不但可生物降解，并且能够增加缓冲材料的强度，通过超临界二氧化碳发泡法制备缓冲包装材料，物理发泡有效的减少了发泡剂对环境的影响；（3）本专利技术主制备步骤简单，所需成本低。具体实施方式首先称取3～4kg废弃木头加入到容器中，再加入2～3L质量分数为20～30%延胡索酸，浸泡12～14h，将木头取出，并置于通风处晾干，随后放置在阴暗潮湿处腐化处理20～30天，同时控制湿度为75～85%，温度为25～30℃，每隔3～5天在木头表面淋洒400～500mL沼气液，使木头表面长满霉菌和苔藓；待腐化处理完成后，将腐化后的木头置于阳光下暴晒3～5天，随后再连续用质量分数为10%双氧水淋洒2～3次，每次双氧水用量为700～800mL，时间间隔为2～3h，得到微腐木头，并将微腐木头置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到过筛物，备用；称取20～30g瓜尔胶加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，并置于水浴锅中，升温至80～90℃，再加入100～200mL无水乙醇，搅拌10～20min，随后再加入质量分数为20%氢氧化钠乙醇溶液调节pH为8.3～8.5，再以1～3mL/min向烧瓶中滴加20～30mL3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌反应2～3h，反应结束，过滤，收集过滤物，得到阳离子瓜尔胶；按重量份数计，称取50～60份备用的过筛物、8～12份上述阳离子瓜尔胶、80～100份去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解家用电器缓冲包装材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取3～4kg废弃木头加入到容器中，再加入2～3L质量分数为20～30%延胡索酸，浸泡12～14h，将木头取出，并置于通风处晾干，随后放置在阴暗潮湿处腐化处理20～30天，同时控制湿度为75～85%，温度为25～30℃，每隔3～5天在木头表面淋洒400～500mL沼气液，使木头表面长满霉菌和苔藓；（2）待腐化处理完成后，将腐化后的木头置于阳光下暴晒3～5天，随后再连续用质量分数为10%双氧水淋洒2～3次，每次双氧水用量为700～800mL，时间间隔为2～3h，得到微腐木头，并将微腐木头置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到过筛物，备用；（3）称取20～30g瓜尔胶加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，并置于水浴锅中，升温至80～90℃，再加入100～200mL无水乙醇，搅拌10～20min，随后再加入质量分数为20%氢氧化钠乙醇溶液调节pH为8.3～8.5，再以1～3mL/min向烧瓶中滴加20～30mL3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵，搅拌反应2～3h，反应结束，过滤，收集过滤物，得到阳离子瓜尔胶；（4）按重量份数计，称取50～60份步骤（2）备用的过筛物、8～12份上述阳离子瓜尔胶、80～100份去离子水、3～5份十二烷基硫酸钠、6～8份纳米氧化硅、3～5份邻苯二甲酸二辛酯、5～8份甲基硅酸和8～12份纳米纤维素晶须，加入到高压反应釜中，在120～130℃、20～30MPa下边搅拌边以300～400mL/min通入二氧化碳气体，搅拌40～50min，停止通入气体，得到物料；（5）将上述物料加入到模具中，再将模具放入0.2～0.4MPa、150～160℃热压机中热压20～30min，随后将模具取出，并自然冷却至室温后脱模，得到半成品，将半成品置于烘箱中，在80～90℃下干燥1～2h，得到缓冲包装材料。...

【技术特征摘要】
1.一种可降解家用电器缓冲包装材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取3～4kg废弃木头加入到容器中，再加入2～3L质量分数为20～30%延胡索酸，浸泡12～14h，将木头取出，并置于通风处晾干，随后放置在阴暗潮湿处腐化处理20～30天，同时控制湿度为75～85%，温度为25～30℃，每隔3～5天在木头表面淋洒400～500mL沼气液，使木头表面长满霉菌和苔藓；（2）待腐化处理完成后，将腐化后的木头置于阳光下暴晒3～5天，随后再连续用质量分数为10%双氧水淋洒2～3次，每次双氧水用量为700～800mL，时间间隔为2～3h，得到微腐木头，并将微腐木头置于粉碎机中进行粉碎，过100～200目筛，得到过筛物，备用；（3）称取20～30g瓜尔胶加入到带有温度计和回流装置的三口烧瓶中，并置于水浴锅中，升温至80～90℃，再加入100～200mL无水乙醇，搅拌10～20min，随后再加入质量分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽花，孟中立，
申请(专利权)人：常州市鼎日环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32