[发明专利]一种环保型生物质包装材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种环保型生物质包装材料的制备方法。

背景技术

生物质指的是一类可再生的有机物物质，它是由地球上的各种生物利用大气、水、土壤等资源，通过光合作用产生的。根据来源的不同，通常可以把生物质分为三种：植物生物质、动物生物质和微生物生物质。生物质还有狭义和广义之分，狭义上生物质主要是指农作物的秸秆、树木等木质纤维素，农产品加工过程中的下脚料，农林业产生的废弃物及禽畜粪便和废弃物等物质；广义上的生物质不仅包括所有的植物、微生物，还包括把植物、微生物作为食物的动物及其产生的废弃物。

生物质资源的利用主要体现在以下几个方面，生物质材料、生物质能源和纸浆，其中生物质材料是以生物质资源为原材料，通过物理、化学和生物的手段，加工出的性能优良、无污染可降解、可再生的新型材料。其中用来制作包装制品或者包装用途，能够起到保护产品、方便储运、促进销售作用的生物质材料，称为生物质包装材料。目前生物质包装材料的主要应用有：一、生物质可降解塑料，例如聚乳酸塑料薄膜及餐具、淀粉基发泡缓冲材料；二、运输包装，例如生物质人造板、木塑包装箱和托盘；三、生物质纤维包装制品，例如纸浆模塑托盘、废纸纤维缓冲衬垫；四、生物质功能性包装，例如生物质防潮包装、阻燃包装及抗静电包装等。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质包装材料的制备方法，本发明以花生秸秆为生物质来源，将花生秸秆变废为宝，制备出的生物质包装材料具有优异的力学性能和防水性能，属于可降解的环境友好型材料，在食品和农林牧副产品的内包装等方面具有广泛的应用前景。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的，一种生物质包装材料的制备方法，包括以下步骤：

1）生物质材料预处理：将干燥的花生秸秆去除洗净去除泥土后晾干，然后粉碎至粒径为30微米以下的颗粒物；将所得颗粒物采用草酸的水溶液进行酸化处理，然后过滤，得生物质原料；

2）复合添加剂的制备：将胶黏剂、防水剂、增塑剂采用高速分散剪切机进行剪切分散，得复合添加剂；所述胶黏剂、防水剂、增塑剂的重量比为胶黏剂：防水剂：增塑剂=3：2：1；所述防水剂为阴离子型乳化剂AMP与石蜡构成的水乳液；

3）热压成型：将复合添加剂加入到生物质原料中进行充分搅拌混合均匀，混合后均匀填充在长宽高为200 mm×50 mm×20 mm 的压缩模具中进行热压成型得生物质板；所述复合添加剂的加入量为生物质原料重量的3-5%；

4）干燥、裁剪：将热压成型后的生物质进行干燥至水分含量小于5%以下，然后进行裁剪得生物质包装材料；

优选的，步骤1）所述酸化处理是指50℃下在0.2Mol/L的草酸水溶液中浸泡30-40min；

优选的，步骤2）所述的胶黏剂为骨胶、瓜尔胶或海藻酸钠，更有选为骨胶；胶黏剂可粘合生物质材料，保证材料结合面有足够的强度、还可以起到固定、粘结、补漏密封的作用。骨胶是一种以动物的软骨、结缔组织等为原料制成的一种天然胶黏剂，来源广、价格低廉、粘合度高、安全无毒、绿色环保。

优选的，步骤2）所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂或甘油；所述邻苯二甲酸酯类增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二仲辛酯等；增塑剂是工业上广泛使用的一种高分子材料助剂，能够增加聚合物的塑性，使其在加工时具有更好的流动性，并提高制品的柔韧性。增塑剂可以使凤眼莲生物质纤维材料的塑性增强，有利于进一步的热压成型。甘油是一种小分子多元醇，常作为增塑剂制作热塑性淀粉。甘油在物料体系混合过程中能渗透到生物质材料之间，破坏材料内部氢键，减小生物质材料分子间的作用力，从而使材料获得较好的柔韧性和弹性，便于热压成型。

优选的，步骤2）所述的阴离子型乳化剂AMP与石蜡构成的水乳液制备方法如下：将石蜡和阴离子型乳化剂AMP加热至95℃熔化，然后加入95℃的去离子水，去离子水加入完毕后采用30%wt的氢氧化钠水溶液调节pH至8-9后95℃保温搅拌20min得水乳液；

优选的，步骤3）所述的热压成型为热压时先采用逐步加压的方式，同时将模具加热升温，使其有足够的时间和温度蒸发掉材料中多余的水分，待模具温度升到设定温度160℃后，将压力施加到 5 MPa 持续压缩 20 min结束热压工艺；

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1）本发明以花生秸秆为主要原料，解决了花生秸秆资源有效利用的问题，降低了环境负荷，变废为宝；