技术领域
本发明涉及一种缓冲包装材料，尤其涉及包含植物纤维及泡沫塑料废弃物具有缓冲性能的纸浆模塑制品及其制备方法，属于包装材料技术领域。
背景技术：
纸浆模塑是以植物纤维为主要原料，添加一些辅助材料，采用特殊的成型方法进行成型，经过干燥、热压整型及模切等工序，得到所设计的特殊形状制品。近年来，我国纸浆模塑制品得到了快速发展。我国纸浆模塑制品起初主要应用于鸡蛋托盘，随后逐步扩展到工业仪器仪表、电子元器件、家用电器及厨具等方面。纸浆模塑具有较好的防震性、一定的缓冲性、较大的比重、燃烧无毒、100%可回收再生利用的优势。
聚苯乙烯发泡塑料（EPS）是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。聚苯乙烯泡沫塑料广泛用于各种精密仪器、仪表、家用电器等的缓冲包装，也可用其直接制成杯、盘、盒等包装容器来包装物品。聚苯乙烯泡沫塑料制品体积庞大，使用量大，难于分解，对其进行回收利用备受重视。
与纸浆模塑制品相比，发泡聚苯乙烯具有防震性好、有很好的缓冲性能、比重小的优点。但是，与纸浆模塑制品相比，发泡聚苯乙烯的资源回收性和再生利用性比较差，燃烧具有毒性的缺点，并不会自然分解，是白色污染的源头。
本发明充分发挥植物纤维的优势，利用发泡聚苯乙烯废弃物，采用纸浆模塑成型原理及方法，制作一种包含植物纤维及泡沫塑料废弃物的具有抗水性缓冲包装材料，达到资源利用和环境保护的双重作用。这种缓冲包装材料可防护包装领域取得广泛应用，保护产品在运输过程中不至损坏。
技术实现要素：
本发明的目的是，采用纸浆模塑的湿法成型原理及方法，将植物纤维与粉碎到一定大小的废弃发泡聚苯乙烯颗粒及添加剂分散在水中，然后进行双面脱水、定型、干燥及热压定型，制备包含植物纤维及泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。
本发明的另一目的是，制备的包含植物纤维及泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料，可以替代发泡聚苯乙烯，作为缓冲材料用于货物的防护包装之中。
本发明的缓冲包装材料具有比较高的抗水性，也可以用于制作防水缓冲包装材料及制品，克服了常规纸浆模塑制品不具有抗水性的缺点。
本发明采用了纸浆模塑成型技术，将其用于包含植物纤维与发泡塑料废弃物的复合包装材料，使得这种复合包装材料，既具有缓冲包装性能，也具有抗水性能，同时还有利于塑料废弃物的回收再生利用，有利于环境保护和节约资源。
本发明采用纸浆模塑的湿法成型方法，制备包含植物纤维及废弃发泡聚苯乙烯塑料，以及制备的缓冲包装材料或制品具有抗水性，具有新颖性及创新性。
本发明的包含植物纤维及泡沫塑料废弃物的具有抗水性缓冲包装材料，其特征在于，包括50～100质量份数植物纤维，50～100质量份数废弃发泡聚苯乙烯塑料颗粒，10～25质量份数粘合剂和10～25质量份数抗水剂；发泡聚苯乙烯塑料颗粒的粒径为0.3～1.0毫米之间；粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇中的至少一种，优选羧甲基纤维素在粘合剂中的质量百分含量不高于50%，更优选30%～50%。抗水剂为脲醛树脂或者三聚氰胺甲醛树脂。
上述包含植物纤维及泡沫塑料废弃物的具有抗水性缓冲包装材料的制备方法为采用双面脱水的纸浆模塑成型方法，包含以下步骤：
（1）、包含植物纤维与废弃发泡聚苯乙烯塑料颗粒的混合物
在搅拌作用下，将固体植物纤维分散在水中，植物纤维的质量百分比浓度在10%～20%，然后添加废弃发泡聚苯乙烯颗粒，依次添加粘合剂和抗水剂，搅拌混合均匀；
（2）、脱水与成型
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网之间的混合物在压力作用下双面脱水，混合物中的水经过滤网脱除出来，得到含植物纤维及废弃物泡沫塑料颗粒及粘合剂和抗水剂的混合材料，该混合材料是湿态固体状。一般情况下，含有45wt%～70wt%水分（指的是纸浆纤维含水量，不包括泡沫塑料）。
（3）、干燥与热压定型
将步骤（2）得到的混合材料，放置在模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到模具形状的缓冲包装材料。
由于所得到的材料中包含发泡聚苯乙烯颗粒，因此该材料具有比较好的缓冲性能，优于常规纸浆模塑制品的缓冲性能。
同时，该材料在模具中干燥的过程中，因三聚氰胺甲醛树脂之间以及三聚氰胺甲醛树脂与植物纤维和聚乙烯醇之间发生化学交联反应，导致如植物纤维中的纤维素羟基等亲水性基团因与抗水剂脲醛树脂或者三聚氰胺甲醛树脂的交联化学反应而减少，甚至不存在，从而使所得的缓冲材料具有抗水性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1
原料：漂白针叶木浆，打浆度28°SR。废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，密度为0.03g/cm3，粉碎后颗粒为0.3毫米～0.5毫米。粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇。抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂。
制备步骤及产品性能：
先将100份漂白针叶木浆在搅拌作用下均匀分散于1000份水中，相当于纸浆浓度为10%。随后依次添加100份发泡聚苯乙烯塑料颗粒、5份羧甲基纤维素、10份聚乙烯醇、10份三聚氰胺甲醛树脂，分散均匀，得到包含漂白针叶木浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂及水的悬浮态混合物。
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网之间的混合物在压力作用下双面脱水，得到包含漂白针叶木浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂的湿态固体混合物。
将上述的湿态固体混合物放置入另一模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到漂白针叶木浆及发泡聚苯乙烯泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。该产品密度为0.53g/cm3，缓冲性能良好；产品的表面吸水质量为5g/m2，抗水性能良好。
实施例2
原料：漂白竹浆，打浆度32°SR。废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，密度为0.03g/cm3，粉碎后颗粒为0.3毫米～0.5毫米。粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇。抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂。
制备步骤及产品性能：
先将100份漂白竹浆在搅拌作用下均匀分散于1000份水中，相当于纸浆浓度为10%。随后依次添加100份发泡聚苯乙烯塑料颗粒、5份羧甲基纤维素、10份聚乙烯醇、15份三聚氰胺甲醛树脂，分散均匀，得到包含漂白竹浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂及水的悬浮态混合物。
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网的混合物在压力作用下双面脱水，得到包含漂白竹浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂的湿态固体混合物。
将上述的湿态固体混合物放置入另一模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到漂白竹浆及发泡聚苯乙烯泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。该产品密度为0.61g/cm3，缓冲性能良好；产品的表面吸水质量为5g/m2，抗水性能良好。
实施例3
原料：漂白针叶木，打浆度28°SR。漂白阔叶木浆，打浆度30°SR。废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，密度为0.03g/cm3，粉碎后颗粒为0.3毫米～0.5毫米。粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇。抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂。
制备步骤及产品性能：
先将30份漂白针叶木浆和70份阔叶木浆在搅拌作用下均匀分散于1000份水中，相当于纸浆浓度为10%。随后依次添加100份发泡聚苯乙烯塑料颗粒、5份羧甲基纤维素、10份聚乙烯醇、15份三聚氰胺甲醛树脂，分散均匀，得到包含漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂及水的悬浮态混合物。
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网的混合物在压力作用下双面脱水，得到包含漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂的湿态固体混合物。
将上述的湿态固体混合物放置入另一模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到漂白阔叶木浆、漂白针叶木浆及发泡聚苯乙烯泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。该产品密度为0.57g/cm3，缓冲性能良好；产品的表面吸水质量为5g/m2，抗水性能良好。
实施例4
原料：漂白麦草浆，打浆度34°SR。废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，密度为0.03g/cm3，粉碎后颗粒为0.3毫米～0.5毫米。粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇。抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂。
制备步骤及产品性能：
先将100份漂白麦草浆在搅拌作用下均匀分散于1000份水中，相当于纸浆浓度为10%。随后依次添加100份发泡聚苯乙烯塑料颗粒、5份羧甲基纤维素、10份聚乙烯醇、20份三聚氰胺甲醛树脂，分散均匀，得到包含漂白麦草浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂及水的悬浮态混合物。
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网的混合物在压力作用下双面脱水，得到纸浆含水量为50%的包含漂白麦草浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂的湿态固体混合物。
将上述的湿态固体混合物放置入另一模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到漂白麦草浆及发泡聚苯乙烯泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。该产品密度为0.65g/cm3，缓冲性能良好；产品的表面吸水质量为5g/m2，抗水性能良好。
实施例5
原料：脱墨废纸浆，打浆度37°SR。废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，密度为0.03g/cm3，粉碎后颗粒为0.3毫米～0.5毫米。粘合剂为羧甲基纤维素及聚乙烯醇。抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂。
制备步骤及产品性能：
先将100份漂白麦草浆在搅拌作用下均匀分散于1000份水中，相当于纸浆浓度为10%。随后依次添加100份发泡聚苯乙烯塑料颗粒、5份羧甲基纤维素、10份聚乙烯醇、20份三聚氰胺甲醛树脂，分散均匀，得到包含脱墨废纸浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂及水的悬浮态混合物。
将上述混合物倒入带有过滤网的模具中，闭合模具，并挤压过滤网，夹在两张过滤网的混合物在压力作用下双面脱水，得到包含脱墨废纸浆、发泡聚苯乙烯塑料颗粒、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、三聚氰胺甲醛树脂的湿态固体混合物。
将上述的湿态固体混合物放置入另一模具中，在烘箱中进行干燥，干燥温度为100℃，在热压机中进行热压定型，热压定型温度为125℃～150℃，得到脱墨废纸浆及发泡聚苯乙烯泡沫塑料废弃物的缓冲包装材料。该产品密度为0.59g/cm3，缓冲性能良好；产品的表面吸水质量为5g/m2，抗水性能良好。
以上的实施例表明，按照本发明的方法的包含植物纤维及废弃发泡聚苯乙烯泡沫塑料颗粒的材料，具有密度比较低，缓冲性能良好，抗水性能好的特点，其性能介于纸浆模塑制品及发泡塑料制品之间，可以作为缓冲包装材料应用于包装领域。
同时，本发明充分利用了塑料包装废弃物，有利于消除泡沫塑料对环境的污染，也是达到对包装废弃物的有效回收再生利用的途径。
本领域的技术人员应该明了，上述优选实施例只是对本发明的具体说明，并不构成对本发明的限制。根据需要可以对其进行多种改进、组合、亚组合以及变换，所有的改进、组合、亚组合、变换以及等效替换都落入在所附的权利要求的范围内。