科创中国

行业领域

生物与新医药技术

需求背景

随着我国关于塑料污染治理的各项政策的陆续发布，对各行业塑料制品的使用提出了新

的禁限要求，进一步加强了对食品、餐饮、快递和工业品内包装等行业使用塑料制品的管控，

特别是不可降解的一次性发泡塑料餐盒餐具和工业品缓冲内包装等将在全国范围内陆续被禁

用。与此同时，以植物纤维为原料生产的纸浆，作为一种可降解再生资源，成为了塑料重要

的替代品，纸质的食品包装盒、餐饮具和工业品缓冲内包装等纸浆模塑产品开始在市场上大

量出现。但是，以普通纸浆生产的纸浆模塑产品，浸水后会迅速失去强度，软化变形，对有

防水要求的餐饮具和工业品内包装，普通的纸浆模塑产品无法满足其使用要求。因此，对纸

浆模塑产品进行防水性加工和处理就显得尤为重要。

在当前的制浆造纸工业生产领域，提高纸质产品防水性的加工方法就是在其生产过程中

进行施胶处理，具体的生产方式主要有两种，一种叫表面施胶，另一种叫胶内施胶。表面施

胶防水就是以合成的胶乳、有机高分子固体涂料或薄膜为原料，通过涂敷干燥、热熔淋膜或

热压工艺，将已经成型的原纸作为基纸，在其表面添加一层胶质隔离层，以起到隔离性防水

的作用，目前，纸浆模塑产品采用的胶质隔离层主要以石蜡和聚乙烯为主。经过这种方法制

成的纸浆模塑产品本质是一种由塑料胶层贴覆在基纸表面所形成的复合纸产品，这种复合纸

产品大量使用仍然会带来塑料污染，也将会被陆续禁用，如涂蜡的纸餐盒、纸水杯，淋膜处

理的包装盒、提袋等；胶内施胶就是在纸质产品成型前的料浆里，添加能降低纸质产品表面

自由能，从而降低纸面纤维对水的附着力的施胶剂。当纸面纤维对水的附着力小于水的内聚

力时，水就不会在纸面产生扩散和浸润，从而起到抗液、防水的作用。目前，胶内施胶防水

采用的施胶剂主要是反应型的合成施胶剂—烷基烯酮二聚体（ADK），AKD 是一种中性施胶剂，

与纸浆模塑料浆的 PH 值基本一致，因此在纸浆模塑生产领域被广泛应用。但 AKD 会在纸浆

模塑生产的热压过程中进一步聚合形成难以降解的烷基烯酮高聚物，造成白色污染。随着“禁

塑令”的实施，采用 ADK 作为施胶剂的纸浆模塑产品开始不为市场所接受。

针对上述问题，本项目拟采用天然、可降解的淀粉和松香作为主要原料，将其进行化学

修饰和阳离子化改性后，然后再进行复配，制成可生产防水性纸浆模塑产品的浆内施胶剂，

替代 AKD，并在纸浆模塑产品的工业生产中推广应用，满足在“禁塑令”条件下，对纸浆模

塑产品环保性的要求，助力“禁塑令”的推行和国家“双碳”目标的实现。

需解决的主要技术难题

主要技术难点：

（1）简化了施胶步骤，施胶工艺简单易行，受外界环境影响小，减少了施胶障碍，施胶效果好；

（2）生物质基，可实现全生物降解，对环境不会造成“白色污染”；

（3）环境适配性强，中性或近中性施胶，设备腐蚀小，可用于木浆、草浆、废纸浆等多种浆料单独或复合系统以及滑石粉、碳酸钙等填料存在的系统；

（4）自身呈阳电性，无需借助其它助留剂便能实现较高的自我留着率，形成良好的疏水层，实现施胶，对抄纸性能、成纸的各项性能指标也均有改善和提高，综合经济效益好。

期望实现的主要技术目标

（1）防水时间：≥4h（小试中试持续稳定使用循环白水5次以上用量3%，产线测试第三个班次稳定用量3%）

（2）状态：乳液/液体（不能分层或者有悬作物）

（3）使用现象：和目前一致 （（不能起太多泡（目前只有少量水泡）/不能粘膜（目前无）/不能改变浆料体系PH值（目前PH=6-7））

（4）成本：≤2000元/吨（现阶段只评估原料成本）

（5）保质期 ：≥3月（保质期间不能出现沉淀以及发霉，效果降低）

（6）通过第三方验证合格（包括不限于rohs十项和卤素项目）

处理进度