[发明专利]一种高抗压强度、防水纸浆模塑材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高抗压强度、防水纸浆模塑材料，其原料包括废纸浆悬浮液，壳聚糖改性的填料，可降解防水剂，助留剂。本发明创造性的利用可降解的聚醚型水性聚氨酯预聚物和聚二甲基硅氧烷在烘烤阶段的交联成型作为可降解防水剂，使纸浆模塑制品表面的防水层具有可降解功能。本发明并结合壳聚糖包覆改性纳米填料有效分散于废纸浆悬浮液，以及助留剂的天然亲水胶体利用其特殊的多羟基结构，提高了纸浆模塑材料抗压性能，可降解性和抗水防潮性。

技术领域

本发明涉及纸浆模塑技术领域，更具体地，涉及一种高抗压强度、防水纸浆模塑材料及其制备方法。

背景技术

纸浆模塑材料(纸塑)是以一次纤维或二次纤维为主要原料，并用特殊的模具使纤维脱水成型，再经干燥和整型而得到的一种包装材料。纸塑具有原料廉价易得，生产过程无污染，制品抗震、缓冲、透气、防静电性能好，可回收易降解等优点，从而在电子材料、日化用品、生鲜等的包装领域具有广阔的应用前景。

纸塑在我国已经发展30多年，取得了很大的进步，特别是在一次性环保餐具和一次性包装已取得。但目前纸浆模塑材料还存在以下问题，限制了其进一步推广应用：

1、现有的纸浆模塑材料抗压强度不足

目前纸浆模塑材料由于采用二次纸浆纤维，结合力有限，机械强度较低，承压性能差。为提高纸浆模塑材料抗压强度，直接使用原生浆(木浆、竹浆、蔗渣浆等)来提高材料质量，这样既增加成本又不环保。

2、白度和紧实度不足，影响纸浆模塑材料的外观视觉效果

现有纸浆模塑材料在采用废弃瓦楞纸板边角料、废旧报纸、书纸、麦秸秆及各类植物残渣作为二次纤维原料时，虽在打浆过程中去除了大部分杂质，但原有色素的残留还是会对制成成品白度产生影响。此外，在制造过程中，制品中通过烘干和压制去除大部分水分，但受制于保留纤维不被过大吸附压力带走的的要求，紧实度仍不高，整体平整度仍不足，影响视觉效果。

3、抗水防潮性不足，限制了其进一步应用

纸浆模塑材料的主要原料为植物纤维，吸水性强，容易吸水受潮，影响二次使用。因此常因受潮吸水而破坏纤维结构，导致机械性能大幅下降。

为了解决现有的纸浆模塑材料抗压强度不足以及防水的问题，现有技术是加入高强度的合成纤维素改善普通植物纤维的机械强度，在纸浆模塑烘干过程中在其表面喷涂丙烯酸、聚乙烯蜡涂层等。例如CN 108729308 B公开了一种纸浆模塑材料的制备方法，该方法是先将纳米微晶纤维素进行乙酰化，然后将乙酰化纳米微晶纤维素和聚乳酸混合后再与经碎解分散的植物纤维及化学助剂进行混合，最后热压定型切边后得纸浆模塑材料。该技术在纳米微晶纤维素乙酰化过程中，洗涤过程要使用大量水和丙酮，对水环境在成严重污染。CN 106948224 B公开了一种纸浆模塑制品的制备方法，其公开在纸浆模塑制品干坯的表面均匀涂覆喷涂溶液，并进行干燥；其中，喷涂溶液中包括丙烯酸乳液、蒸馏水、乙醇、聚乙烯蜡乳液、氨水、十二烷基硫酸钠。该方法虽有效提高了纸浆模塑制品的防水性能，但喷涂增加了表面处理成本，且涂层不可降解，给环境带来污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有的纸浆模塑材料抗压性能、可降解性和抗水防潮性的不足，提供一种环保型的高抗压强度、防水纸浆模塑材料。

本发明要解决的另一技术问题是提供高抗压强度、防水纸浆模塑材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种高抗压强度、防水纸浆模塑材料，按重量份计，其原料包括废纸浆悬浮液70～80份，增强填料5～10份，防水剂4～8份，助留剂0.03～0.08份，漂白剂1～3份。

所述增强填料为壳聚糖改性的填料，通过壳聚糖包覆纳米填料，并有效分散于废纸浆悬浮液中，可显著增强纸浆纤维的抗压强度，并实现可降解的目的。