本發(fā)明涉及包裝材料領(lǐng)域，具體涉及一種代木包裝材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)社會轉(zhuǎn)化為信息社會，人類逐漸進(jìn)入科技文明時代，并開始反思人與自然的關(guān)系，然而我們?nèi)栽诓粩嘞淖匀唤绲漠a(chǎn)物，破壞自然界的平衡。我國屬于少林國家，木材蓄積量、人均木材消耗量、人均森林資源的過量采伐和不合理消耗已使我國面臨森林資源危機(jī)。面對如此形勢，除了大力營造人工林和高效利用現(xiàn)有森林資源外，積極拓寬不依賴于木材資源的代用原料，緩解森林資源危機(jī)，是無可非議的選擇。我國曾提出過“以鋼代木”和“以塑代木”等措施，它對緩和木材供需矛盾起過一定作用，但從可持續(xù)發(fā)展角度來看，卻并不能解決根本問題。而采用可循環(huán)資源如竹類、草類來生產(chǎn)代木材料無疑是一種很好的選擇，因此，研究開發(fā)出性能佳，工藝簡單且應(yīng)用范圍廣的代木材料對于資源利用，環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
要解決的技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種代木包裝材料，具有很好的力學(xué)性能，抗沖擊性能也較好，同時本材料還具有很好的防水性，防水效果佳。
技術(shù)方案：一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿40-60份、稻草秸稈30-50份、龍須草漿30-50份、聚丙烯8-15份、大豆分離蛋白7-10份、β-環(huán)糊精3-6份、改性大豆磷脂2-4份、小麥胚芽油0.5-1份、羧甲基纖維素鈉2-4份、環(huán)氧大豆油1-3份、硼酸鈉0.5-1份、氫氧化鈉3-5份、去離子水100-150份。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿45-55份、稻草秸稈35-45份、龍須草漿35-45份、聚丙烯10-13份、大豆分離蛋白8-9份、β-環(huán)糊精4-5份、改性大豆磷脂2.5-3.5份、小麥胚芽油0.6-0.9份、羧甲基纖維素鈉2.5-3.5份、環(huán)氧大豆油1.5-2.5份、硼酸鈉0.6-0.9份、氫氧化鈉0.15-0.25份、去離子水110-140份。
上述代木包裝材料的制備方法包括以下步驟：
（1） 將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎5-10分鐘，過100目篩；
（2） 加入氫氧化鈉和30-50份去離子水組成的溶液，浸泡70-90分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；
（3） 加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速120-150r/min下攪拌20-40分鐘；
（4） 將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌20-30分鐘；
（5） 將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩10-30分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速250-400r/min下攪拌10-20分鐘；
（6） 干燥，至含水率達(dá)到20-30%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為180-185℃，熱壓時間為25-35分鐘。
進(jìn)一步的，所述的一種代木包裝材料的制備方法，所述的步驟（2）中浸泡時間為75-85分鐘。
進(jìn)一步的，所述的一種代木包裝材料的制備方法，所述的步驟（3）中轉(zhuǎn)速為130-140r/min，攪拌時間為25-35分鐘。
進(jìn)一步的，所述的一種代木包裝材料的制備方法，所述的步驟（5）中振蕩時間為15-25分鐘，轉(zhuǎn)速為300-350r/min，攪拌時間為15分鐘。
進(jìn)一步的，所述的一種代木包裝材料的制備方法，所述的步驟（6）中熱壓溫度為181-184℃，熱壓時間為30分鐘。
有益效果：本發(fā)明的代木包裝材料具有很好的力學(xué)性能，其拉伸強(qiáng)度和洛氏硬度最高分別可達(dá)24.6MPa和106.5，抗沖擊性能也較好，沖擊強(qiáng)度可達(dá)5.1KJ/m2，另外本材料還具有很好的防水性，吸水厚度膨脹率僅為4.1%，防水效果佳。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿40份、稻草秸稈30份、龍須草漿30份、聚丙烯8份、大豆分離蛋白7份、β-環(huán)糊精3份、改性大豆磷脂2份、小麥胚芽油0.5份、羧甲基纖維素鈉2份、環(huán)氧大豆油1份、硼酸鈉0.5份、氫氧化鈉3份、去離子水100份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎5分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和30份去離子水組成的溶液，浸泡70分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速120r/min下攪拌20分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌20分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩10分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速250r/min下攪拌10分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到20%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為180℃，熱壓時間為25分鐘。
實(shí)施例2
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿45份、稻草秸稈35份、龍須草漿35份、聚丙烯10份、大豆分離蛋白8份、β-環(huán)糊精4份、改性大豆磷脂2.5份、小麥胚芽油0.6份、羧甲基纖維素鈉2.5份、環(huán)氧大豆油1.5份、硼酸鈉0.6份、氫氧化鈉0.15份、去離子水110份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎6分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和35份去離子水組成的溶液，浸泡75分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速130r/min下攪拌25分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌25分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩15分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速300r/min下攪拌15分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到25%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為181℃，熱壓時間為30分鐘。
實(shí)施例3
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿50份、稻草秸稈40份、龍須草漿40份、聚丙烯11.5份、大豆分離蛋白8.5份、β-環(huán)糊精4.5份、改性大豆磷脂3份、小麥胚芽油0.75份、羧甲基纖維素鈉3份、環(huán)氧大豆油2份、硼酸鈉0.75份、氫氧化鈉4份、去離子水125份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎7分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和40份去離子水組成的溶液，浸泡80分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速135r/min下攪拌30分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌25分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩20分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速325r/min下攪拌15分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到25%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為182℃，熱壓時間為30分鐘。
實(shí)施例4
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿55份、稻草秸稈45份、龍須草漿45份、聚丙烯13份、大豆分離蛋白9份、β-環(huán)糊精5份、改性大豆磷脂3.5份、小麥胚芽油0.9份、羧甲基纖維素鈉3.5份、環(huán)氧大豆油2.5份、硼酸鈉0.9份、氫氧化鈉0.25份、去離子水140份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎9分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和45份去離子水組成的溶液，浸泡85分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速140r/min下攪拌35分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌25分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩25分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速350r/min下攪拌15分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到25%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為184℃，熱壓時間為30分鐘。
實(shí)施例5
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿60份、稻草秸稈50份、龍須草漿50份、聚丙烯15份、大豆分離蛋白10份、β-環(huán)糊精6份、改性大豆磷脂4份、小麥胚芽油1份、羧甲基纖維素鈉4份、環(huán)氧大豆油3份、硼酸鈉1份、氫氧化鈉5份、去離子水150份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎10分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和50份去離子水組成的溶液，浸泡90分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速150r/min下攪拌40分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌30分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩30分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速400r/min下攪拌20分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到30%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為185℃，熱壓時間為35分鐘。
對比例1
本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于不含有龍須草漿，以慈竹漿代替。具體地說是：
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿80份、稻草秸稈35份、聚丙烯10份、大豆分離蛋白8份、β-環(huán)糊精4份、改性大豆磷脂2.5份、小麥胚芽油0.6份、羧甲基纖維素鈉2.5份、環(huán)氧大豆油1.5份、硼酸鈉0.6份、氫氧化鈉0.15份、去離子水110份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎6分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和35份去離子水組成的溶液，浸泡75分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、改性大豆磷脂、小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油，在轉(zhuǎn)速130r/min下攪拌25分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌25分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩15分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速300r/min下攪拌15分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到25%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為181℃，熱壓時間為30分鐘。
對比例2
本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于不含有小麥胚芽油和環(huán)氧大豆油。具體地說是：
一種代木包裝材料，由以下成分以重量份制備而成：慈竹漿45份、稻草秸稈35份、龍須草漿35份、聚丙烯10份、大豆分離蛋白8份、β-環(huán)糊精4份、改性大豆磷脂2.5份、羧甲基纖維素鈉2.5份、硼酸鈉0.6份、氫氧化鈉0.15份、去離子水110份。
上述代木包裝材料的制備方法為：（1）將稻草秸稈放入粉碎機(jī)中進(jìn)行間接粉碎6分鐘，過100目篩；（2）加入氫氧化鈉和35份去離子水組成的溶液，浸泡75分鐘，過濾，用清水洗凈后室溫下晾干；（3）加入慈竹漿、龍須草漿和改性大豆磷脂，在轉(zhuǎn)速130r/min下攪拌25分鐘；（4）將大豆分離蛋白、β-環(huán)糊精、羧甲基纖維素鈉、硼酸鈉和剩余去離子水混合，攪拌25分鐘；（5）將上述兩種混合物混合，加入聚丙烯，放入超聲儀中進(jìn)行超聲振蕩15分鐘，用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速300r/min下攪拌15分鐘；（6）干燥，至含水率達(dá)到25%，鋪裝于模具中后進(jìn)行熱壓成型即得，熱壓溫度為181℃，熱壓時間為30分鐘。
本發(fā)明材料的部分性能指標(biāo)見下表1，我們可以看到，本包裝材料具有很好的力學(xué)性能，其拉伸強(qiáng)度和洛氏硬度最高分別可達(dá)24.6MPa和106.5，抗沖擊性能也較好，沖擊強(qiáng)度可達(dá)5.1KJ/m2，另外本材料還具有很好的防水性，吸水厚度膨脹率僅為4.1%，防水效果佳。
表1 代木包裝材料的部分性能指標(biāo)