一種輕質(zhì)高強(qiáng)度隔熱防潮復(fù)合紙板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板材的制備方法，尤其涉及一種輕質(zhì)的、具有優(yōu)良抗壓抗沖特性，且具有良好防水、隔熱特性的環(huán)保復(fù)合板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]板材是目前用途最多的材料，且用途非常廣泛，如用于裝飾板、包裝板、建筑等領(lǐng)域。在包裝用板領(lǐng)域，由于人們生活水平的提高，物流極大發(fā)展，對于包裝的需求飛速增加，而由于商品性質(zhì)的變化也對其外包裝板提出了更高的要求。除了優(yōu)異的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、韌性、彈性等外，環(huán)保性也被提出，塑料板由于其結(jié)構(gòu)的可選擇性，可搭配出具有各種不同高性能的板材。但塑料不可降解，將會(huì)導(dǎo)致資源的大量浪費(fèi)和白色污染。
[0003]除此以外，目前環(huán)保板材應(yīng)用最大量的為紙板材料，包括瓦楞紙板、蜂窩紙板以及紙漿模塑。其中，瓦楞紙板因其強(qiáng)度較好而被廣泛應(yīng)用于包裝領(lǐng)域。制作包裝箱所用的瓦楞紙板主要由瓦楞紙、面紙以及里紙組成，瓦楞紙一般設(shè)置2層或3層，中間用芯紙隔開，膠粘成形后形成人們所說的5層板或7層板，紙板內(nèi)瓦楞的存在為紙板提供了優(yōu)良的強(qiáng)度，但其緩沖性明顯較差，在沖擊中容易遭到破壞。而近20年開發(fā)的蜂窩紙板，由于其特殊蜂窩結(jié)構(gòu)的存在，使得板材具有較好的抗沖性而被廣泛的應(yīng)用。但單獨(dú)使用的蜂窩紙板抗壓性較差，無法使用于大重量作用下的保護(hù)。
[0004]除紙板外，在目前的可降解材料中，淀粉因其便宜的價(jià)格和廣泛的來源已被深入研究并通過改性與復(fù)合制備了多種生活與工業(yè)用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。而淀粉也被應(yīng)用于板材中，但淀粉由于其本身的特點(diǎn)，即使加入了其他的增強(qiáng)物質(zhì)，在淀粉比例較大的情況下強(qiáng)度仍無法保障。而聚乳酸由于其類似于聚苯乙烯的較好的力學(xué)性能也被應(yīng)用于板材的制備中，然后其本身脆性很大，容易中沖擊中破碎，單獨(dú)使用中無法用于緩沖領(lǐng)域。顯然，單獨(dú)使用可降解材料作為板材很難達(dá)到在較高受力下的要求。同時(shí)，單純的板材除力學(xué)性能外，很難實(shí)現(xiàn)其他的功能特性。目前，對板材越來越高，在不同的領(lǐng)域需要板材滿足不同的功能性，如在作為墻體材料、包裝材料中往往需要一定的防水、隔熱性，對于食品包裝還需一定的抗菌性等。單純的板材很難實(shí)現(xiàn)以上性能，而結(jié)合多層板形成復(fù)合板將疊加各板層的性能，以實(shí)現(xiàn)更好的性能。而在以往的復(fù)合板中，最常見的復(fù)合方式為各實(shí)心板復(fù)合，類似于多層木板的復(fù)合，但這種復(fù)合的方式雖然可提供更大的強(qiáng)度，但重量較大，且要實(shí)現(xiàn)功能性需要更大的體量。如可實(shí)現(xiàn)多層復(fù)合，利用結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)而特殊材料的應(yīng)用，以達(dá)到輕質(zhì)，高強(qiáng)度、高緩沖的效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的功能性，無疑將具有巨大的應(yīng)用前景。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是為了單層板強(qiáng)度、緩沖性較差、且無法實(shí)現(xiàn)阻隔性的缺陷，提供一種具有輕質(zhì)特性，具有優(yōu)異強(qiáng)度和抗沖性、且可防水隔熱的復(fù)合板的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種輕質(zhì)高強(qiáng)度隔熱防潮復(fù)合紙板，由多層復(fù)合，依次包括表層的彈性聚乳酸抗沖板、抗沖纖維層1、蜂窩紙芯和底層面紙1、環(huán)保發(fā)泡緩沖層、抗沖纖維層I1、瓦楞紙芯和底層面紙II和底層的聚乳酸強(qiáng)度板。
[0007]
進(jìn)一步，所述聚乳酸強(qiáng)度板為以聚乳酸、聚酯樹脂、乙烯共聚物增韌劑為主要原料，加入少量塑化劑、抗氧劑混合后擠出成板。主料中，聚乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于35-55%之間，聚酯樹脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于8-16%之間，乙烯共聚物增韌劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于35-55%之間，所述塑化劑、抗氧劑的用量均介于主料總質(zhì)量的1-3%之間。
[0008]其中，聚乳酸為聚D-乳酸或聚-L乳酸，分子量介于200000-500000之間，聚酯樹脂為聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、熱塑性聚氨酯中的一種；乙烯共聚物增韌劑為EVA或EAA中的一種。
[0009]
進(jìn)一步，所述環(huán)保發(fā)泡緩沖層為以塑化淀粉、植物纖維、增韌組分為主要原料，加入相容劑、發(fā)泡劑、塑化劑等助劑混合后擠出發(fā)泡而成板。主料中，塑化淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于35-60%之間，植物纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于5-15%之間，增韌組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于25-50%之間。相容劑、發(fā)泡劑、塑化劑用量均介于主要原料質(zhì)量的1-3%之間。
[0010]其中，所述塑化淀粉為以甘油為塑化劑塑化處理的天然淀粉、天然淀粉可為玉米淀粉、木薯淀粉中的一種，優(yōu)選的，選擇具有高直鏈度(直鏈含量大于50%)的淀粉；甘油的用量介于淀粉的25-40%之間。
[0011]其中，所述增韌組分為EVA、聚己內(nèi)酯、淀粉接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
[0012]其中，所述植物纖維為以天然纖維為原料，通過機(jī)械或化學(xué)方法處理后得到的微-納米纖維素、其直徑介于10-1OOOnm之間，植物纖維為木纖維、竹纖維、棉纖維中的一種或幾種混合，
其中，所述相容劑為具有親水-親油鏈段特征的大分子或者大分子接枝物，優(yōu)選為淀粉接枝馬來酸酐；發(fā)泡劑為物理發(fā)泡劑，優(yōu)選碳酸氫鈉。其泡孔為閉孔結(jié)構(gòu)，孔徑介于100-800um 之間。
[0013]
進(jìn)一步，所述彈性聚乳酸抗沖板為以聚乳酸、植物纖維、聚己內(nèi)酯、熱塑性彈性體為主要原料，加入少量發(fā)泡劑、相容劑、塑化劑、防水劑、抗氧劑混合后擠出發(fā)泡而成板。主料中，聚乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于35-55%之間，植物纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于8-20%之間，聚己內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于20-35%之間，熱塑性彈性體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于10-25%之間；相容劑用量介于聚乳酸質(zhì)量的2-4%之間，發(fā)泡劑用量介于聚乳酸質(zhì)量的3-10%之間，塑化劑、防水劑、抗氧劑的質(zhì)量均介于主料總質(zhì)量的1-3%之間。
[0014]其中，所述聚乳酸為聚D-乳酸或聚-L乳酸，或兩者的混合物，分子量介于100000-300000之間，植物纖維為木纖維、竹纖維、棉纖維中的一種或幾種混合，其直徑介于10-1OOOum之間，熱塑性彈性體為熱塑性聚氨酯彈性體或EVA彈性體；相容劑為具有親水-親油鏈段特征的大分子或者大分子接枝物，優(yōu)選為馬來酸酐接枝聚乳酸；發(fā)泡劑為物理發(fā)泡劑，優(yōu)選碳酸氫鈉，其發(fā)泡為微發(fā)泡，泡孔介于lum-50um之間，可通過發(fā)泡劑的用量、擠出壓力和摸口卸壓壓力控制來控制泡孔大小。
[0015]進(jìn)一步，所述瓦楞紙芯為U型或V型瓦楞。
[0016]講一步，所述蜂窩紙芯的蜂窩四邊形、正六邊形或菱形。
[0017]進(jìn)一步，所述瓦楞紙芯和底層面紙1、蜂窩紙芯和底層面紙II構(gòu)成的內(nèi)空間各面均噴涂有無機(jī)纖維素涂層。
[0018]進(jìn)一步，所述無機(jī)纖維噴涂層為將預(yù)先制造加工的無機(jī)超細(xì)纖維棉與特有水基性粘接劑混合，經(jīng)噴涂后自然干燥后形成具有一定強(qiáng)度和厚度的無接縫、整體穩(wěn)定密閉的噴涂層。該噴涂層呈現(xiàn)彈性的自然紋理和纖維質(zhì)地，具有保溫隔熱、減振隔音、隔絕水汽和防火的效果。最優(yōu)的，無機(jī)纖維噴涂層的厚度介于0.1-0.3mm之間。
[0019]
進(jìn)一步，抗沖纖維層1、II由多層纖維織物及其中置入的納米顆粒懸浮液復(fù)合而成；進(jìn)一步，所述抗沖纖維層1、II中的多層織物為天然纖維或有機(jī)合成纖維編制而成的織物，優(yōu)選的，可為膠粘纖維織物，其中孔徑介于300-600目之間，層數(shù)介于2-5層之間。其中填充的納米顆粒懸浮液由分散介質(zhì)和納米顆粒組成，其中分散介質(zhì)為具有較高粘度的有機(jī)物或有機(jī)溶液，如甘油、乙二醇，聚乙二醇等，納米顆粒為球狀或其他形狀有機(jī)及無機(jī)顆粒，包括納米S12微球，納米CaCO 3粒子、納米聚苯乙稀微球、聚甲基丙稀酸甲酯微球等，其直徑介于20nm-1000nm之間。懸浮分散液的固/液體積比介于32%_54%之間。在受到?jīng)_擊力時(shí)，懸浮分散液中的球狀納米粒子將迅速聚集，吸收沖擊能量，沖擊結(jié)束后，這種聚集消失，分散液重新變?yōu)榉稚⒊B(tài)。防撞軟體具有優(yōu)異的抗沖擊性能。
[0020]進(jìn)一步，所述納米顆粒懸浮液在抗沖纖維層1、11中為0.4-1.2g/平方厘米織物/層。
[0021]
進(jìn)一步，所述各層之間均以熱熔膠封閉邊緣以固定。
[0022]
進(jìn)一步，本發(fā)明的有益效果在于，本復(fù)合板由多層復(fù)合而得，其中，底層的強(qiáng)度板和瓦楞紙板為復(fù)合板提供足夠的抗壓強(qiáng)度，抗沖纖維素層為復(fù)合板提供良好的瞬時(shí)抗沖抵抗性，而環(huán)保發(fā)泡緩沖層位于復(fù)合板中間，起到力學(xué)良好的傳導(dǎo)作用，同時(shí)，緩沖層具有良好的緩沖特性，其閉孔結(jié)構(gòu)也有利于熱量及水氣的阻隔，外層的蜂窩紙芯和彈性聚乳酸抗沖板起到復(fù)合抗沖增韌的效果以保障復(fù)合板整體的韌性，在蜂窩紙芯和瓦楞紙芯中的無機(jī)纖維涂層及起到了優(yōu)異的阻隔效果，也起到了連接作用，各層板綜合作用，以實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)、高強(qiáng)韌和隔熱防水的效果。
[0023]
【附圖說明】
[0024]圖1為實(shí)施例1的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為實(shí)施例2的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方法。但這些實(shí)施方法僅為示范性目的，而本發(fā)明不限于此。
[0028]實(shí)施例1
參照圖1，一種輕質(zhì)高強(qiáng)度隔熱防潮復(fù)合紙板，由多層復(fù)合，依次包括表層的彈性聚乳酸抗沖板1、抗沖纖維層12、蜂窩紙芯3和底層面紙14、環(huán)保發(fā)泡緩沖層5、抗沖纖維層116、瓦楞紙芯7和底層面紙118和底層的聚乳酸強(qiáng)度板9。
[0029]所述彈性聚乳酸抗沖板I為以聚乳酸、植物纖維、聚己內(nèi)酯、熱塑性彈性體為主要原料，加入少量發(fā)泡劑、相容劑、塑化劑、防水劑、抗氧劑混合后擠出發(fā)泡而成板。原料中，聚乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%，植物纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，聚己內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，熱塑性彈性體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。
[0030]相容劑質(zhì)量為聚乳酸質(zhì)量的3%，發(fā)泡劑用量為聚乳酸質(zhì)量的6.5%，塑化劑、防水劑、抗氧劑的質(zhì)量均為主料總質(zhì)量的2%。
[0031]其中，聚乳酸為聚D-乳酸，分子量介于150