本发明专利技术公开一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料及其制备方法，该材料由主料：回收纸纤维25-35份、SiO2气凝胶粉末4-8份、聚氨酯热塑性弹性体25-35份、明胶12-20份、乙烯丙烯酸共聚物15-25份、相容剂PE-g-MAH2-4份和辅料：抗氧剂1-2份、阻燃剂5-8份和加工助剂2-4份制备而成，所采用的材料均为可降解材料，绿色环保。该材料挤出成型，工艺简单。本发明专利技术的以热塑性弹性体和纤维为主的复合材料具有优良的弹性和强度，而且由于明胶的存在具有一定的发泡效果，配合SiO2气凝胶粉末，能得到良好的阻隔作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种以回收纸纸纤维为主要原料的具有良好的弹性及其一定阻隔性的复合材料及其制备方法。
技术介绍
塑料材料虽然具有优异的性能，且可通过结构设计实现不同的功能，但塑料材料无法降解，且来源于非可再生资源，故寻找可降解材料来作为替代是目前急需发展的技术课题。尤其是针对非高强度材料领域，其实现的可能性较大。如近20年开发的可降解材料中，典型的可降解材料如淀粉、聚乳酸和纤维类等。每种可降解材料均有其特点。如淀粉来源最广泛，也最廉价，可运用于多领域，如材料、膜等。但淀粉力学性能较弱，全淀粉类材料强度很差，而与塑料配合使用则容易出现加工困难和相容性的问题。 聚乳酸材料是近二十年来出现的新型可降解材料，聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。其性质类似于聚苯乙烯，强度大，但较脆，容易在冲击中断裂，增韧是其使用的前提。同时，聚乳酸材料价格较高，无法满足低端产品的需要。 除此以外，各种纤维材料，生物质蛋白等也均被用各种材料，被作为塑料材料的替代品。 但目前大多数工业生产可降解材料均为硬质材料，且大部分材料均在于研究材料的强度或者综合力学性能。而软质具有弹性的工业生产可降解材料研究较少。虽然很多生物质材料如各种蛋白、胶体本身即拥有较好的弹性，但其成本较高，且强度普遍较低，作为工业用途材料则存在明显不足。 在可降解材料中，纤维类材料本身具有良好的强度，尤其是纳米纤维素，其单一纳米纤维的强度超过钢铁强度。而在不同的复合材料中，纤维素往往也作为填充材料或骨架材料而存在。但在目前的市场中，有一种更加廉价的材料即纸板材料。随着当今商品流通范围的扩大，尤其是电子商务的普及，大量的商品均通过纸板包装来进行运输，而使用完毕后往往是进行丢弃自然降解，虽未对环境造成破坏，却造成了大量资源的浪费，基于纸板本身即为纤维，如可充分利用，将极大的减少了资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了克服现有可降解材料的韧性差和成本较高的缺陷，提供一种由废纸纤维、明胶、热塑性弹性体为主要原料制备的，具有良好的弹性、力学性能及阻隔性的可降解复合材料及其制备方法。 本专利技术提出，该复合材料包括下列质量比例的主料:回收纸纤维25-35份、S12气凝胶粉末4-8份、聚氨酯热塑性弹性体25-35份、明胶12-20份、乙烯丙烯酸共聚物15-25份、相容剂PE-g-MAH 2_4份，还包括下列质量比例的辅料:抗氧剂1-2份、阻燃剂5-8份和加工助剂2-4份。 该复合材料的制备方法如下:(O回收纸纤维的制备及预处理:(1.1)将回收纸板去除表面杂质后放入水力碎浆机，依浆料浓度为10-15wt%的条件进行水力碎浆；(1.2)将浆料进行离心脱水或手动脱水去除水分，得到含水率为60?70wt%的回收纸纤维原料；(1.3)将回收纸纤维原料投入浓度为10-20wt%的盐酸和草酸混合酸溶液中，在40-60°C下浸泡3-5小时，其中盐酸与草酸的比例为3:1 ;(1.4)将投入盐酸和草酸混合酸溶液中的回收纸纤维原料进行机械脱水，并用清水洗涤三次，然后投入浓度为10-15wt%氢氧化钠水溶液中，浸泡3-5小时；(2)材料预处理:将明胶粉末、乙烯丙烯酸共聚物、相容剂PE-g-MAH投入乙醇中，在室温下搅拌10分钟后，于50° C下干燥2-4小时；(3)共混挤出:(3.1)将上述步骤(I)中预处理后的纸纤维及上述步骤(2)中预处理后的明胶粉末、乙烯丙烯酸共聚物与S12气凝胶粉末、聚氨酯热塑性弹性体、抗氧剂、阻燃剂、加工助剂在50°C下充分干燥6-8小时，然后按一定比例加入高速共混机于60° C下共混5-10分钟，共混速度为200转/分钟；(3.2)将高速共混机中的混合物取出，并投入双螺杆挤出机中熔融共混后挤出，挤出温度为170-190° C，停留时间为2-3分钟，螺杆转速为250转/分钟，然后冷却、造粒，形成具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合粒子。 优选地，所述明胶为工业明胶颗粒，其粒径为0.5-1.5mm。 [0011 ] 优选地，该明胶为工业骨明胶颗粒。 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076或抗氧剂264中的一种或几种任意比例的混合。 优选地，所述阻燃剂为氮、磷类化学膨胀型阻燃剂，如采用磷酸铵盐、脲醛树脂及季戊四醇配合作为阻燃剂使用。 优选地，所述加工助剂为ACR-201加工助剂、ACR-301加工助剂、ACR-401加工助剂中的一种或几种任意比例的混合。 优选地，所述回收纸纤维来自于蜂窝纸板、瓦楞纸板及其边角料和废料，是利用生活废纸制备，能够大大节省材料，变废为宝。 优选地，所述S12气凝胶粉末为将S12气凝胶破碎形成的粉末。 气凝胶为当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，其孔隙率达88-99%之间。S i O 2气凝胶是一种由S12构成的气凝胶，其具有良好的阻隔性与隔热性。其制备方式多样，且均为成熟工艺。如采用专利CN102951650A公开的一种通过硅醇盐制备S12气凝胶的方法，CN103435055A公开的一种常压下制备低密度二氧化娃气凝胶的方法等。 优选的，所述S12气凝胶的孔径介于10_300nm之间，S12气凝胶粉末的粒径介于100-1000微米之间。 优选地，所述乙烯丙烯酸共聚物可选择牌号杜邦EAA2022，EAA2014或陶氏EAA6100, EAA5990。 所述相容剂PE-g-MAH可自行合成，合成方法可参考中国专利CN1392169A，也可采用购买现有产品，如南京塑泰产品ST-6型号的PE-g-MAH或上海剑桥塑料的PE-g-MAH产品O 本专利技术的有益效果为:本专利技术的具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料由废纸纤维、明胶、热塑性弹性体为主要原料制备而成，原料廉价，制作工艺简单，成本低。而且制备过程中使用的材料均为可降解材料，环保性强；回收纸纤维是利用生活废纸制备，能够大大节省材料，变废为宝。 以热塑性弹性体和纤维为主的复合材料具有优良的弹性和强度，而且由于明胶的存在具有一定的发泡效果，配合S12气凝胶粉末，能得到良好的阻隔作用。 【附图说明】 图1为本专利技术的具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料的制备方法的流程示意图。 本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 【具体实施方式】 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 参照图1，提出本专利技术的实施例一:本专利技术的具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料以回收纸纤维、S12气凝胶粉末、聚氨酯热塑性弹性体、明胶、乙烯丙烯酸共聚物、相容剂PE-g-MAH为主料，以抗氧剂、阻燃剂、加工助剂为辅料制备而成，所采用的材料均为可降解材料，绿色环保。其中各原料的质量分别为:回收纸纤维2.6kg，S12气凝胶粉末0.5kg，聚氨酯热塑性弹性体2.6kg，明胶1.3kg，乙烯丙烯酸共聚物1.73kg，相容剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料，其特征在于，包括下列质量比例的主料：回收纸纤维25‑35份、SiO2气凝胶粉末4‑8份、聚氨酯热塑性弹性体25‑35份、明胶12‑20份、乙烯丙烯酸共聚物15‑25份、相容剂PE‑g‑MAH 2‑4份，还包括下列质量比例的辅料：抗氧剂1‑2份、阻燃剂5‑8份和加工助剂2‑4份。
【技术特征摘要】
1.一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料，其特征在于，包括下列质量比例的主料:回收纸纤维25-35份、3102气凝胶粉末4-8份、聚氨酯热塑性弹性体25-35份、明胶12-20份、乙烯丙烯酸共聚物15-25份、相容剂2-4份，还包括下列质量比例的辅料:抗氧剂1-2份、阻燃剂5-8份和加工助剂2-4份。2.根据权利要求1所述的一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料，其特征在于，所述明胶为工业明胶颗粒，其粒径为0.5-1.3.根据权利要求1所述的一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076或抗氧剂264中的一种或几种任意比例的混合；所述阻燃剂为氮、磷类化学膨胀型阻燃剂；所述加工助剂为八(^-201加工助剂、八0^-301加工助剂、^-401加工助剂中的一种或几种任意比例的混合；所述回收纸纤维来自于蜂窝纸板和/或瓦楞纸板。4.一种具有弹性和阻隔性的回收纸板纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)回收纸纤维的制备及预处理: (1.1)将回收纸板去除表面杂质后放入水力碎浆机，依浆料浓度为10-15被％的条件进行水力碎浆； (1.2)将浆料进行离心脱水或手动脱水去除水分，得到含水率为60?70被％的回收纸纤维原料； (1.3)将回收纸纤维原料投入浓度为10-20被％的盐酸和草酸混合酸溶液中，在40-601下浸泡3-5小时，其中盐酸与草酸的比例为3:1 ； (1.4)将投入盐酸和草酸混合酸溶液中的回收纸纤维原料进行机械脱水，并用清水洗涤三次，然后投入浓度为10-15被％氢氧化钠水溶液中，浸泡3-5小时； (2)材料预处理: 将明胶粉末、乙烯丙烯酸共聚物、相容剂投入乙醇中，在室温下搅拌10分钟后，于50° 0下干燥2-4小时； (3)共混挤出: (3.1)将上述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗礼发，尹文欣，李俊，廖村元，
申请(专利权)人：正业包装中山有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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