一种防油性能好的纸浆模塑材料及其制备方法与流程

文档序号:35500306发布日期:2023-09-20 06:05阅读:192来源:国知局

本发明涉及纸浆模塑材料,具体为一种防油性能好的纸浆模塑材料及其制备方法。


背景技术:

1、纸浆模塑包装制品是一种绿色环保、节能的新型包装材料,主要由可降解的蔗渣、废纸等制成,其能够减少森林资源的消耗,具有环保可降解、对环境污染小、物美价廉的优点,目前已广泛应用于电子通信、家具、农副产品、玩具等行业包装。纸浆模塑是以纸浆为原料,用带滤网的模具,在压力、时间等条件下,使纸浆脱水、纤维成形而生产出所需产品的加工方法。纸浆模塑包装制品是由一定浓度的纸浆通过模具在负压作用下吸附成型,使得纸浆纤维均匀分布在模具表面,从而形成具有拟定几何形状与尺寸的湿纸模坯,再进一步经过脱水脱模,干燥整形而成。

2、但是由于纸浆模塑主要由天然植物纤维构成,主要化学成分为亲水性纤维素和半纤维素,分子结构中存在大量的羟基,形成的结构疏松多孔,具有一定吸液性,对空气、水和油脂等物质的阻隔性能较弱,因此不具有很好的防油性能。例如公告号为cn115821641a的发明专利公开了一种纸纤维模塑材料及其制备方法,包括纸纤维层和分别设置在纸纤维层两侧表面的第一功能层和第二功能层,通过在纸纤维层上下表面设置功能层,可以根据实际需要选择功能层的种类,便于实现防水、防腐、防油和防冲击等功能;但是由于设置的功能层直接与外界环境接触,受到外界因素的影响较大,导致功能层容易破损,从而影响功能效果,造成纸浆模塑材料的功能化效果不具有持久性。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种防油性能好的纸浆模塑材料及其制备方法。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种防油性能好的纸浆模塑材料,包括如下重量份组分:木浆悬浮液50-70份、淀粉1-3份、复合型多孔材料5-10份、复配型防油剂30-50份、乳化剂1-3份、松香2-6份、滑石粉3-6份、助留剂0.1-0.6份、去离子水20-40份。

4、作为本发明的进一步优选方案,所述木浆悬浮液的浓度为2-8wt%;

5、所述乳化剂为司盘80、吐温60中至少一种;

6、所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中至少一种。

7、作为本发明的进一步优选方案,所述复合型多孔材料的制备方法如下:

8、1)将鱼皮胶原蛋白和十六烷基三甲基溴化铵依次加入到去离子水中,在室温下充分搅拌后加入氨水以及无水乙醇,混匀后加入氧化石墨烯,超声分散1-3h后,滴加入混合液,充分搅拌后置于40-45℃烘箱中陈化24-30h,然后移至马弗炉中煅烧5-8h,得到多孔微球;

9、2)将二氧化钛与氢氧化钠溶液充分混合后,加入多孔微球,超声分散1-2h,然后转移至反应釜中,在180-200℃下水热反应20-25h,待反应结束后自然冷却至室温,在800-1000r/min下机械搅拌1-3h以及在200-300w下超声震荡30-50min,待处理结束后,经离心分离后用去离子水和乙醇反复洗涤,烘干后得到复合型多孔材料。

10、作为本发明的进一步优选方案,步骤1)中,所述鱼皮胶原蛋白、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氨水、无水乙醇、氧化石墨烯以及混合液的用量比例为(0.5-1.0)g:(1.3-2.6)g:(35-50)ml:(0.5-1.0)ml:(10-18)ml:(0.1-0.5)g:(12-20)ml;

11、所述混合液由正硅酸乙酯和无水乙醇按照体积比1:(5-6)组成;

12、所述马弗炉的煅烧温度为550-580℃。

13、作为本发明的进一步优选方案,步骤2)中,所述二氧化钛、氢氧化钠溶液、多孔微球的用量比例为(3-6)g:(120-160)ml:(5-10)g;

14、所述氢氧化钠溶液的浓度为10-13mol/l。

15、作为本发明的进一步优选方案,所述复配型防油剂的配制方法如下:

16、1)将淀粉、十二烷基硫酸钠以及过硫酸铵依次加入到加入去离子水中,充分搅拌后在80-85℃下加热30-50min,然后将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸置于容器中混合,然后缓慢滴加到反应体系中,在80-85℃下持续反应3-5h,冷却至室温后过滤,并使用氨水将ph值调节至7,备用;

17、2)将冰乙酸加入到去离子水中,充分搅拌后加入壳聚糖,充分搅拌溶解后,再加入海藻酸钠水溶液,充分混合后,滴加入上述备用产物,混合搅拌均匀,即可得到所需的复配型防油剂。

18、作为本发明的进一步优选方案,步骤1)中,所述淀粉、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及甲基丙烯酸的用量比例为(3-5)g:(4-6)g:(0.7-1.2)g:(90-120)ml:(18-25)g:(18-25)g:(1-3)g。

19、作为本发明的进一步优选方案,步骤2)中,所述冰乙酸、去离子水、壳聚糖、海藻酸钠水溶液、上述备用产物的用量比例为(4-6)g:(190-230)ml:(2-4)g:(120-180)ml:(50-60)ml;

20、所述海藻酸钠水溶液的浓度为1.5-2.0wt%。

21、一种防油性能好的纸浆模塑材料的制备方法,具体包括如下步骤:

22、1)按照重量份数计,称取各组分原料,将复合型多孔材料置于真空浸渍罐中,抽真空至30-80pa,然后注入复配型防油剂,真空浸渍20-30min后缓慢泄压至常压,然后再次抽真空至10-50pa,并保持30-50min,泄压至常压后备用;

23、2)将淀粉与去离子水混合,加热糊化30-50min,再加入乳化剂,加热搅拌10-15min,得改性淀粉乳化剂,再将松香加热融化后与改性淀粉乳化剂混合,再加入助留剂,搅拌20-30min后,与滑石粉、上述备用产物一起加入到木浆悬浮液中混合均匀,再经纸浆模塑成型机滤水、挤压成型后脱模、干燥、热压整形,即可得到所需的纸浆模塑材料。

24、作为本发明的进一步优选方案,所述加热糊化的温度为80-85℃;

25、所述加热搅拌的温度为70-76℃。

26、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

27、本发明中,以鱼皮胶原蛋白作为生物质模板,加入氧化石墨烯粉末,采用溶胶-凝胶工艺合成多孔微球,并且以该多孔微球作为沉积基底,以二氧化钛作为原料,在强碱性溶液中溶解,破碎成细小的片层,并在多孔微球的毛细管作用下嵌入到多孔微球的孔隙中,经反应釜中的高温高压作用,使得片层逐渐卷曲结合生成管状结构,并形成具有较大长径比的纳米线,从而得到复合型多孔材料,该复合型多孔材料不仅具有丰富的孔隙结构,为后续复配型防油剂的负载提供充足的空间,而且形成的纳米线通过相互交联构建形成网状结构,可以对复配型防油剂起到一定程度的限固作用,延缓其流失,从而在一定程度上实现缓释,缓慢流出的复配型防油剂不仅可以在纸浆模塑材料中构建形成防油层,起到很好的防油效果,而且当防油层出现破损时,后续缓慢流出的复配型防油剂可以对破损处进行填补,起到修复防油层的效果,从而可以有效的提高防油层的使用周期,实现纸浆模塑材料具有长久高效的防油效果;而且由于复合型多孔材料具有的丰富孔隙结构,具有较低的导热系数,从而可以阻滞热流的传递,使得后续纸浆模塑材料在热压成型中,高温环境中的热量不会对复合型多孔材料中负载的复配型防油剂造成实质性的影响,从而不会影响复配型防油剂的防油效果。

28、本发明中,以淀粉、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸为主要原料,通过自由基聚合法进行接枝共聚制得备用产物,并且与壳聚糖和海藻酸钠共混,从而得到复配型防油剂,该复配型防油剂可以将纸浆模塑材料中的纤维结构完全覆盖,在纸浆模塑材料表面形成具有良好稳定性的致密薄膜,从而在短时间内快速降低纸浆模塑材料表面的油接触角,阻止油脂通过纤维之间的孔隙向纸浆模塑材料内部渗透,而且在一些特殊的酸性环境中,由于壳聚糖中富含带有正电荷的氨基,从而使得防油层能够更好的吸附油脂,并与油脂相互作用形成可溶性离子结构,从而干扰纸浆模塑材料内部纤维对油脂的吸收,同时,由于防油层中富含的羟基对油脂具有一定的排斥作用,从而可以进一步提高防油层的防油性能。

29、本发明中,通过将特殊配制的复配型防油剂,经真空浸渍技术渗入到复合型多孔材料中,使得复配型防油剂在一定程度上实现缓释,缓慢流出的复配型防油剂不仅可以在纸浆模塑材料中构建形成防油层,起到很好的防油效果,而且当防油层出现破损时,后续缓慢流出的复配型防油剂可以对破损处进行填补,起到修复防油层的效果,从而可以有效的提高防油层的使用周期,实现纸浆模塑材料具有长久高效的防油效果。

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