一种利用酒糟生物质制备的纸浆模塑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用酒糟生物质制备的纸浆模塑材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)制备白酒糟预处理液；(2)制备混合浆料；(3)制备改性海泡石；(4)制备纸浆模塑材料。本发明专利技术提供的纸浆模塑材料，使用的原料均为可降解材料，同时有效利用了酒糟和大豆豆渣，解决酒糟和大豆豆渣的综合利用度，改性后的海泡石填充在酒糟纤维和秸秆纤维之间，使纸浆模塑制品具有更好的密实性、尺寸稳定性和力学性能，其耐撕裂度高，产品合格率高，适合工业化推广。适合工业化推广。

【技术实现步骤摘要】
一种利用酒糟生物质制备的纸浆模塑材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于纸浆模塑制品
，具体涉及一种利用酒糟生物质制备的纸浆模塑材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]纸浆模塑包装材料是指以一次植物纤维或废纸再生纤维为主要原材料，用造纸技术，经过模具造型、热压干燥等工艺制成的具有一定几何空腔结构和缓冲能力的包装纸制品。近年来，由于其价格便宜，便于加工，原料来源广泛，作为发泡塑料的替代品被广泛应用于包装领域。
[0003]目前，国内对纸浆模塑包装材料的研究主要集中在结构设计、缓冲机理、生产工艺、模具及成型机的设计开发等方面，对纸浆模塑包装材料自身的力学性能研究较少。在物流运输过程中，纸浆模塑包装材料主要通过自身的变形来吸收能量，并延长激励时间，以达到缓冲的目的。因此，纸浆模塑包装材料的抗张性能是衡量纸浆模塑包装材料的重要指标。
[0004]由于纸浆模塑制品的应用领域十分宽泛，因此对于产品性能的要求各有侧重。而这些相对特殊的要求需要通过改变纸浆助剂和填料的配方实现。目前相关填料主要有增强产品强度和抗冲击能力、提高产品防潮防霉性能以及让产品具有防水防油功能等几类，根据产品的不同使用场合通常需要选择不止一种填料，才能生产出满足要求的产品。
[0005]现有技术中纸浆模塑以芦苇、稻草壳、甘蔗、麦秸、竹子、木材、回收纸为原料，经过碎浆、磨浆等工序，使之变成纤维，悬浮于水中，形成原浆，根据最后产品的特性要求，进行压制成型。中国专利申请号为202211593958.7公开了一种具有酒香的纸浆模塑包装材料及其制备工艺与应用，所述纸浆模塑包装材料包括以下原料：浆料、酒糟渣提取液、蒙脱土、氧化锌、调节剂、硅烷偶联剂和酯类溶剂；上述纸浆模塑包装材料机械性能优异，耐破度高，产品合格率高；酒糟渣本身具有酒香，利用酒糟渣制造酒包装，既可以废物利用降低企业成本，还可以增加企业产品特色。但该申请对酒糟的处理仅仅只是简单的提取滤液和滤渣，酒糟中大量的纤维素、半纤维素和木质素结合紧密，与原料中其它物质结合能力有限，导致纸浆模塑制品的力学性能有限。
[0006]酒糟是酒醅发酵完后再经蒸馏出酒后残留的混合固形物，其中蕴含着大量的蛋白质、淀粉以及脂肪，其营养物质与酒醅相似，但相对而言含量较少。酒糟具有酸度高和水分含量高的特点，导致其贮存困难，若管理不当，极易霉变，且其加工成本高。若直接将白酒酒糟丢弃，不仅会严重污染生态环境，也会造成大量资源的浪费。所以酒糟的再利用成为许多研究者关注的热点，目前主要用于生产蛋白饲料、肥料、化工产品、细菌纤维素、燃料等，其中酒糟饲料化研究最为热门，但酒糟不能完全替代现有的饲料，目前酒糟作为饲料利用的主要方式有按适宜比例添加到现有饲料中，其消耗速度慢，易于变质。
[0007]现有技术中将酒糟用于纸浆模塑制品的研究还鲜有报告，因此，在此背景下，将酒糟用于纸浆模塑产品对酒糟综合利用的研究对提高资源利用率和保护生态环境具有十分重量的意义。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种利用酒糟生物质制备的纸浆模塑材料及其制备方法，以解决酒糟的综合利用度，同时利用大豆豆渣改性海泡石，使海泡石与酒糟纤维更好地结合，从而得到的纸浆模塑制品不仅具有良好的力学性能和加工性能，还具有可降解性，十分符合当今时代的要求和市场的需求。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，包括以下步骤：
[0011](1)将白酒糟加入去离子水中，随后加入氢氧化钠，进行搅拌反应，反应完成后加入稀盐酸调节pH至中性，接着加入纤维素酶、果胶酶，进行酶解，酶解完成后得到白酒糟预处理液；
[0012](2)将玉米秸秆干燥后粉碎，过60目筛，得到玉米秸秆粉将玉米秸秆粉加入步骤(1)中的白酒糟预处理液中，接着加入硅烷水解液，进行打浆，打浆完成后得到混合浆料；
[0013](3)将大豆豆渣加入磷酸溶液中，进行恒温反应，反应完成后过滤、干燥，得到酸热改性豆渣，随后将酸热改性豆渣加入去离子水，接着加入十二烷基硫酸钠、氨基化海泡石、柠檬酸，进行加热反应，反应完成后过滤、干燥，得到改性海泡石；
[0014](4)将分散剂、司盘
‑
80、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、松香胶、步骤(3)的改性海泡石加入步骤(2)的混合浆料中，搅拌均匀后导入模具中，经纸浆模塑成型机滤水、挤压成型后脱模、干燥、热压整形，即得所述纸浆模塑材料。
[0015]优选的，步骤(1)中所述白酒糟、去离子水、氢氧化钠的质量比为100:1000
‑
1500:20
‑
40；所述纤维素酶的添加量为白酒糟质量的0.5
‑
1％，所述果胶酶的添加量为白酒糟质量的0.5
‑
1％。
[0016]优选的，骤(1)中所述搅拌反应的温度为50
‑
60℃，时间为3
‑
5h；所述酶解温度为25
‑
30℃，时间为0.5
‑
1h。
[0017]优选的，步骤(2)中所述硅烷水解液的制备方法如下：将5
‑
10g乙烯基三乙氧基硅烷加入100g去离子水中，常温下搅拌1h，即得所述硅烷水解液。
[0018]优选的，步骤(2)中所述玉米秸秆粉、白酒糟预处理液、硅烷水解液的质量比为30
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50:1000
‑
1500:80
‑
120；所述打浆的温度为40
‑
50℃，时间为30
‑
50min。
[0019]优选的，步骤(3)中所述氨基化海泡石的制备方法如下：将10g海泡石加入150mL去离子水中，随后加入0.5gγ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃下搅拌反应3h，反应完成后过滤、干燥，得到氨基化海泡石；所述磷酸溶液的质量浓度为5
‑
10％；所述酸热改性豆渣、十二烷基硫酸钠、氨基化海泡石、柠檬酸的质量比为10
‑
20:1
‑
1.5:50
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70:5
‑
8。
[0020]优选的，步骤(3)中所述恒温反应的温度为80
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90℃，反应时间为2
‑
4h；所述加热反应的温度为70
‑
80℃，反应时间为3
‑
5h。
[0021]优选的，步骤(4)中所述分散剂为羧甲基纤维素、六甲基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；所述混合浆料、分散剂、司盘
‑
80、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、松香胶、改性海泡石的质量比为1000:10
‑
20:5
‑
10:15
‑
20:10
‑
30:100
‑
150；所述搅拌的速度为150
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将白酒糟加入去离子水中，随后加入氢氧化钠，进行搅拌反应，反应完成后加入稀盐酸调节pH至中性，接着加入纤维素酶、果胶酶，进行酶解，酶解完成后得到白酒糟预处理液；(2)将玉米秸秆干燥后粉碎，过60目筛，得到玉米秸秆粉将玉米秸秆粉加入步骤(1)中的白酒糟预处理液中，接着加入硅烷水解液，进行打浆，打浆完成后得到混合浆料；(3)将大豆豆渣加入磷酸溶液中，进行恒温反应，反应完成后过滤、干燥，得到酸热改性豆渣，随后将酸热改性豆渣加入去离子水，接着加入十二烷基硫酸钠、氨基化海泡石、柠檬酸，进行加热反应，反应完成后过滤、干燥，得到改性海泡石；(4)将分散剂、司盘
‑
80、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、松香胶、步骤(3)的改性海泡石加入步骤(2)的混合浆料中，搅拌均匀后导入模具中，经纸浆模塑成型机滤水、挤压成型后脱模、干燥、热压整形，即得所述纸浆模塑材料。2.根据权利要求1所述利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，其特征在于，步骤(1)中所述白酒糟、去离子水、氢氧化钠的质量比为100:1000
‑
1500:20
‑
40；所述纤维素酶的添加量为白酒糟质量的0.5
‑
1％，所述果胶酶的添加量为白酒糟质量的0.5
‑
1％。3.根据权利要求1所述利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，其特征在于，骤(1)中所述搅拌反应的温度为50
‑
60℃，时间为3
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5h；所述酶解温度为25
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30℃，时间为0.5
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1h。4.根据权利要求1所述利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述硅烷水解液的制备方法如下：将5
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10g乙烯基三乙氧基硅烷加入100g去离子水中，常温下搅拌1h，即得所述硅烷水解液。5.根据权利要求1所述利用酒糟生物质制备纸浆模塑材料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述玉米秸秆粉、白酒糟预处理液、硅烷水解液的质量比为30
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50:1000
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1500:80
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120；所述打浆的温度为40
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50℃，时间为30
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50min。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹洋，尹小丽，谢玉珠，陈文兴，陈伟豪，
申请(专利权)人：东莞市智达降解材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：