专利名称：一种麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种麦草浆筛渣的综合利用方法，具体涉及一种麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法。
背景技术：
植物纤维原料是一廉价的可再生资源，可反复使用，且使用后会降解而不会产生污染问题，且还可以再循环利用。我国是非木材纤维原料制浆大国，年产非木材纤维浆料 (主要是麦草浆)约1700多万吨，需要原料约4200多万吨，按浆渣率2%(对原料)计算，制浆过程中产生的浆渣约84万吨。这些浆渣主要是未蒸解的纤维束及草节，杂细胞含量较高， 即使再回蒸，其强度也较低，因而只有烧掉或排掉。因此有效利用这些浆渣，使其变废为宝， 将具有重大意义。在当前包装所用的缓冲材料中，主要采用聚苯乙烯及其它发泡聚合物，这类发泡塑料具有良好的吸振、缓冲性能，重量轻、易加工，但是，发泡塑料不能回收，污染环境是其突出的缺点。纤维素纤维缓冲包装材料具有很好的生物可降解性、环境协调性，它能完全降解腐烂，入土可作肥料，正好克服了化工发泡塑料的缺点。关于植物纤维发泡缓冲材料的研究及成果，CN1147978A专利采用了利用亚铵法处理的植物纤维进行发泡，亚铵法产生的黑液难于处理，已属于淘汰之列，且无发泡材料的指标。而CN 1884382A专利则用麻杆、高粱杆及玉米杆等经粉碎机粉碎成颗粒，然后加入发泡剂等经微波进行发泡，该法使植物的杆粉粉碎成颗粒及粉末，无法形成单根纤维而影响了材料性能。
发明内容
针对制浆产生的浆渣产量大、不能充分利用及化学发泡塑料难于降解的问题，本发明提供了一种浆渣的利用方法，即利用麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法，该方法以麦草浆筛渣为原料，有效回收利用了筛渣，所得的发泡缓冲材料可降解，不会污染环境。本发明是通过以下措施实现的
一种麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法，其特征是包括以下步骤
(1)麦草浆筛渣加入磨浆机中进行打浆，使筛渣中的纤维束分散成单根纤维；
(2)将打浆后的浆料筛除大于2.2mm的纤维束，然后浓缩至干度为35 42%，得组分A ；
(3)将组分A与粘合剂、发泡剂、交联剂、润滑剂及脱模剂混合均勻，注入模具中，在 150 180°C下进行发泡；
(4)发泡完成、材料定型后，将温度降至120 140°C进行干燥，干燥后脱模即得发泡缓冲材料。进一步的，步骤(1)中，打浆浓度为12 15%。进一步的，步骤(2)中，浆料通过压力筛筛除纤维束，压力筛筛板孔径Φ为1. 8 2. 2mm。进一步的，步骤(3)中，粘合剂为改性淀粉，优选玉米羧甲基淀粉，取代度0. 1 0. 2，交联剂为硼砂，润滑剂为硬脂酸单甘油酯，脱模剂为有机硅乳液。进一步的，步骤(3)中，粘合剂用量为组分A绝干质量的15 30%，交联剂用量为组分A绝干质量的0. 5 2%，润滑剂用量为组分A绝干质量的0. 5 2%，脱模剂用量为组分A绝干质量的0. 05 0. 1%。进一步的，发泡剂用量为组分A绝干质量的6 20%，所述发泡剂为NaHC03、(NH4) 2 CO3和NH4H CO3的混合物，其中NaHCO3为组分A绝干质量的0 2%，(NH4) 2C03为组分A绝干质量的2 6%，NH4HCO3为组分A绝干质量的4 12%。本发明提供了一种制浆中产生的浆渣的回收利用方法，为造纸企业实现了节能减排，其工艺流程见图1，包括两部分其一是麦草浆渣的分丝处理，利用磨浆机将浆渣分散成单根纤维，再用筛浆机筛除过大尺寸的纤维束，然后脱水即为组分A，所得组分A不需干燥可直接进入第二部分进行发泡；其二是组分A的发泡，将组分A加入捏合机中分别加入粘合剂、发泡剂、交联剂、润滑剂及脱模剂，经充分混合后，注入模具中，加热发泡，待发泡材料定型后，继续加热至发泡材料干燥，然后脱模即得到发泡缓冲材料成品。本发明的创新点是以筛渣为原料，即解决了环境污染问题，又为造纸厂筛渣处理提供了一个有效途径。在处理时，将筛渣中的纤维束进行了分丝处理，成为了短小的纤维， 提高了产品的性能，而且，得到的组分A可直接用于发泡，而无须将其进行干燥，简化了操作，为工业化大生产提供了便利。在发泡时，首选经过量实验及钻研对粘合剂、发泡剂、交联齐U、润滑剂、脱模剂等助剂及它们的加入量进行选择，然后控制合适的发泡时间，使发泡顺利进行，最终得到发泡缓冲材料，其性能都得到了很好的提高。综上所述，本发明将麦草浆筛渣经磨浆分丝、筛选及浓缩脱水后不需干燥，直接加入发泡所需的粘合剂、发泡剂等成分进行发泡，方法简单，所得发泡材料具有较低的表观密度、较高的抗压强度，生产成本低，无液体或固体废料产生，废气主要是C02、NH4和H2O,可冷却回收，不会对环境造成不利影响。本方法将制浆所得的筛渣充分利用，作为制备发泡缓冲材料的原料，一方面使资源循环利用，解决造纸生产中的废料问题，另一方面得到的缓冲材料易于降解，减少了环境污染，将能替代发泡塑料作为缓冲材料，取得较好的经济和社会效
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图1为本发明工艺流程图。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合具体实例来进一步说明，应该明确的是，下述实施例仅起到解释的作用，并不对本发明进行限定。如无特别说明，在加入粘合剂、发泡剂、交联剂、润滑剂及脱模剂进行发泡时，它们的加入量均以组分A的绝干质量计。实施例1
采用山东某造纸厂的麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料，步骤如下
1)麦草浆筛渣经螺旋输送机送至中浓磨浆机，采用轻刀打浆，打浆浓度12 15%；
2)打好的浆料经压力筛筛选，筛板的孔径为Φ1. 8 2. 2mm,筛选后浆的浓度在1. 0 2. 0%之间；3)筛后浆料经螺旋挤浆机浓缩至干度38%，即得到组分A；
4)将组分A加入捏合机中，分别依次加入玉米羧甲基淀粉诹代度0.1 0.2)粘合剂， NaHCO3^ (NH4) 2C03和NH4HCO3混合发泡剂，硼砂、硬脂酸单甘油酯及有机硅乳液，充分混合均勻，得到组分B，组分B的固含量为30wt%，控制温度为常温，将组分B浇注至模具中；所用玉米羧甲基淀粉用量为组分A的20%，发泡剂的用量为组分A的12%，其中，NaHC03、(NH4) 2C03和NH4HCO3分别为组分A绝干质量的1. 5%，3. 5%和7%，硬脂酸单甘油酯的用量为组分A 的1%，硼砂的用量为组分A的1%，有机硅乳液的用量为组分A的0. 05% ；
5)在微波或红外干燥机进行发泡，发泡温度为170°C，待组分B中发泡剂分解为气体组分B体积膨胀并定型后，降温至120°C继续干燥，脱模即得到发泡缓冲材料，其各项检测指标如表1所示。实施例2
1)采用的麦草浆筛及打浆、筛选和浓缩方法同实施例1，
2)将组分A加入捏合机中，分别依次加入玉米羧甲基淀粉(取代度0.1 0.2)粘合剂， NaHCO3^ (NH4) 2C03和NH4HCO3混合发泡剂，硼砂、硬脂酸单甘油酯及有机硅乳液，充分混合均勻，得到组分B，组分B的固含量为30wt%，控制温度为常温，将组分B浇注至模具中；所用玉米羧甲基淀粉用量为组分A的20%，发泡剂的用量为组分A的12%，其中，NaHC03、(NH4) 2C03和NH4HCO3分别为组分A绝干质量的1. 5%，3. 5%和7%，硬脂酸单甘油酯的用量为组分A 的1%，硼砂的用量为组分A的1%，有机硅乳液的用量为组分A的0. 05% ；
3)在微波或红外干燥机进行发泡，发泡温度为150°C，待组分B中发泡剂分解为气体组分B体积膨胀并定型后，降温至120°C继续干燥，脱模即得到发泡缓冲材料，其各项检测指标如表1所示。实施例3
1)采用的麦草浆筛及打浆、筛选和浓缩方法同实施例1，
2)将组分A加入捏合机中，分别依次加入玉米羧甲基淀粉(取代度0.1 0.2)粘合剂， NaHCO3^ (NH4) 2C03和NH4HCO3混合发泡剂，硼砂、硬脂酸单甘油酯及有机硅乳液，充分混合均勻，得到组分B，组分B的固含量为30wt%，控制温度为常温，将组分B浇注至模具中；所用玉米羧甲基淀粉用量为组分A的20%，发泡剂的用量为组分A的12%，其中，NaHC03、(NH4) 2C03和NH4HCO3分别为组分A绝干质量的1. 5%，3. 5%和7%，硬脂酸单甘油酯的用量为组分A 的1%，硼砂的用量为组分A的1%，有机硅乳液的用量为组分A的0. 05% ；
3)在微波或红外干燥机进行发泡，发泡温度为180°C，待组分B中发泡剂分解为气体组分B体积膨胀并定型后，降温至120°C继续干燥，脱模即得到发泡缓冲材料，其各项检测指标如表1所示。实施例4
1)采用的麦草浆筛及打浆、筛选和浓缩方法同实施例1，得到组分A的干度35%。2)将组分A加入捏合机中，分别依次加入玉米羧甲基淀粉(取代度0. 1 0.2)粘合剂，NaHCO3^ (NH4) 2C03和NH4HCO3混合发泡剂，硼砂、硬脂酸单甘油酯及有机硅乳液，充分混合均勻，得到组分B，组分B的固含量为，控制温度为常温，将组分B浇注至模具中；所用玉米羧甲基淀粉用量为组分A的15%，发泡剂的用量为组分A的6%，其中，NaHCO3, (NH4) 2C03和NH4HCO3分别为组分A绝干质量的0%，2%和4%，硬脂酸单甘油酯的用量为组分A的0. 5%，硼砂的用量为组分A的0. 5%，有机硅乳液的用量为组分A的0. 05% ；
3)在微波或红外干燥机进行发泡，发泡温度为170°C，待组分B中发泡剂分解为气体组分B体积膨胀并定型后，降温至120°C继续干燥，脱模即得到发泡缓冲材料，其各项检测指标如表1所示。实施例5
1)采用的麦草浆筛及打浆、筛选和浓缩方法同实施例1，得到组分A的干度42%
2)将组分A加入捏合机中，分别依次加入玉米羧甲基淀粉(取代度0.1 0.2)粘合剂， NaHCO3^ (NH4) 2C03和NH4HCO3混合发泡剂，硼砂、硬脂酸单甘油酯及有机硅乳液，充分混合均勻，得到组分B，组分B的固含量为35wt%，控制温度为常温，将组分B浇注至模具中；所用玉米羧甲基淀粉用量为组分A的30%，发泡剂的用量为组分A的20%，其中，NaHC03、(NH4) 2C03和NH4HCO3分别为组分A绝干质量的2%，6%和12%，硬脂酸单甘油酯的用量为组分A的 2%，硼砂的用量为组分A的2%，有机硅乳液的用量为组分A的0. 05% ；
3)在微波或红外干燥机进行发泡，发泡温度为170°C，待组分B中发泡剂分解为气体组分B体积膨胀并定型后，降温至120°C继续干燥，脱模即得到发泡缓冲材料，其各项检测指标如表1所示。实施例6
采用实施例5的方法制备发泡缓冲材料，不同的是，脱模剂有机硅乳液的用量为组分A 的0. 1%，所得产品各项指标与实施例5相似。实施例7
采用实施例5的方法制备发泡缓冲材料，不同的是，B体积膨胀并定型后，降温至140°C 继续干燥，所得产品各项指标与实施例5相似。
权利要求
1.一种麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法，其特征是包括以下步骤(1)麦草浆筛渣加入磨浆机中进行打浆，使筛渣中的纤维束分散成单根纤维；(2)将打浆后的浆料筛除大于2.2mm的纤维束，然后浓缩至干度为35 42%，得组分A ；(3)将组分A与粘合剂、发泡剂、交联剂、润滑剂及脱模剂混合均勻，注入模具中，在 150 180°C下进行发泡；(4)发泡完成、材料定型后，将温度降至120 140°C进行干燥，干燥后脱模即得发泡缓冲材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(1)中，打浆浓度为12 15%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(2)中，浆料通过压力筛筛除纤维束，压力筛筛板孔径Φ为1. 8 2. 2mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中，粘合剂为改性淀粉，交联剂为硼砂，润滑剂为硬脂酸单甘油酯，脱模剂为有机硅乳液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是步骤(3)中，所述改性淀粉为玉米羧甲基淀粉，取代度0. 1 0.2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中，粘合剂用量为组分A绝干质量的15 30%，交联剂用量为组分A绝干质量的0. 5 2%，润滑剂用量为组分A绝干质量的 0. 5 2%，脱模剂用量为组分A绝干质量的0. 05 0. 1%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中，发泡剂用量为组分A绝干质量的6 20%，所述发泡剂为NaHC03、(NH4) 2 CO3和NH4H CO3的混合物，其中NaHCO3为组分A 绝干质量的0 2%，(NH4)2CO3为组分A绝干质量的2 6%，NH4HCO3为组分A绝干质量的 4 1觊。
全文摘要
本发明公开了一种麦草浆筛渣生产发泡缓冲材料的方法，包括麦草浆筛渣加入磨浆机中进行打浆，将筛渣中的纤维束分散成单根纤维；将打浆后的浆料筛除大于2.2mm的纤维束，然后浓缩至干度为35～42%，得组分A；将组分A与粘合剂、发泡剂、交联剂、润滑剂及脱模剂混合均匀，注入模具中，在150～180℃下进行发泡；发泡完成、材料定型后，将温度降至120～140℃进行干燥，干燥后脱模即得发泡缓冲材料。本发明方法简单，将制浆所得的筛渣充分利用，解决了造纸生产中的废料问题，所得发泡材料具有较低的表观密度、较高的抗压强度，易于降解，减少了环境污染，具有较好的经济和社会效益。
文档编号C08K5/103GK102408738SQ201110248390
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者于冬梅, 吴朝军, 王代启, 赵传山 申请人:山东轻工业学院