CN107011828A - 一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，所述粘合剂原料按重量份包括：水65‑80份、玉米淀粉18‑24份、乙醇13‑15份、碳酸氢钠0.3‑0.4份、氢氧化钠1.2‑1.4份、硼砂0.3‑0.5份、方解石3‑8份、纳米海泡石粉6‑12份、改性酚醛树脂1.5‑2.2份、改性脲醛树脂2‑3份、羧丙基甲基纤维素钠5‑15份、甲基三乙氧基硅烷2‑3份、防潮剂0.6‑0.8份、增强剂0.6‑1.5份、增韧剂0.6‑0.8份、阻燃剂0.8‑1.6份。本发明具有强度高与防水性能好的特点。

Description

一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱
技术领域
本发明属于纸箱生产技术领域，涉及一种瓦楞纸箱，具体是一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱。
背景技术
瓦楞纸板又称波纹纸板，由至少一层瓦楞纸和一层箱板纸粘合而成，具有较好的弹性和延伸性，主要用于制造纸箱、纸箱的夹心以及易碎商品的其他包装材料。瓦楞纸板的瓦楞波纹好像一个个连接的拱形门，相互并列成一排，相互支撑，形成三角结构体，具有较好的机械强度，从平面上也能承受一定的压力，并富于弹性，缓冲作用好；它可根据需要制成各种形状大小的衬垫或容器，比塑料缓冲材料要简便、快捷；受温度影响小，遮光性好，受光照不变质，一般受湿度影响也较小，但不宜在湿度较大的环境中长期使用，这会影响其强度。
目前，瓦楞纸箱是用瓦楞纸板制成的刚性纸质容器。半个多世纪以来，瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能逐渐取代了木箱等运输包装容器，成为运输包装的主力军。它除了保护商品、便于仓储、运输之外，还起到美化商品，宣传商品的作用。瓦楞纸箱属于绿色环保产品，它利于环保，利于装卸运输。
粘合剂为纸箱企业必不可少的材料，其主要用于面纸或纸板的复合工序上。纸板的粘合强度是纸箱性能的一个重要指标。纸板的粘合过程包含着复杂的物理变化和化学变化，其粘合强度主要取决于粘合剂的质量。现有技术中，纸箱粘合剂的种类很多，有的粘结剂强度低，在长时间挤压或者处于高压环境中容易变形而使得纸板相互分离，影响纸箱的正常使用，有的粘合剂防水效果差，容易造成粘合剂受潮而失效，造成纸板脱离，影响纸箱的正常使用。因此，需要对粘合剂进行改进，获得强度更高、粘合强度更好且具有防水效果的粘合剂，以适应包装业发展所提出的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备:水65-80份、玉米淀粉18-24份、乙醇13-15份、碳酸氢钠0.3-0.4份、氢氧化钠1.2-1.4份、硼砂0.3-0.5份、方解石3-8份、纳米海泡石粉6-12份、改性酚醛树脂1.5-2.2份、改性脲醛树脂2-3份、羧丙基甲基纤维素钠5-15份、甲基三乙氧基硅烷2-3份、防潮剂0.6-0.8份、增强剂0.6-1.5份、增韧剂0.6-0.8份、阻燃剂0.8-1.6份；
其中，改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至45-55℃加入异淀粉酶，调节pH到4.2-5.8，保温1-3h，调节pH到6.2-7.5，加入高温淀粉酶，升温至65-85℃保温1-2h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8-9，升温至52-78℃，保温1-3h，得到酚醛预聚物；将酚醛预聚物和改性淀粉预聚物混合，调节pH到7-10，升温至60-85℃，保温1-3h至粘度达到55-85mPa·s，降温至55-75℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，得到改性酚醛树脂；酚醛预聚物和改性淀粉预聚物的质量比为1:0.3-1.6；
所述粘合剂的原料中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸、山梨酸、水杨酸和对苯二酚中的一种或二种以上组合物；增强剂为纳米氧化铝、纳米二氧化硅和硼酸镁晶须中的一种或二种以上组合物；增韧剂为聚乙二醇、羧基液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或二种以上组合物；阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、氯化石蜡-70、四溴双酚A中的一种或二种以上组合物；异淀粉酶的活性为2-6IU/g；高温淀粉酶的活性为10-30IU/g；
所述粘合剂按照以下工艺进行制备：
第一步，将水倒入容器中，并调整水温为33-45℃，加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到物料A；
第二步，向物料A中加入玉米淀粉、乙醇、方解石粉和纳米海泡石粉，并搅拌至粘稠状，得到物料B；
第三步，向物料B中加入碳酸氢钠和硼砂，并搅拌30-50min得到物料C；
第四步，向物料C中加入改性酚醛树脂、改性脲醛树脂、羧丙基甲基纤维素钠、甲基三乙氧基硅烷、防潮剂、增强剂、增韧剂和阻燃剂搅拌均匀后，静置、冷却，得到所述阻燃高透气性纸箱粘合剂。
本发明的有益效果：本发明中，以玉米淀粉为主料与水、乙醇混合后添加碳酸氢钠和氢氧化钠，再添加改性酚醛树脂、改性脲醛树脂、羧丙基甲基纤维素钠和甲基三乙氧基硅烷混合，其中，添加的改性酚醛树脂有效的提高粘合剂的黏度，同时与改性脲醛树脂相互补强，有效提高了脲醛树脂的黏度和强度；添加的硼砂、方解石和纳米海泡石粉作为填充材料，增韧剂和增强剂和补强材料，有效的提高了粘合剂的强度，由于硼砂、方解石和纳米海泡石粉为多孔型材料，能够有效提高粘合剂的透气性，进而提高粘合剂的使用寿命；添加的防潮剂有效提高了粘合剂的防水效果，进而有效延长了粘合剂的使用寿命。
具体实施方式
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水65-80份、玉米淀粉18-24份、乙醇13-15份、碳酸氢钠0.3-0.4份、氢氧化钠1.2-1.4份、硼砂0.3-0.5份、方解石3份-8份、纳米海泡石粉6-12份、改性酚醛树脂1.5-2.2份、改性脲醛树脂2-3份、羧丙基甲基纤维素钠5-15份、甲基三乙氧基硅烷2-3份、防潮剂0.6份-0.8份、增强剂0.6-1.5份、增韧剂0.6份-0.8份、阻燃剂0.8份-1.6份；
其中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸、山梨酸、水杨酸和对苯二酚中的一种或二种以上组合物；增强剂为纳米氧化铝、纳米二氧化硅和硼酸镁晶须中的一种或二种以上组合物；增韧剂为聚乙二醇、羧基液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或二种以上组合物；阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、氯化石蜡-70、四溴双酚A中的一种或二种以上组合物。
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至45-55℃加入异淀粉酶，调节pH到4.2-5.8，保温1-3h，调节pH到6.2-7.5，加入高温淀粉酶，升温至65-85℃保温1-2h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8-9，升温至52-78℃，保温1-3h，得到酚醛预聚物；将酚醛预聚物和改性淀粉预聚物混合，调节pH到7-10，升温至60-85℃，保温1-3h至粘度达到55-85mPa·s，降温至55-75℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，得到改性酚醛树脂；
其中，异淀粉酶的活性为2-6IU/g；高温淀粉酶的活性为10-30IU/g；酚醛预聚物和改性淀粉预聚物的质量比为1:0.3-1.6。
实施例1
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水72.5份、玉米淀粉21份、乙醇14份、碳酸氢钠0.35份、氢氧化钠1.3份、硼砂0.4份、方解石5.5份、纳米海泡石粉9份、改性酚醛树脂1.85份、改性脲醛树脂2.5份、羧丙基甲基纤维素钠10份、甲基三乙氧基硅烷2.5份、防潮剂0.7份、增强剂1.05份、增韧剂0.7份、阻燃剂1.2份；
其中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸、山梨酸、水杨酸与对苯二酚的组合物；增强剂为纳米氧化铝、纳米二氧化硅与硼酸镁晶须的组合物；增韧剂为聚乙二醇、羧基液体丁腈橡胶与聚乙烯醇缩丁醛的组合物；阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、氯化石蜡-70与四溴双酚A的组合物；
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至50℃加入活性为4IU/g的异淀粉酶，调节pH到5，保温2h，调节pH到6.85，加入活性为20IU/g的高温淀粉酶，升温至75℃，保温1.5h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8.5，升温至70℃，保温2h，得到酚醛预聚物；按重量份，取1份酚醛预聚物和0.95份改性淀粉预聚物混合，调节pH到8.5，升温至72.5℃，保温2h至粘度达到70mPa·s，降温至65℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，得到改性酚醛树脂。
实施例2
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水65份、玉米淀粉24份、乙醇13份、碳酸氢钠0.4份、氢氧化钠1.2份、硼砂0.5份、方解石3份、纳米海泡石粉12份、改性酚醛树脂1.5份、改性脲醛树脂3份、羧丙基甲基纤维素钠5份、甲基三乙氧基硅烷3份、防潮剂0.6份、增强剂1.5份、增韧剂0.6份、阻燃剂1.6份；
其中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯与脱氢乙酸的组合物；增强剂为纳米氧化铝与纳米二氧化硅的组合物；增韧剂为聚乙二醇与羧基液体丁腈橡胶的组合物；阻燃剂为硼酸锌与氢氧化镁的组合物；
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至45℃加入活性为2IU/g的异淀粉酶，调节pH到5.8，保温1h，调节pH到7.5，加入活性为30IU/g的高温淀粉酶，升温65℃，保温2h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8，升温至78℃，保温1h，得到酚醛预聚物；按重量份，取1份酚醛预聚物和0.3份改性淀粉预聚物混合，调节pH到10，升温至60℃，保温3h至粘度达到55mPa·s，降温至75℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，即得改性酚醛树脂。
实施例3
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水80份、玉米淀粉18份、乙醇15份、碳酸氢钠0.3份、氢氧化钠1.4份、硼砂0.3份、方解石8份、纳米海泡石粉6份、改性酚醛树脂2.2份、改性脲醛树脂2份、羧丙基甲基纤维素钠15份、甲基三乙氧基硅烷2份、防潮剂0.8份、增强剂0.6份、增韧剂0.8份、阻燃剂0.8份；
其中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸与山梨酸的组合物；增强剂为纳米二氧化硅和硼酸镁晶须的组合物；增韧剂为羧基液体丁腈橡胶与聚乙烯醇缩丁醛的组合物；阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁与氯化石蜡-70的组合物；
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至55℃加入活性为6IU/g的异淀粉酶，调节pH到4.2，保温3h，调节pH到6.2，加入活性为10IU/g的高温淀粉酶，升温至85℃，保温1h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至9，升温至52℃，保温3h，得到酚醛预聚物；按重量份，取1份酚醛预聚物和1.6份改性淀粉预聚物混合，调节pH到7，85℃保温1h至粘度达到85mPa·s，降温至55℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，即得改性酚醛树脂。
实施例4
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水66份、玉米淀粉23份、乙醇13.5份、碳酸氢钠0.39份、氢氧化钠1.25份、硼砂0.48份、方解石3.5份、纳米海泡石粉11份、改性酚醛树脂1.6份、改性脲醛树脂2.9份、羧丙基甲基纤维素钠6份、甲基三乙氧基硅烷2.9份、对羟苯甲酸乙酯0.61份、纳米氧化铝1.4份、聚乙二醇0.65份、硼酸锌1.5份；
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至46℃加入活性为3IU/g的异淀粉酶，调节pH到5.7，保温1.5h，调节pH到7.4，加入活性为28IU/g的高温淀粉酶，升温至66℃，保温1.8h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8.2，升温至75℃，保温1.5h，得到酚醛预聚物；按重量份，取1份酚醛预聚物和0.5份改性淀粉预聚物混合，调节pH到9.5，升温至65℃，保温2.5h至粘度达到60mPa·s，降温至70℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，即得改性酚醛树脂。
实施例5
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备：水79份、玉米淀粉19份、乙醇14.5份、碳酸氢钠0.31份、氢氧化钠1.35份、硼砂0.32份、方解石7.5份、纳米海泡石粉7份、改性酚醛树脂2.1份、改性脲醛树脂2.1份、羧丙基甲基纤维素钠14份、甲基三乙氧基硅烷2.1份、脱氢乙酸0.79份、纳米二氧化硅0.7份、羧基液体丁腈橡胶0.75份、氢氧化镁0.9份；
改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将淀粉配制成溶液，升温至54℃加入活性为5IU/g的异淀粉酶，调节pH到4.3，保温2.5h，调节pH到6.3，加入活性为12IU/g的高温淀粉酶，升温至84℃，保温1.2h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8.8，升温至55℃保温2.5h，得到酚醛预聚物；按重量份，取1份酚醛预聚物和1.5份改性淀粉预聚物混合，调节pH到7.5，升温至80℃，保温1.5h至粘度达到80mPa·s，降温至60℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，即得改性酚醛树脂。
实施例6
一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，该粘合剂由以下重量份的原料制备:水75份、红薯淀粉18份、甲醇15份、碳酸氢钾0.35份、氢氧化钾1.3份、硼砂0.4份、方解石8份、纳米海泡石粉8份、改性酚醛树脂1.9份、改性脲醛树脂2份、羧丙基甲基纤维素钠10份、甲基三乙氧基硅烷2份、防潮剂0.7份、增强剂0.9份、增韧剂0.7份、阻燃剂0.9份；
其中，改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：将红薯淀粉配制成溶液，升温至50℃加入异淀粉酶，调节pH到5，保温2h，调节pH到7，加入高温淀粉酶，升温至70℃保温1.5h，冷却得到改性淀粉预聚物；将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8，升温至70℃，保温2h，得到酚醛预聚物；将酚醛预聚物和改性淀粉预聚物混合，调节pH到9，升温至70℃，保温2h至粘度达到80mPa·s，降温至60℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，得到改性酚醛树脂；酚醛预聚物和改性淀粉预聚物的质量比为1:0.8；
所述粘合剂的原料中，防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸、山梨酸、水杨酸和对苯二酚中的一种或二种以上组合物；增强剂为纳米氧化铝、纳米二氧化硅和硼酸镁晶须中的一种或二种以上组合物；增韧剂为聚乙二醇、羧基液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或二种以上组合物；阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、氯化石蜡-70、四溴双酚A中的一种或二种以上组合物；异淀粉酶的活性为5IU/g；高温淀粉酶的活性为20IU/g；
所述粘合剂按照以下工艺进行制备：
第一步，将水倒入容器中，并调整水温为40℃，加入氢氧化钾，搅拌均匀，得到物料A；
第二步，向物料A中加入红薯淀粉、甲醇、方解石粉和纳米海泡石粉，并搅拌至粘稠状，得到物料B；
第三步，向物料B中加入碳酸氢钾和硼砂，并搅拌30-50min得到物料C；
第四步，向物料C中加入改性酚醛树脂、改性脲醛树脂、羧丙基甲基纤维素钠、甲基三乙氧基硅烷、防潮剂、增强剂、增韧剂和阻燃剂搅拌均匀后，静置、冷却，得到所述阻燃高透气性纸箱粘合剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱,其特征在于，包括瓦楞纸板，该瓦楞纸板由通过粘合剂粘结的瓦楞纸和箱板纸制成，所述粘合剂原料按重量份包括：水65-80份、玉米淀粉18-24份、乙醇13-15份、碳酸氢钠0.3-0.4份、氢氧化钠1.2-1.4份、硼砂0.3-0.5份、方解石3-8份、纳米海泡石粉6-12份、改性酚醛树脂1.5-2.2份、改性脲醛树脂2-3份、羧丙基甲基纤维素钠5-15份、甲基三乙氧基硅烷2-3份、防潮剂0.6-0.8份、增强剂0.6-1.5份、增韧剂0.6-0.8份、阻燃剂0.8-1.6份。
2.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述改性酚醛树脂按以下工艺进行制备：
第一步，将淀粉配制成溶液，升温至45-55℃加入异淀粉酶，调节pH到4.2-5.8，保温1-3h，调节pH到6.2-7.5，加入高温淀粉酶，升温至65-85℃保温1-2h，冷却得到改性淀粉预聚物；
第二步，将酚类化合物和醛类化合物混合，调节pH至8-9，升温至52-78℃，保温1-3h，得到酚醛预聚物；
第三步，将酚醛预聚物和改性淀粉预聚物混合，调节pH到7-10，升温至60-85℃，保温1-3h至粘度达到55-85mPa·s，降温至55-75℃，加入甲醛捕捉剂搅拌均匀，得到改性酚醛树脂。
3.根据权利要求2所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述酚醛预聚物和改性淀粉预聚物的质量比为1:0.3-1.6。
4.根据权利要求2所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述异淀粉酶的活性为2-6IU/g；所述高温淀粉酶的活性为10-30IU/g。
5.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述防潮剂为对羟苯甲酸乙酯、脱氢乙酸、山梨酸、水杨酸和对苯二酚中的一种或二种以上组合物。
6.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述增强剂为纳米氧化铝、纳米二氧化硅和硼酸镁晶须中的一种或二种以上组合物。
7.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述增韧剂为聚乙二醇、羧基液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或二种以上组合物。
8.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、氯化石蜡-70、四溴双酚A中的一种或二种以上组合物。
9.根据权利要求1所述的一种兼具有高强度与防水性能的瓦楞纸箱，其特征在于，所述粘合剂按照以下工艺进行制备：
第一步，将水倒入容器中，并调整水温为33-45℃，加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到物料A；
第二步，向物料A中加入玉米淀粉、乙醇、方解石粉和纳米海泡石粉，并搅拌至粘稠状，得到物料B；
第三步，向物料B中加入碳酸氢钠和硼砂，并搅拌30-50min得到物料C；
第四步，向物料C中加入改性酚醛树脂、改性脲醛树脂、羧丙基甲基纤维素钠、甲基三乙氧基硅烷、防潮剂、增强剂、增韧剂和阻燃剂搅拌均匀后，静置、冷却，得到所述粘合剂。
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