一种防水防腐可降解的代塑纸及其制备方法与流程

本申请涉及一种防水防腐可降解的代塑纸及其制备方法，属于造纸。

背景技术：

1、随着国内外针对“白色污染”的重视，且针对一次性塑料制品的限制，纸张和竹、木、草等植物纤维被广泛开发利用，纸是目前公认为较环保的包装材料，并且应用场景非常广，以纸代塑是目前必须推行的方案之一。纸是比塑料环保的，因为可以降解，并且也可以回收再利用。但是纸还有很多缺点，比如不防水防腐，不能热封，拉力没有塑料好，不透明等问题。

2、代塑纸是一种以木纤维、纸浆等植物纤维为原料制作的纸质产品，可用于包装、地膜覆盖等用途。与普通塑料薄膜相比，代塑纸具有生物降解、环保等优点。地膜覆盖技术广泛应用于农业大田作物栽培，通过覆盖地表可以提高土壤温度、减少水分损失、抑制杂草生长、防止病虫害等。目前地膜主要使用各类普通合成塑料薄膜。但普通塑料地膜使用后很难降解，会污染土壤环境。

3、因此可降解地膜技术因此成为当前研究热点，已有多种可降解材料用于地膜研发，但各存在一定缺点。纤维素基地膜作为一种木质纤维材料，原料可再生且完全生物降解，但目前防水防腐性差、使用寿命短等问题仍影响应用推广。

4、中国专利cn116065417a-代塑纸生产工艺中公开了通过采用原料浆液混合长纤维，利于定型的同时保证结构强度，避免开裂，同时添加多种添加剂复合成型，保证定型时的整齐度，同时提高耐油耐酸性能，保证包装使用的安全稳定性，但其防水防腐和使用寿命性能有限。中国专利cn111172810a-一种可生物完全降解热封纸及其制备方法与应用公开了通过添加施胶剂、防水剂、防油剂赋予纸张更好的功能性，但最终其用于地膜难以到达要求的使用寿命和性能指标。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供了一种防水防腐可降解的代塑纸及其制备方法，通过采用特定比例的复合木浆，同时配合复配防水剂和防腐剂，具有出色的可降解性，不会对土壤和水体造成长期污染，同时具备卓越的防水和防腐性能，能够在潮湿条件下保持其物理强度，延长使用寿命，同时降低农业地膜和包装纸在湿润环境下的降解速度。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种防水防腐可降解的代塑纸，按重量份数计，包括以下原料制备而成：复合木浆80-100份、遮光剂20-30份、湿强剂5-10份、复配防水剂10-30份和防腐剂2-5份；所述复合木浆由针叶木浆板和阔叶木浆板疏解打浆制备而成，重量比例为(6-8)：(2-4)。

3、具体地，采用该原料和比例的木浆组合，针叶木浆的木质纤维细长强韧，可提供高强度骨架，阔叶木浆中纤维管腔大，木质素等非结晶区成分较多，二者搭配纤维间的结合力高，纸张力学性能和耐久度好。

4、可选地，所述复配防水剂包括聚乙烯乙酸酯和纳米填料，重量比为(3-5)：1。

5、可选地，所述纳米填料包括纳米氢氧化铝和纳米二氧化钛，重量比为(2-4)：1。

6、优选地，纳米氢氧化铝的粒径为50-80nm，纳米二氧化钛的粒径为80-120nm。

7、具体地，通过采用聚乙烯乙酸酯和纳米填料作为防水剂，聚乙烯乙酸酯可提高代塑纸结构完整性，并与纳米填料产生界面吸附作用，增强填料的结合力，氢氧化铝纳米粒子填充聚乙烯乙酸酯分子间的空隙，增加结构密度，从而增加水分子扩散的路径长度，降低透水性；二氧化钛纳米粒子利用其高比表面积吸附水分子，降低水分子的可移动性，二者协同形成立体障碍,增加水分子扩散路径，增强抗水性。同时，纳米二氧化钛具有良好的遮光性能，减少光照透过，有助于控制杂草的生长，还具有良好的光稳定性，降低代塑纸在阳光暴露下的老化和降解。

8、可选地，所述复合木浆的打浆度为20-40°sr。

9、可选地，所述防腐剂包括寡聚乳酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和溶剂；所述溶剂为乙酸乙酯和乙醇。

10、优选地，乙酸乙酯和乙醇的比例为1:1，寡聚乳酸的分子量为100-500。

11、具体地，通过采用寡聚乳酸可在水解时释放乳酸小分子，使周围形成低ph环境，抑制微生物的活性，进而抑制其新陈代谢和繁殖，从而减少代塑纸受到细菌、真菌和霉菌的侵蚀，并且寡聚乳酸水解是渐进的，可持续提供防腐效果，使用寿命长，适当延长降解时间。配合聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，其具有较强的附着性和成膜性能，防止外部因素如水分、氧气、化学物质等侵蚀和氧化代塑纸的木质纤维。

12、可选地，所述寡聚乳酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和溶剂的重量比为(3-4)：(6-7)：(18-20)。

13、具体地，通过限定三者的比例，能够使膜层在具备较好防腐效果的情况下，不影响代塑纸整体的柔韧性和透气性。

14、可选地，所述遮光剂为丙烯酸系树脂乳液或苯乙烯-丙烯酸酯乳液。

15、可选地，所述湿强剂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂中的一种。

16、根据本申请的另一方面，还公开了一种上述防水防腐可降解的代塑纸的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)将针叶木浆板和阔叶木浆板进行疏解，用磨浆机进行磨浆；

18、(2)再加入遮光剂、湿强剂、复配防水剂和防腐剂搅拌均匀后进入造纸机进行抄造所述防水防腐可降解的代塑纸。

19、可选地，步骤(1)中疏解浆液质量浓度为4～6％，疏解时间为30-40min；步骤(2)中以80-150g/m2的定量进行抄造。

20、本申请的有益效果包括但不限于：

21、1.根据本申请的防水防腐可降解的代塑纸，通过采用复合木浆匹配防水剂和防腐剂，木纤维和高分子均可最终生物降解，不会污染环境，同时具备较好的防水和防腐效果，作为地膜使用寿命长，能够满足使用需求。

22、2.根据本申请的防水防腐可降解的代塑纸，通过采用特定的复配防水剂，包括聚乙烯乙酸酯和纳米填料，提供出色的防水性能，纳米填料协同形成立体障碍，增加水分子扩散路径，增强抗水性，从而增加水分子扩散的路径长度，降低透水性。

23、3.根据本申请的防水防腐可降解的代塑纸，通过采用寡聚乳酸和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯组成的防腐剂，减少微生物的生长，延长代塑纸的使用寿命，降低微生物降解和腐蚀，能在前期提供持续的抗菌抗霉效果，减少在前期使用过程的生物降解。

24、4.根据本申请的防水防腐可降解的代塑纸的制备方法，工艺简明易行，原料及设备需求量低，具备规模化低成本生产的条件，适于大规模推广应用。

技术特征：

1.一种防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料制备而成：复合木浆80-100份、遮光剂20-30份、湿强剂5-10份、复配防水剂10-30份和防腐剂2-5份；

2.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述复配防水剂包括聚乙烯乙酸酯和纳米填料，重量比为(3-5)：1。

3.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述纳米填料包括纳米氢氧化铝和纳米二氧化钛，重量比为(2-4)：1。

4.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述复合木浆的打浆度为20-40°sr。

5.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述防腐剂包括寡聚乳酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和溶剂；

6.根据权利要求5所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述寡聚乳酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和溶剂的重量比为(3-4)：(6-7)：(18-20)。

7.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述遮光剂为丙烯酸系树脂乳液或苯乙烯-丙烯酸酯乳液。

8.根据权利要求1所述的防水防腐可降解的代塑纸，其特征在于，所述湿强剂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂中的一种。

9.一种如权利要求1-8中任一所述的防水防腐可降解的代塑纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中疏解浆液质量浓度为4～6％，疏解时间为30-40min；步骤(2)中以80-150g/m2的定量进行抄造。

技术总结
本申请公开了一种防水防腐可降解的代塑纸，按重量份数计，包括以下原料制备而成：复合木浆80‑100份、遮光剂20‑30份、湿强剂5‑10份、复配防水剂10‑30份和防腐剂2‑5份；所述复合木浆由针叶木浆板和阔叶木浆板疏解打浆制备而成，重量比例为(6‑8)：(2‑4)。本申请通过采用特定比例的复合木浆，同时配合复配防水剂和防腐剂，具有出色的可降解性，不会对土壤和水体造成长期污染，同时具备卓越的防水和防腐性能，能够在潮湿条件下保持其物理强度，延长使用寿命，同时降低农业地膜和包装纸在湿润环境下的降解速度。

技术研发人员：郭春明
受保护的技术使用者：潍坊海恩纸业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12