CN102704330A - 纸箱防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防水涂料，特别涉及一种纸箱防水涂料，其按照重量份数包括如下组分：石蜡微乳液30-120，二甲基硅油50-90，乳化剂4-8；按照如下方法制备而成：（1）将石蜡微乳液加热至50-180℃；（2）加入二甲基硅油并搅拌0.5-3小时；（3）加入乳化剂，高速搅拌10-40min，冷却至室温。本发明的纸箱防水涂料对于人体和环境均无污染，并且与基材结合牢固、防水性能优异。

Description

纸箱防水涂料

技术领域

本发明涉及水性涂料，尤其是一种纸箱防水涂料及其制备方法。

背景技术

纸箱是目前绝大多数产品最常见的外包装形式，是保护产品外观、功能、完整性等的第一道防线，又由于水是造成许多产品外观及功能损害的最大元凶，因此消费大众对于纸箱的防水性有着极高的要求。增强纸箱防水性的方法主要是在纸箱表面加涂防水涂料层，加涂的方法主要有机印刷、手工涂刷、喷涂等。现有的纸箱防水涂料普遍含有大量的有机溶剂，对于空气的污染严重，不符合环保的要求；同时表面张力大、流动性不高、与基材（如纸张）分子间的结合不紧密、不牢固，因此不能很好地附着、润湿、渗透基材，涂层表面不平整、不光洁，开裂、失光的现象时有发生，防水性能低且不持久。

CN 101857755A公开了一种乳胶漆涂料表面拒水涂饰剂，按照下列原料配比而成：丙烯酸树脂乳液、蜂蜡、三乙酸铵、抗紫外线剂、防霉剂、自来水；制备方法为：A、将自来水加热至90-120℃；B、当A步骤加热结束后，向加热的水中加入蜂蜡，待溶化后，在强烈搅拌下，滴加三乙酸铵，完毕后冷却至常温；C、待B步骤反应结束后，加入抗紫外线剂和防霉剂，搅拌均匀后再与丙乙酸树脂溶液混合均匀即成；本发明可为内外墙乳胶漆涂料表面的罩面，使胶漆涂料表面具有光泽和硬度延长乳胶漆涂料寿命高达2-4倍，提高耐擦洗度，具有不沾水的特性。提高乳胶漆涂料的抗污性；还可为纸箱、包装纸、水泥地面等物品表面涂饰，防水防潮，耐磨抗老化，提高物品的档次。由于水在100℃时即会沸腾蒸发为水蒸气，很难加热到100℃以上甚至120℃，向其中加入蜂蜡后很难充分溶化，因此该技术方案难以充分实现。同时，原料中选用了对于皮肤、粘膜、眼睛、鼻腔、咽喉、肺部都有刺激性的乙酸铵，对于人体和环境都有污染，不安全环保。

CN 101492590A公开了一种水性涂料及其制备方法，其各组分的重量比为石蜡∶氧化聚乙烯蜡∶op-10(辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚)∶松香＝6～10∶5～9∶0.5～1.5∶3～5；制备方法为（a）将原料加热熔融；（b）加入氢氧化钠，与氧化聚乙烯蜡和松香里的酸反应；（c）反应完全后，加水乳化。该水性涂料是用于对纸箱的防水处理，可以机印刷、手工涂刷和喷涂，并且无有机挥发物排放，降低了大气污染，改善了作业环境。其缺点在于，原料松香中经常会含有铅等重金属和有毒化合物，对人体健康和环境安全仍有影响，此外其防水效果并不理想。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提供一种对于人体和环境均无污染并且与基材结合牢固、防水性能优异的纸箱防水涂料。本发明的另一目的在于提供该纸箱防水涂料的制备方法。

为达到上述目的一，本发明采用如下技术方案：

一种纸箱防水涂料，按照重量份数包括如下组分：石蜡微乳液30-120，二甲基硅油50-90，乳化剂4-8。

所述石蜡微乳液又叫乳化石蜡，是石蜡溶于水再加入中性非离子乳化剂后制得的灰白色均质半透明液体，具有抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强等特点，尤其是稳定性及分散性极好，以任意比例被水稀释后不分层、不破乳、不结块，因此保质期长。以石蜡微乳液作为本发明纸箱防水涂料的主要成分，可以促进胶质在基材（如纸张）纤维结构中的均匀分布，因而降低基材的吸湿性，使基材固有的吸收网膜具有理想的抗水强度。此外，含有了石蜡微乳液的防水涂料，能够提高涂膜的抗划伤性能、表面疏水性能以及抗粘防污性能，使涂膜更加爽滑；还可以抵消树脂粘合剂与各种颜料混合时的影响，可印性得以改善。

所述石蜡微乳液的重量份数为30-120，例如可以是30-50，35-110，52-67，41-84，63-117，80-90，75-120，30，57，69，88，99，106，119，120；优选为50-100；进一步优选为60-80。

优选地，所述石蜡微乳液的固含量为20%-40%，例如，20%-30%，25%-32%，29-39%，35%-40%，20%，22%，26%，28%，31%，34%，38%；优选为25%-35%；进一步优选为28%-32%；最优选为30%。

优选地，所述石蜡微乳液的PH值为7-9，例如7-8.5，7.5-8.6，7.9-9，8.2-8.8，7，7.1，7.7，8.3，8.5，9；优选为7.5-8.5；进一步优选为7.8-8.2；最优选为8。所述中性非离子乳化剂可以是本领域技术人员能够获知的任意一种醚类非离子乳化剂、酯类非离子乳化剂、端羟基封闭的非离子乳化剂或者非离子型高分子乳化剂，例如可以是乳化剂OP系列中的任意一种、乳化剂BP、二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、烷基芳基磺酸钠、烷基联苯基醚磺酸盐、硫酸化蓖麻油、松酯酸皂、农乳700号等，优选为乳化剂OP-10(辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚)。

所述二甲基硅油，化学名称为聚二甲基硅氧烷，是一种无色透明的新型合成高分子材料，具有良好的化学稳定性、优异的电绝缘性和耐高低温性，闪点高、凝固点低，可在-50℃～200℃下长期使用，粘温系数小、压缩率大，表面张力低，憎水防潮性好，比热导热系数小，因此含有了二甲基硅油的防水涂料具有特殊的滑爽性、柔软性、憎水性、防霉性和绝缘性，涂后可增加光亮，不浮包、不起皱，防水性能优异。此外，二甲基硅油对人体无生毒性，亦不被体液分解，可广泛用于医疗卫生事业中，故含有了二甲基硅油的防水涂料对人体和环境均极其友好，安全环保。

所述二甲基硅油的重量份数为50-90，例如可以是50-75，52-87，60-90，70-90，80-90，50，64，72，78，81，85，90；优选为60-80；进一步优选为65-75。优选地，所述二甲基硅油的粘度为5-8000000cps，从极易流动的液体到稠厚的半固态物均可，例如可以是5-200cps，5-2000cps，10-70000cps，100-400000cps，3000-600000cps，200000-8000000cps，5cps，94cps，117cps，4310cps，69879cps，70000cps，200006cps，888888cps，19247600cps，8000000cps；优选为2000-1000000cps；进一步优选为5000-100000cps；最优选为10000-50000cps。

所述乳化剂是指能够降低互不相溶的液体间的界面张力以形成稳定乳浊液的表面活性剂，在本发明中是本领域技术人员根据常识和经验能够轻易做出选择的。其中优选为中性非离子乳化剂，包括任意一种本领域技术人员能够获知的醚类非离子乳化剂、酯类非离子乳化剂、端羟基封闭的非离子乳化剂或者非离子型高分子乳化剂，例如可以是乳化剂OP系列中的任意一种、乳化剂BP、二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、烷基芳基磺酸钠、烷基联苯基醚磺酸盐、硫酸化蓖麻油、松酯酸皂、农乳700号等，优选为乳化剂OP-10(辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚)。

所述乳化剂的重量份数为4-8，例如可以是4-6，5-7，4-8，6-7，4，5，6，7，8，4.2，5.1，7.9；优选为4.5-7.5；进一步优选为5-7。

本发明所述的“包括如下组分”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述纸箱防水涂料不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括如下组分”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……制成”。

为达到上述目的二，本发明采用如下技术方案：

一种纸箱防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至50-180℃；

（2）加入二甲基硅油并搅拌0.5-3小时；

（3）加入乳化剂，高速搅拌10-40min，冷却至室温。

所述步骤（1）中加热温度优选为80-150℃，进一步优选为100-120℃。

所述步骤（2）中搅拌速率优选为100-300rpm，进一步优选为150-250rpm；搅拌时间优选为1-2.5小时，进一步优选为1.5-2小时。

所述步骤（3）中高速搅拌速率优选为500-900rpm，进一步优选为600-800rpm；搅拌时间优选为15-35min，进一步优选为20-30min。

一种纸箱防水涂料的制备方法，工艺条件优化后包括以下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至80-150℃；

（2）加入二甲基硅油并于100-300rpm的搅拌速率下搅拌1-2.5小时；

（3）加入乳化剂，于500-900rpm的搅拌速率下高速搅拌15-35min，冷却至室温。

一种纸箱防水涂料的制备方法，其最优的工艺包括以下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至100-120℃；

（2）加入二甲基硅油并于150-250rpm的搅拌速率下搅拌1.5-2小时；

（3）加入乳化剂OP-10，于600-800rpm的搅拌速率下高速搅拌20-30，冷却至室温。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、配方简单，工艺简便；

2、原料易得，安全环保，对人体及环境没有污染；

3、表面张力低，可达40达因以下；涂刷后与基材结合牢固，对基材的附着、润湿、浸透作用强；防水效果好且持久；

4、涂层表面光洁平整，光泽度高，美观耐用。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1：

按如下重量份准备原料：固含量为30%、PH值为8的石蜡微乳液70，粘度为20000cps的二甲基硅油60，乳化剂OP-10 6；将石蜡微乳液加热至100℃；加入二甲基硅油并于220rpm的搅拌速率下搅拌2小时；加入乳化剂，于700rpm的搅拌速率下高速搅拌25min，冷却至室温。

实施例2：

按如下重量份准备原料：固含量为35%、PH值为7.5的石蜡微乳液80，粘度为30000cps的二甲基硅油70，乳化剂OP-10 6；将石蜡微乳液加热至90℃；加入二甲基硅油并于190rpm的搅拌速率下搅拌1.5小时；加入乳化剂，于600rpm的搅拌速率下高速搅拌20min，冷却至室温。

实施例3：

按如下重量份准备原料：固含量为20%、PH值为7的石蜡微乳液30，粘度为50000cps的二甲基硅油50，乳化剂BP 4；将石蜡微乳液加热至80℃；加入二甲基硅油并于100rpm的搅拌速率下搅拌1小时；加入乳化剂，于500rpm的搅拌速率下高速搅拌15min，冷却至室温。

实施例4：

按如下重量份准备原料：固含量为40%、PH值为9的石蜡微乳液120，粘度为10000cps的二甲基硅油90，乳化剂松酯酸皂8；将石蜡微乳液加热至150℃；加入二甲基硅油并于300rpm的搅拌速率下搅拌2.5小时；加入乳化剂，于900rpm的搅拌速率下高速搅拌35min，冷却至室温。

实施例5：

按如下重量份准备原料：固含量为35%、PH值为8.5的石蜡微乳液110，粘度为40000cps的二甲基硅油80，乳化剂农乳700 7；将石蜡微乳液加热至160℃；加入二甲基硅油并于250rpm的搅拌速率下搅拌1.5小时；加入乳化剂，于800rpm的搅拌速率下高速搅拌30min，冷却至室温。

实施例6：

按如下重量份准备原料：固含量为25%、PH值为7的石蜡微乳液55，粘度为2000cps的二甲基硅油40，乳化剂硫酸化蓖麻油4；将石蜡微乳液加热至80℃；加入二甲基硅油并于150rpm的搅拌速率下搅拌0.5小时；加入乳化剂，于500rpm的搅拌速率下高速搅拌15min，冷却至室温。

实施例7：

按如下重量份准备原料：固含量为28%、PH值为7.1的石蜡微乳液70，粘度为10000000cps的二甲基硅油50，乳化剂月桂醇聚氧乙烯醚5；将石蜡微乳液加热至90℃；加入二甲基硅油并于160rpm的搅拌速率下搅拌3小时；加入乳化剂，于800rpm的搅拌速率下高速搅拌30min，冷却至室温。

实施例8：

按如下重量份准备原料：固含量为34%、PH值为8.3的石蜡微乳液100，粘度为90cps的二甲基硅油80，乳化剂二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚6；将石蜡微乳液加热至100℃；加入二甲基硅油并于170rpm的搅拌速率下搅拌2小时；加入乳化剂，于650rpm的搅拌速率下高速搅拌40min，冷却至室温。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的原料配比及制备步骤，但本发明并不局限于上述配比及制备步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制备步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种纸箱防水涂料，其特征在于，按照重量份数包括如下组分：石蜡微乳液30-120，二甲基硅油50-90，乳化剂4-8。

2.根据权利要求1所述的纸箱防水涂料，其特征在于，按照重量份数包括如下组分：石蜡微乳液50-100，二甲基硅油60-80，乳化剂4.5-7.5。

3.根据权利要求1或2所述的纸箱防水涂料，其特征在于，按照重量份数包括如下组分：石蜡微乳液60-80，二甲基硅油65-75，乳化剂5-7。

4.根据权利要求1-3之一所述的纸箱防水涂料，其特征在于，所述石蜡微乳液的固含量为20%-40%，优选为25%-35%，进一步优选为28%-32%，最优选为30%。

5.根据权利要求1-4之一所述的纸箱防水涂料，其特征在于，所述石蜡微乳液的PH值为7-9，优选为7.5-8.5，进一步优选为7.8-8.2，最优选为8。

6.根据权利要求1-5之一所述的纸箱防水涂料，其特征在于，所述石蜡微乳液是由石蜡溶于水再加入中性非离子乳化剂后制得的灰白色均质半透明液体，所述中性非离子乳化剂是乳化剂OP系列中的任意一种、乳化剂BP、二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、烷基芳基磺酸钠、烷基联苯基醚磺酸盐、硫酸化蓖麻油、松酯酸皂或农乳700号，优选为乳化剂OP-10(辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚)。

7.根据权利要求1-6之一所述的纸箱水性涂料，其特征在于，所述二甲基硅油的粘度为5-8000000cps，优选为2000-1000000cps，进一步优选为5000-100000cps，最优选为10000-50000cps。

8.根据权利要求1-7之一所述的纸箱防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至50-180℃；

（2）加入二甲基硅油并搅拌0.5-3小时；

（3）加入乳化剂，高速搅拌10-40min，冷却至室温。

9.根据权利要求8所述的纸箱防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至80-150℃；

（2）加入二甲基硅油并于100-300rpm的搅拌速率下搅拌1-2.5小时；

（3）加入乳化剂，于500-900rpm的搅拌速率下高速搅拌15-35min，冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的纸箱防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石蜡微乳液加热至100-120℃；

（2）加入二甲基硅油并于150-250rpm的搅拌速率下搅拌1.5-2小时；

（3）加入乳化剂OP-10，于600-800rpm的搅拌速率下高速搅拌20-30，冷却至室温。