一種輕質高強度隔熱防潮復合紙板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種板材的制備方法，尤其涉及一種輕質的、具有優良抗壓抗沖特性，且具有良好防水、隔熱特性的環保復合板的制備方法。
【背景技術】
[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、建筑等領域。在包裝用板領域，由于人們生活水平的提高，物流極大發展，對于包裝的需求飛速增加，而由于商品性質的變化也對其外包裝板提出了更高的要求。除了優異的力學性能包括強度、韌性、彈性等外，環保性也被提出，塑料板由于其結構的可選擇性，可搭配出具有各種不同高性能的板材。但塑料不可降解，將會導致資源的大量浪費和白色污染。
[0003]除此以外，目前環保板材應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，瓦楞紙板因其強度較好而被廣泛應用于包裝領域。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，紙板內瓦楞的存在為紙板提供了優良的強度，但其緩沖性明顯較差，在沖擊中容易遭到破壞。而近20年開發的蜂窩紙板，由于其特殊蜂窩結構的存在，使得板材具有較好的抗沖性而被廣泛的應用。但單獨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。
[0004]除紙板外，在目前的可降解材料中，淀粉因其便宜的價格和廣泛的來源已被深入研究并通過改性與復合制備了多種生活與工業用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。而淀粉也被應用于板材中，但淀粉由于其本身的特點，即使加入了其他的增強物質，在淀粉比例較大的情況下強度仍無法保障。而聚乳酸由于其類似于聚苯乙烯的較好的力學性能也被應用于板材的制備中，然后其本身脆性很大，容易中沖擊中破碎，單獨使用中無法用于緩沖領域。顯然，單獨使用可降解材料作為板材很難達到在較高受力下的要求。同時，單純的板材除力學性能外，很難實現其他的功能特性。目前，對板材越來越高，在不同的領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。單純的板材很難實現以上性能，而結合多層板形成復合板將疊加各板層的性能，以實現更好的性能。而在以往的復合板中，最常見的復合方式為各實心板復合，類似于多層木板的復合，但這種復合的方式雖然可提供更大的強度，但重量較大，且要實現功能性需要更大的體量。如可實現多層復合，利用結構的互補而特殊材料的應用，以達到輕質，高強度、高緩沖的效果，同時實現不同的功能性，無疑將具有巨大的應用前景。
[0005]
【發明內容】
本發明的目的是為了單層板強度、緩沖性較差、且無法實現阻隔性的缺陷，提供一種具有輕質特性，具有優異強度和抗沖性、且可防水隔熱的復合板的制備方法。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種輕質高強度隔熱防潮復合紙板，由多層復合，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、環保發泡緩沖層、抗沖纖維層I1、瓦楞紙芯和底層面紙II和底層的聚乳酸強度板。
[0007]
進一步，所述聚乳酸強度板為以聚乳酸、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，聚乳酸的質量分數介于35-55%之間，聚酯樹脂的質量分數介于8-16%之間，乙烯共聚物增韌劑的質量分數介于35-55%之間，所述塑化劑、抗氧劑的用量均介于主料總質量的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]
進一步，所述環保發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、發泡劑、塑化劑等助劑混合后擠出發泡而成板。主料中，塑化淀粉的質量分數介于35-60%之間，植物纖維的質量分數介于5-15%之間，增韌組分的質量分數介于25-50%之間。相容劑、發泡劑、塑化劑用量均介于主要原料質量的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，通過機械或化學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，優選為淀粉接枝馬來酸酐；發泡劑為物理發泡劑，優選碳酸氫鈉。其泡孔為閉孔結構，孔徑介于100-800um 之間。
[0013]
進一步，所述彈性聚乳酸抗沖板為以聚乳酸、植物纖維、聚己內酯、熱塑性彈性體為主要原料，加入少量發泡劑、相容劑、塑化劑、防水劑、抗氧劑混合后擠出發泡而成板。主料中，聚乳酸的質量分數介于35-55%之間，植物纖維的質量分數介于8-20%之間，聚己內酯的質量分數介于20-35%之間，熱塑性彈性體的質量分數介于10-25%之間；相容劑用量介于聚乳酸質量的2-4%之間，發泡劑用量介于聚乳酸質量的3-10%之間，塑化劑、防水劑、抗氧劑的質量均介于主料總質量的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，優選為馬來酸酐接枝聚乳酸；發泡劑為物理發泡劑，優選碳酸氫鈉，其發泡為微發泡，泡孔介于lum-50um之間，可通過發泡劑的用量、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構成的內空間各面均噴涂有無機纖維素涂層。
[0018]進一步，所述無機纖維噴涂層為將預先制造加工的無機超細纖維棉與特有水基性粘接劑混合，經噴涂后自然干燥后形成具有一定強度和厚度的無接縫、整體穩定密閉的噴涂層。該噴涂層呈現彈性的自然紋理和纖維質地，具有保溫隔熱、減振隔音、隔絕水汽和防火的效果。最優的，無機纖維噴涂層的厚度介于0.1-0.3mm之間。
[0019]
進一步，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合而成；進一步，所述抗沖纖維層1、II中的多層織物為天然纖維或有機合成纖維編制而成的織物，優選的，可為膠粘纖維織物，其中孔徑介于300-600目之間，層數介于2-5層之間。其中填充的納米顆粒懸浮液由分散介質和納米顆粒組成，其中分散介質為具有較高粘度的有機物或有機溶液，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及無機顆粒，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。在受到沖擊力時，懸浮分散液中的球狀納米粒子將迅速聚集，吸收沖擊能量，沖擊結束后，這種聚集消失，分散液重新變為分散常態。防撞軟體具有優異的抗沖擊性能。
[0020]進一步，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]
進一步，所述各層之間均以熱熔膠封閉邊緣以固定。
[0022]
進一步，本發明的有益效果在于，本復合板由多層復合而得，其中，底層的強度板和瓦楞紙板為復合板提供足夠的抗壓強度，抗沖纖維素層為復合板提供良好的瞬時抗沖抵抗性，而環保發泡緩沖層位于復合板中間，起到力學良好的傳導作用，同時，緩沖層具有良好的緩沖特性，其閉孔結構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合抗沖增韌的效果以保障復合板整體的韌性，在蜂窩紙芯和瓦楞紙芯中的無機纖維涂層及起到了優異的阻隔效果，也起到了連接作用，各層板綜合作用，以實現輕質、高強韌和隔熱防水的效果。
[0023]
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例1的截面結構示意圖。
[0025]圖2為實施例2的截面結構示意圖。
[0026]
【具體實施方式】
[0027]以下將詳細描述本發明的示例性實施方法。但這些實施方法僅為示范性目的，而本發明不限于此。
[0028]實施例1
參照圖1，一種輕質高強度隔熱防潮復合紙板，由多層復合，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、環保發泡緩沖層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、聚己內酯、熱塑性彈性體為主要原料，加入少量發泡劑、相容劑、塑化劑、防水劑、抗氧劑混合后擠出發泡而成板。原料中，聚乳酸的質量分數為45%，植物纖維的質量分數為10%，聚己內酯的質量分數為25%，熱塑性彈性體的質量分數為20%。
[0030]相容劑質量為聚乳酸質量的3%，發泡劑用量為聚乳酸質量的6.5%，塑化劑、防水劑、抗氧劑的質量均為主料總質量的2%。
[0031]其中，聚乳酸為聚D-乳酸，分子量介于150