本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种高强度蜂窝纸芯及其制备方法。
背景技术：
在物流运输过程中，电子产品、机电设备、家用电器的能够承受外界的冲击较弱，通常会使用缓冲型包装材料进行防护。传统的缓冲型包装材料主要为泡沫塑料，然而其在自然环境下无法自然降解，带来严重的白色污染。在环境污染的日益严重的当今，消费者对缓冲型包装材料的要求越来越高。市场上应用最多的环保缓冲型包装材料主要为生物质缓冲包装材料、瓦楞纸板、蜂窝纸板等。由于蜂窝纸板独特的蜂窝夹芯结构，具有优异的缓冲性能，应用范围广，可满足大体积且防震缓冲要求高的家用电器、大型电子仪器及易碎物品的包装。然而作为全纸质材料的蜂窝纸板，其实际抗压强度并不佳，如此在一定程度上限制了蜂窝纸板的应用。蜂窝纸板主要由两层蜂窝面纸和一层蜂窝纸芯粘结而成，其中蜂窝纸芯的抗压强度成为决定整个蜂窝纸板的性能的重要因素，因此，有必要对蜂窝纸芯进行改性，以提高其蜂窝纸板的整体抗压强度。
技术实现要素：
本发明为解决上述技术问题，提供了一种高强度蜂窝纸芯及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松40～60、蔗渣15～25、香蕉茎秆20～30、炭黑12～18、聚乙酸乙烯酯乳液12～18、淀粉颗粒8～12、改性钠基膨润土8～12、增强剂6～8；
所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按0.8～1.2：0.3～0.5的质量比混合制得。
包括以下按重量份计的原料：落叶松45～55、蔗渣18～22、香蕉茎秆22～28、炭黑12～18、聚乙酸乙烯酯乳液12～18、淀粉颗粒8～12、改性钠基膨润土8～12、增强剂6～8。
包括以下按重量份计的原料：落叶松50、蔗渣20、香蕉茎秆25、炭黑15、聚乙酸乙烯酯乳液15、淀粉颗粒10、改性钠基膨润土10、增强剂7。
所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和1.8～2.2mol/l的氢氧化钠按1：1.5～2的质量比混合，100～110℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌35～55min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在612～622℃，氮气保护下，煅烧1～1.5h，粉碎过50～100目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的1～2倍的氢氧化钠溶液，浸泡12～16min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的2～3倍的水，机械搅拌，加热至75～85℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌2～3h，再加入炭黑，恒温搅拌1～2h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌6～8h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：2～3的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至70～80℃，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，搅拌1～2h，浓缩，再加入增强剂，搅拌1～2h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在50～60℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持3～5min，取出后在120～130℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
所述的氢氧化钠溶液，其浓度为1.15～1.25mol/l。
所述的搅拌，转速为800～1200r/min。
所述的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,其添加量为淀粉颗粒质量的5～15％。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明制备的蜂窝纸芯的抗压强度高达3900mpa以上，环压强度高达6.5/m以上，显示良好的机械强度，提高其蜂窝纸板的整体抗压强度，扩大了蜂窝纸的运用领域。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松40kg、蔗渣15kg、香蕉茎秆20kg、炭黑12kg、聚乙酸乙烯酯乳液12kg、淀粉颗粒8kg、改性钠基膨润土8kg、增强剂6kg；所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按0.8：0.3的质量比混合制得；所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和1.8mol/l的氢氧化钠按1：1.5的质量比混合，100℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌35min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在612℃，氮气保护下，煅烧1h，粉碎过50目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的1～2倍的浓度为1.15mol/l的氢氧化钠溶液，浸泡12min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的2～3倍的水，在800r/min的转速下进行搅拌，加热至75℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌2h，再加入炭黑，恒温搅拌1～2h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌6h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：2的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至70℃，加入淀粉颗粒质量的5％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在800r/min的转速下搅拌2h，浓缩，再加入增强剂，在800r/min的转速下搅拌2h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在50℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持3min，取出后在120℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
实施例2
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松60kg、蔗渣25kg、香蕉茎秆30kg、炭黑18kg、聚乙酸乙烯酯乳液18kg、淀粉颗粒12kg、改性钠基膨润土12kg、增强剂8kg；所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按1.2：0.5的质量比混合制得；所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和2.2mol/l的氢氧化钠按1：2的质量比混合，110℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌55min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在622℃，氮气保护下，煅烧1.5h，粉碎过100目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的2倍的浓度为1.25mol/l的氢氧化钠溶液，浸泡16min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的3倍的水，在1200r/min的转速下进行搅拌，加热至85℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌3h，再加入炭黑，恒温搅拌1～2h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌8h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：3的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至80℃，加入淀粉颗粒质量的15％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在1200r/min的转速下搅拌2h，浓缩，再加入增强剂，在1200r/min的转速下搅拌2h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在60℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持5min，取出后在130℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
实施例3
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松50kg、蔗渣20kg、香蕉茎秆25kg、炭黑15kg、聚乙酸乙烯酯乳液15kg、淀粉颗粒10kg、改性钠基膨润土10kg、增强剂7kg；所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按1：0.4的质量比混合制得；所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和2mol/l的氢氧化钠按1：1.8的质量比混合，105℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌40min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在615℃，氮气保护下，煅烧1.3h，粉碎过80目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的1～2倍的浓度为1.2mol/l的氢氧化钠溶液，浸泡14min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的2～3倍的水，在1000r/min的转速下进行搅拌，加热至80℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌2.5h，再加入炭黑，恒温搅拌1.5h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌7h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：2.5的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至75℃，加入淀粉颗粒质量的10％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在1000r/min的转速下搅拌1.5h，浓缩，再加入增强剂，在100r/min的转速下搅拌1.5h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在55℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持4min，取出后在125℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
实施例4
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松40kg、蔗25kg、香蕉茎秆20kg、炭黑18kg、聚乙酸乙烯酯乳液12kg、淀粉颗粒12kg、改性钠基膨润土8kg、增强剂8kg；所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按0.8：0.5的质量比混合制得；所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和1.8mol/l的氢氧化钠按1：2的质量比混合，100℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌35min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在622℃，氮气保护下，煅烧1h，粉碎过100目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的2倍的浓度为1.15mol/l的氢氧化钠溶液，浸泡12min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的3倍的水，在800r/min的转速下进行搅拌，加热至85℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌3h，再加入炭黑，恒温搅拌1h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌8h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：3的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至70℃，加入淀粉颗粒质量的15％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在800r/min的转速下搅拌1～2h，浓缩，再加入增强剂，在1200r/min的转速下搅拌1～2h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在60℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持3min，取出后在130℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
实施例5
一种高强度蜂窝纸芯，包括以下按重量份计的原料：落叶松60kg、蔗渣15kg、香蕉茎秆30kg、炭黑12kg、聚乙酸乙烯酯乳液18kg、淀粉颗粒8kg、改性钠基膨润土12kg、增强剂6kg；所述的增强剂，是将硅酸钙和玻璃粉按1.2：0.3的质量比混合制得；所述的改性钠基膨润土，是将钠基膨润土和2.2mol/l的氢氧化钠按1：1.5的质量比混合，110℃恒温水浴下，磁力搅拌器搅拌35min，加入柠檬酸，调节ph值为7，过滤，将滤渣在622℃，氮气保护下，煅烧1h，粉碎过100目筛即可。
所述高强度蜂窝纸芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)原浆制备：按配方量将落叶松、蔗渣和香蕉茎秆混合，加入所述混合物质量的1～2倍的浓度为1.25mol/l的氢氧化钠溶液，浸泡12min，过滤，水洗滤渣ph值为7，将滤渣破碎、打浆、浓缩、除杂后得原浆；
(2)混料：先将原浆泵入反应桶内，加入泵入料质量的2～3倍的水，在1200r/min的转速下进行搅拌，加热至75℃时，停止加热，加入聚乙酸乙烯酯乳液，恒温搅拌3h，再加入炭黑，恒温搅拌1h，再加入改性钠基膨润土，恒温搅拌8h，停止搅拌，进行抄纸、榨纸、扫纸、揭纸，制得原料纸；
(3)将淀粉颗粒与水按1：3的质量比混合，置于另外一个反应桶内，加热至80℃，加入淀粉颗粒质量的5～15％的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在800r/min的转速下搅拌2h，浓缩，再加入增强剂，在1200r/min的转速下搅拌1h，即制得浸液；
(4)制备纸芯：在60℃温度下，将原料纸浸入到浸液中并保持3min，取出后在130℃下烘干，再经过复卷、胶合、分切及粘结，即可。
实验例
以实施例1～5制备的蜂窝纸芯作为测试对象，对其抗压强度和环压强度进行测定，结果如表1所示：
环压强度：r＝f/152；式中：r表示环压强度，单位kn/m；f是试样压溃时读取的力值，单位n；152是试样的长度，单位mm；报告平均环压强度r，精确至0.01kn/m。
表1