高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種高填充、低比重和可生物降解的瓦楞板材，該板材包括以重量百分比計的聚乳酸8?15%、納米纖維素增強生物降解共聚聚酯10?30%、無機填料40?70%、纖維粉5?10%、微珠發泡劑0.01?3%和加工助劑3?8%，其中納米纖維素增強生物降解共聚聚酯是由98?99%的生物降解共聚聚酯和1?2%直徑為10?500nm、長為10?100μm的納米纖維素，通過有機溶劑溶解混合后得到；微珠發泡劑為表面包覆熱塑性彈性體的化學發泡劑和發泡助劑的微球、表面包覆聚烯烴彈性體的碳氫化合物發泡劑和發泡助劑的微球、表面涂覆液體低分子聚異丁烯的化學發泡劑和發泡助劑的微球或低沸點液體發泡劑；加工助劑為潤滑劑和相容劑。本發明專利技術的瓦楞板材強度高、比重低，且廢棄后可自行降解。本發明專利技術還提供了一種上述瓦楞板材的制備方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種包裝材料，尤其涉及一種可制作瓦楞箱的材料，更具體是涉及一種高填充、低比重和可生物降解的瓦楞板材。本專利技術還涉及一種上述瓦楞板材的制備方法。
技術介紹
傳統的瓦楞紙箱是由瓦楞紙板經過模切、壓痕、釘箱或粘箱制作而成，而瓦楞紙板是由掛面紙和通過瓦楞棍加工而形成的波形紙粘合而成的板狀物，由于瓦楞紙箱能夠很好保護內裝物品，且具有成本低、質量輕、加工易、強度大、印刷適性好、儲存搬運方便等優點，一直以來是易碎易變形產品最常用的包裝材料。隨著全球森林面積的減少和對環境保護呼聲的日益增加，盡可能減少紙箱的使用，已成為包裝行業的發展趨勢。由于鈣塑材料具有剛性好、強度高、抗壓、可清洗，耐腐蝕、防水、防潮、防污、隔音、堅固和密封性好等優點，是目前應用比較廣的一種瓦楞包裝材料?，F有的鈣塑瓦楞板是以高密度聚乙烯為主要原材料，以碳酸鈣為填充料，再加入各種助劑，經壓延、熱粘而成，由這種鈣塑瓦楞板制作而成的瓦楞箱，在使用過程存在以下問題：（1）不可降解的塑料含量較高，在自然界中不能自行降解，給環境帶來了大量的固體垃圾；（2）比重大，給物流帶來了較大的負擔。在城市化、工業化高速發展的今天，垃圾處理已是各國政府最為關注的問題，目前塑料廢棄物中包裝盒、包裝箱所占比例較高，并且持續增加，造成了大量的白色污染，這與當今全球提倡的低碳環保生活環境是背道而馳的，另外，減少物流成本，也是我國目前急需解決的問題。
技術實現思路
為解決以上存在的問題，本專利技術的目的是提供一種高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，由該板材制成的瓦楞箱，密度低，且廢棄后擱置自然環境中半年內便能自行降解。本專利技術的另一目的是提供一種上述高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材的制備方法。為實現以上第一個目的，本專利技術的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，包括如下組分及重量百分比：聚乳酸 8-15%；納米纖維素增強生物降解共聚聚酯 10-30%；無機填料 40-70%；纖維粉 5-10%；微珠發泡劑 0.01-3%加工助劑 3-8%其中納米纖維素增強生物降解共聚聚酯是由98-99%的生物降解共聚聚酯和1-2%直徑為10-500nm、長為10-100μm的納米纖維素，通過有機溶劑溶解混合后得到；微珠發泡劑為表面包覆熱塑性彈性體的化學發泡劑和發泡助劑的微球、表面包覆聚烯烴彈性體的碳氫化合物發泡劑和發泡助劑的微球、表面涂覆液體低分子聚異丁烯的化學發泡劑和發泡助劑的微球或低沸點液體發泡劑；加工助劑為潤滑劑和相容劑。上述化學發泡劑包括無機化學發泡劑和有機化學發泡劑，無機化學發泡劑優選碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸鈣、碳酸鎂、亞硝酸鈉、亞硝酸銨、硼氫化鈉、檸檬酸鈉、碳化硅或炭黑中的一種或多種；有機化學發泡劑優選偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁氰、偶氮二甲酸鋇、偶氮二羧酸鋇，偶氮甲酰胺甲酸鉀、偶氮二甲酸異丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、N，N-二亞硝基五次甲基四胺,二苯磺酰肼醚、對苯磺酰肼、3，3-二磺酰肼二苯砜、4，4-二苯二磺酰肼、1，3-苯二磺酰肼或1，4-苯二磺酰肼中的一種或多種。上述碳氫化合物發泡劑優選正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、環戊烷、己烷或癸烷中的一種或多種。上述低沸點液體發泡劑優選丙烷、丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、異己烷、二氯甲烷、二氯四氟乙烷、三氯一氟甲烷、三氯三氟乙烷或二氯二氟甲烷中的一種或多種。上述發泡助劑優選尿素類、磷酸酯類、有機酸類、金屬鹽類或弱酸類發泡助劑中的一種或多種。上述生物降解共聚聚酯優選聚羥基脂肪酸酯（PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚ε己內酯（PCL）、聚-β-羥基丁酸酯(PHB)、聚碳酸丙撐酯(PPC)、聚對苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯PBAT、聚（丁二酸丁二醇酯共對己二酸丁二醇酯）（PBSA）、脂肪族聚碳酸酯（APC）中的一種或多種；納米纖維素優選天然草本植物的纖維素或天然木本植物的纖維素。上述無機填料優選滑石粉、重質碳酸鈣、硅灰石、粉煤灰、硅藻土、高嶺土中的一種或多種；滑石粉、重質碳酸鈣、硅灰石的粒徑優選400—2500目；粉煤灰優選電廠廢棄粉煤灰提取氧化鋁后的副產品，其粒徑為400—1500目；硅藻土、高嶺土的粒徑優選400—2000目。上述的纖維粉優選粒徑為100-1000目的農作物秸稈粉末、竹纖維粉末、亞麻纖維粉末或黃麻纖維粉末中的一種或多種。上述偶聯劑、潤滑劑和相容劑都是常用的偶聯劑、潤滑劑和相容劑。本專利技術還提供一種上述高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材的制備方法，該方法依次包括如下步驟：（1）將聚乳酸、納米纖維素增強生物降解共聚聚酯分別在100-115℃下除水，使聚乳酸和納米纖維素增強生物降解共聚聚酯含水率≤0.2；（2）在溫度90-115℃之間，對纖維粉進行除水，使纖維粉的含水率≤0.2%，再用偶聯劑進行表面處理5-8分鐘；（3）在溫度100-135℃之間，對無機填料進行除水，使無機填料的含水率≤0.2%，再用偶聯劑對無機填料進行表面處理8-12分鐘；（4）按比例將步驟（1）、（2）、（3）處理過的無機填料、纖維粉、聚乳酸、納米纖維素增強生物降解共聚聚酯、潤滑劑和相容劑，充分混合5-10分鐘，得到混合料；（5）上述混合料通過雙螺桿擠出機擠出造粒，造粒溫度控制在150℃以下，得到專用粒料；（6）取專用粒料和微球發泡劑放入混合器中，在轉速30-80轉/分鐘下低速混合，得到發泡料；（7）發泡料經擠出機或壓延機擠出或壓延出發泡片材，將發泡片材通過壓延機進行壓光后，再通過帶有波紋的壓延機壓延出帶有瓦楞的板材。上述制備方法還包括步驟（8），該步驟是采用熱粘合機在瓦楞板材上和/或下表面粘合上壓光后的面材，得到具有雙層或三層復合結構的可生物降解的瓦楞紙箱制作材料。本專利技術的高填充、低比重、可生物降解瓦楞板材，采用可生物降解的聚乳酸和由納米纖維素改性的可生物降解共聚聚酯作為主要原材料，同時加入高含量的無機填料，采用特殊的微珠發泡劑實現對高填充材料的發泡，使制得的瓦楞板材不僅具有目前鈣塑瓦楞板所具有的優點之外，還具有比重輕、可生物降解的特點，由本專利技術瓦楞板材所生產的瓦楞箱，強度高、比重在0.7-1.2g/cm3，可大大節省物流成本，而廢棄后的瓦楞箱，擱置自然環境下半年內開始逐漸降解成二氧化碳和水，具有節能環保的特性，可有效取代目前市場上不可降解的鈣塑瓦楞箱。本專利技術瓦楞板材的制備方法，工藝簡單，采用現有的生產設備就可實現連續化的生產。具體實施方式下面通過具體的實施例對本專利技術的技術方案做進一步說明，但這些實施例并非用于限制本專利技術的保護范圍，在不脫離本專利技術理念的前提下，對各組分的等同代換或各組分配比的調整，均應屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術的納米纖維素增強共聚聚酯是由98-99%的生物降解共聚聚酯和1-2%直徑為10-500nm、長為10-100μm的納米纖維素，通過有機溶劑溶解混合后得到，有機溶劑為常用的有機溶劑。以下實施例各組分的百分比是重量百分比。實施例1（1）將聚乳酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，包括如下組分及重量百分比：聚乳酸???????????????????????????8?15%；納米纖維素增強生物降解共聚聚酯???10?30%；無機填料?????????????????????????40?70%；纖維粉???????????????????????????5?10%；微珠發泡劑???????????????????????0.01?3%助劑?????????????????????????????3?8%其中納米纖維素增強生物降解共聚聚酯是由98?99%的生物降解共聚聚酯和1?2%直徑為10?500nm、長為10?100μm的納米纖維素，通過有機溶劑溶解混合后得到；微珠發泡劑為表面包覆熱塑性彈性體的化學發泡劑和發泡助劑的微球、表面包覆聚烯烴彈性體的碳氫化合物發泡劑和發泡助劑的微球、表面涂覆液體低分子聚異丁烯的化學發泡劑和發泡助劑的微球或低沸點液體發泡劑；加工助劑為潤滑劑和相容劑。

【技術特征摘要】
1.一種高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，包括如下組分及重量百分比：聚乳酸 8-15%；納米纖維素增強生物降解共聚聚酯 10-30%；無機填料 40-70%；纖維粉 5-10%；微珠發泡劑 0.01-3%助劑 3-8%其中納米纖維素增強生物降解共聚聚酯是由98-99%的生物降解共聚聚酯和1-2%直徑為10-500nm、長為10-100μm的納米纖維素，通過有機溶劑溶解混合后得到；微珠發泡劑為表面包覆熱塑性彈性體的化學發泡劑和發泡助劑的微球、表面包覆聚烯烴彈性體的碳氫化合物發泡劑和發泡助劑的微球、表面涂覆液體低分子聚異丁烯的化學發泡劑和發泡助劑的微球或低沸點液體發泡劑；加工助劑為潤滑劑和相容劑。2.根據權利要求1所述的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，其特征在于：所述化學發泡劑包括無機化學發泡劑和有機化學發泡劑，無機化學發泡劑為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸鈣、碳酸鎂、亞硝酸鈉、亞硝酸銨、硼氫化鈉、檸檬酸鈉、碳化硅或炭黑中的一種或多種；有機化學發泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁氰、偶氮二甲酸鋇、偶氮二羧酸鋇，偶氮甲酰胺甲酸鉀、偶氮二甲酸異丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、N，N-二亞硝基五次甲基四胺,二苯磺酰肼醚、對苯磺酰肼、3，3-二磺酰肼二苯砜、4，4-二苯二磺酰肼、1，3-苯二磺酰肼或1，4-苯二磺酰肼中的一種或多種。3.根據權利要求1所述的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，其特征在于：所述碳氫化合物發泡劑為正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、環戊烷、己烷或癸烷中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，其特征在于：所述低沸點液體發泡劑為丙烷、丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、異己烷、二氯甲烷、二氯四氟乙烷、三氯一氟甲烷、三氯三氟乙烷或二氯二氟甲烷中的一種或多種。5.根據權利要求1所述的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，其特征在于：所述發泡助劑為尿素類、磷酸酯類、有機酸類、金屬鹽類或弱酸類發泡助劑中的一種或多種。6.根據權利要求1-5任一所述的高填充、低比重、可生物降解的瓦楞板材，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邵壯，李子平，林潔波，
申請(專利權)人：廣東金明精機股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44