一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料及其制备方法与流程

本发明属于纸浆模塑餐具，具体涉及一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对健康的越来越重视，可降解的纸浆模塑餐具越来越受欢迎，可降解的纸浆模塑餐具是一种环保替代品，旨在减少一次性塑料餐具对环境的影响。这类餐具通常由天然植物纤维制成，如小麦秸秆、甘蔗渣、竹子、稻草、芦苇、棉花秆、植物藤蔓等，通过纸浆模塑技术加工而成。可降解的纸浆模塑餐具具有很多优点：由于原料是可再生的植物纤维，这类餐具在使用后可以在自然环境中生物降解，减少垃圾填埋场的压力。许多纸浆模塑餐具可以承受较高的温度，适合盛装热食。通过添加特殊涂层或助剂，这类餐具能够防止水分和油脂渗透，提高使用便利性。部分产品设计可用于冷冻存储或微波加热。以上优点使可降解的纸浆模塑餐具在很多领域得到应用，比如：餐厅、食堂、外卖服务等场合的一次性餐具需求；日常家庭用餐或聚会时的一次性餐具选择；大型活动、会议、户外聚餐时的一次性餐具解决方案。

2、随着全球对环保的关注日益增加，纸浆模塑餐具作为可持续发展的产品，正逐渐获得市场的认可。我国也在推动减少塑料使用，促进这类环保餐具的应用。同时，技术的进步也在不断提高这类餐具的性能和降低成本，使之更加经济实用。但是目前可降解的纸浆模塑餐具的性能并不理想，有待提升。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，包括以下质量份数的原料：70-75份纸浆、20-25份改性填料、3-7份改性淀粉、1.5-2份聚丁二酸丁二醇酯、1-1.4份邻苯二甲酸二环已酯、0.6-1.0份硬脂酸钠、1.6-3.0份防水剂、1.5-2.0份湿强剂、0.25-0.32份防油剂。

4、进一步地，所述纸浆的制备方法为：将甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板用水浸泡1-1.5h，放入打浆机中，向打浆机中加水，然后再浸泡5-10分钟，开始打浆，直到浆板全部均匀变为纤维，得到纸浆。

5、进一步地，甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板的质量比为1：1.3-1.7：0.5-0.9。

6、进一步地，水的质量是甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板总质量的10-15倍。

7、进一步地，改性淀粉的制备方法为：将10-14质量份无水乙醇和10质量份玉米淀粉，混合均匀，再加入3-5质量份koh，继续搅拌均匀；58-60℃搅拌2-3小时，真空干燥15-20小时，纯化，得到改性淀粉。

8、进一步地，所述纯化步骤为：用冰醋酸洗涤2次，调节ph7.0，再用蒸馏水洗涤3-4次，真空干燥14-16小时后粉碎。

9、进一步地，所述改性填料的制备方法为：

10、（1）将二氧化硅、硅藻土和氧化铝混合，得到混合填料；

11、（2）将1份混合填料和10-15份水混合，加入碳酸钠使ph值为10，在60-65℃下搅拌3-5h，形成悬浮液；

12、（3）将10份悬浮液中加入0.3-0.5份十六烷基三甲基溴化铵混合，搅拌均匀，60-65℃搅拌反应4-6h，过滤、洗涤、干燥，得到改性填料。

13、进一步地，所述的二氧化硅、硅藻土和氧化铝的质量比为1:1.2-1.5:0.6-0.8。

14、进一步地，所述的二氧化硅的粒径为100-200nm；所述硅藻土的粒径为100-200目；所述氧化铝的粒径为10-50nm。

15、本发明还提供了一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：

16、步骤一、配浆；把纸浆泵入配浆池内，加水稀释后把剩余原料投入配浆池内，加入剩余组分，搅拌均匀，然后由浆泵把配好的浆依次经过疏解机、磨浆机、压力筛及除砂器；入成品浆池中待用；

17、步骤二、成型；将成型模具固定在成型机上，启动输浆泵，把纸浆经浆管输送到各成型机浆桶中，在成型机管道真空度为0.05-0.09mpa和气压0.4-0.6mpa的条件下，开启成型机，浆桶中的纸浆通过负压作用将纸浆吸附在成型下模上形成湿坯，湿坯通过负压作用转移至上模，之后湿坯通过气压作用从成型上模剥离出。

18、步骤三、热压定型；将定型上下模固定在定型机上，开机使定型机上下模板的温度升至150-300℃,在定型机管道真空度为0.05-0.09mpa和气压0.4-0.6mpa的条件下，将湿坯转移到定型下模中，开启机器上下模具合模通过高温高压作用对其进行热压处理30-180秒，得到用于纸浆模塑餐具可降解复合材料。

19、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：本发明选用多种原料，使复合材料表现出良好的力学性能和防水性，各组分的特性相互配合，共同提高了复合材料的整体性能，纸浆是复合材料的基础，提供了结构支撑。它的纤维网络形成了纸模的基本骨架，赋予了材料强度和韧性。改性填料经过改性后，可以提高复合材料的密度、硬度和耐磨性，它们填充在纤维间隙中，增强了结构的致密性，从而提升力学性能。改性淀粉不仅可以作为粘合剂增强纤维间的结合力，而且通过改性可以提高其耐水性和热稳定性，改性淀粉还能改善材料的成型性和表面平滑度。通过合理配比这些组分，可以形成一个既坚固又防水的复合材料。复合材料在成型过程中，各组分之间的相互作用形成了一个均匀分布的网络结构，从而实现了力学性能和防水性的优化。

技术特征：

1.一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：70-75份纸浆、20-25份改性填料、3-7份改性淀粉、1.5-2份聚丁二酸丁二醇酯、1-1.4份邻苯二甲酸二环已酯、0.6-1.0份硬脂酸钠、1.6-3.0份防水剂、1.5-2.0份湿强剂、0.25-0.32份防油剂。

2.根据权利要求1所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，所述纸浆的制备方法为：将甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板用水浸泡1-1.5h，放入打浆机中，向打浆机中加水，然后再浸泡5-10分钟，开始打浆，直到浆板全部均匀变为纤维，得到纸浆。

3.根据权利要求2所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板的质量比为1：1.3-1.7：0.5-0.9。

4.根据权利要求2所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，水的质量是甘蔗浆板、芦苇浆板和针叶浆板总质量的10-15倍。

5.根据权利要求1所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，改性淀粉的制备方法为：将10-14质量份无水乙醇和10质量份玉米淀粉，混合均匀，再加入3-5质量份koh，继续搅拌均匀；58-60℃搅拌2-3小时，真空干燥15-20小时，纯化，得到改性淀粉。

6.根据权利要求5所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，所述纯化步骤为：用冰醋酸洗涤2次，调节ph7.0，再用蒸馏水洗涤3-4次，真空干燥14-16小时后粉碎。

7.根据权利要求1所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，所述改性填料的制备方法为：

8.根据权利要求7所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，所述的二氧化硅、硅藻土和氧化铝的质量比为1:1.2-1.5:0.6-0.8。

9.根据权利要求7所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料，其特征在于，所述的二氧化硅的粒径为100-200nm；所述硅藻土的粒径为100-200目；所述氧化铝的粒径为10-50nm。

10.一种权利要求1-9任一项所述的用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种用于纸浆模塑餐具的可降解复合材料及其制备方法，包括以下质量份数的原料：70‑75份纸浆、20‑25份改性填料、3‑7份改性淀粉、1.5‑2份聚丁二酸丁二醇酯、1‑1.4份邻苯二甲酸二环已酯、0.6‑1.0份硬脂酸钠、1.6‑3.0份防水剂、1.5‑2.0份湿强剂、0.25‑0.32份防油剂。本发明选用多种原料，使复合材料表现出良好的力学性能和防水性，各组分的特性相互配合，共同提高了复合材料的整体性能，通过合理配比这些组分，可以形成一个既坚固又防水的复合材料。复合材料在成型过程中，各组分之间的相互作用形成了一个均匀分布的网络结构，从而实现了力学性能和防水性的优化。技术研发人员：袁庆球,冯培勇,李青,叶小强,莫炜玲受保护的技术使用者：广东省汇林包装科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2