CN107880806A - 一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用 - Google Patents

一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，本发明中防滑运输包装材料包括运输包装基底材料层以及在其表面复合的热熔胶防滑层，所述包装运输基底材料为塑料包装薄膜材料、牛皮纸运输包装材料、金属包装材料中的一种；所述热熔胶防滑层由含有微膨石墨的热熔胶通过喷涂在基底材料表面形成。本发明所述的新型防滑运输包装材料适用于运输包装领域，可以改善货物的运输效率，尤其适用于棉花以及化工原料运输包装袋的制备。

Description

一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用
技术领域
本发明属于运输包装领域，更具体地，涉及一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用。
背景技术
塑料包装薄膜（PE、PET、PP等）具有轻质，防水和耐腐蚀性等优点；金属包装材料（铝箔、低碳薄钢板等）具有机械性能优良，强度高和加工性能良好等特点；牛皮纸包装加工方便且具有一定的强度；以上三者现均已广泛应用于运输包装领域。但上述包装材料在现实使用中均缺少表面防滑处理，因此造成在运输过程中出现货物码垛不稳定易滑落、堆码效率低、运输空间利用率不高和提高运输成本的问题。
发明内容
针对现有技术存在的运输过程中出现货物码垛不稳定易滑落、堆码效率低、运输空间利用率不高和提高运输成本的问题，本发明提供一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用。
本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，所述防滑运输包装材料包括运输包装基底材料层以及在其表面复合的热熔胶防滑层，所述包装运输基底材料为塑料包装薄膜材料、牛皮纸运输包装材料、金属包装材料中的一种；所述热熔胶防滑层由含有微膨石墨的热熔胶通过喷涂在基底材料表面形成；
其中，含有微膨石墨的热熔胶由如下重量份数组分采用熔融共混制备工艺制成：
基体树脂 30~40 份
增粘树脂 30~45份
增塑剂 10~15 份
抗氧剂 1~3份
软化剂 5~10份
微膨石墨 5~10份
其中，所述基体树脂采用环氧化聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物，增粘树脂为氢化松香树脂、萜烯树脂和氢化C9石油树脂中的两种，增粘剂为质量比为2~3：1的萜烯树脂和氢化松香树脂；或为质量比为1～2：1的萜烯树脂和氢化C9石油树脂，软化剂为环烷油，抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲苯酚，熔融共混制备工艺所用设备选择转矩流变仪的橡胶塑料混合装置、密炼机和挤出机，具体步骤如下：
按上述比例将基体树脂、增粘树脂、增塑剂、抗氧剂、软化剂和微膨石墨加入转矩流变仪的混合室中，共混工艺参数为：共混温度140℃，共混时间40min，转速50r/min，微膨石墨粉末分成3等份并分3次加入，每次间隔时间为10min，共混结束后，得到热熔胶。
优选地，所述热熔胶防滑层由含有微膨石墨的热熔胶通过热喷涂工艺在基底材料表面形成； 其具体步骤为：
S1.预热热熔胶喷涂机，设定胶槽、胶管、喷嘴温度，设定的胶槽温度高于150℃，胶管温度高于胶槽温度10~15℃，喷嘴温度高于胶管温度10~15℃，喷嘴温度不得高于220℃；
S2.将热熔胶胶料加入胶槽中，待其完全熔融后打开喷嘴处压力阀，调节喷涂量进行预喷涂；
S3.预热热风加热器或者电热管加热器；
S4.将运输包装基底材料平整铺于喷嘴正下方传送带处，打开喷嘴与传送带，设定喷涂定量和喷涂厚度，运输包装基底材料进行热熔胶喷涂，在运输包装基地材料层上初步形成热熔胶防滑层，所述热熔胶喷涂定量为20~300g/m2，所述喷涂厚度为100~400μm；
S5.对步骤S4所得材料进行后续热处理，使得表面热熔胶层热熔胶胶丝快速熔融，并与运输包装基底材料紧密粘结，制得复合材料，其中，所述后续热处理方式为热风加热法或者热辐射加热法；
S6.将S5所得复合材料经室温冷却后，经复卷得到新型防滑运输包装材料；
优选地，步骤S4所述热熔胶防滑层为全幅喷涂，即喷涂面积与运输包装基底材料面积相同所述的热熔胶均匀的覆盖于运输包装基底材料表面。
优选地，步骤S5中所述热风加热法，具体方案为在喷嘴后安装热风加热器，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与基底材料紧密粘结。
优选地，步骤S5中所述热辐射加热法，具体方案为在喷嘴后安装电热管加热器，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与基底材料紧密粘结。
优选地，所述微膨石墨的制备方法如下：
Y1.取鳞片石墨和微晶石墨质量比为2~3:1进行球磨，球磨过程球料比为3~5:1，球磨时间为6~8h，转速为200~300r/min，至粒度200~300目，为混合料；其中，所述鳞片石墨含碳量不低于85%，所述微晶石墨为郴州市鲁塘石墨粉，其碳含量为70~80%；
Y2.将Y1所得混合料置于马弗炉中，在保护气体氛围下按升温速率为5~20℃/min升温至350℃~400℃，保温10~30min，空冷至室温待用；
Y3.将Y2热处理之后的混合料进行化学插层处理，得可膨胀混合石墨；
Y4.将Y3所得可膨胀混合石墨在400~500℃下进行膨化处理2~5min，得微膨石墨。
优选地，步骤Y3所述化学插层处理步骤包括：
Y31.将高氯酸与步骤Y2所得混合粉体按液固比为10～30：1 L/Kg混合搅拌均匀；
Y32.按所述混合粉体与高锰酸钾的质量比为1：2～8加入高锰酸钾，在室温下搅拌均匀后，升温至30～60℃继续搅拌反应1～3.0h；
Y33.加入去离子水使所述反应装置内的温度升高至60～100℃，再继续搅拌反应1～3.0h；
Y34.过滤，然后对过滤物进行洗涤、干燥，得可膨胀混合石墨。
最后所得热熔胶防滑层表面为不规则波浪形，热熔胶防滑层和运输包装基底材料层在交界面上部分相容，形成不规则波浪形的交界面，热熔胶在交界面上呈点状、丝状无规则均匀分布。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明首先采用微晶石墨和鳞片石墨混合制备微膨石墨材料，中国的微晶石墨储量大，价格便宜，大多为低附加值利用，本发明为微晶石墨提供了一种高附加值利用途径。然后在制备微膨石墨之后，与基体树脂、增粘树脂、增塑剂、抗氧剂和软化剂混合采用熔融共混制备工艺制成热熔胶，热熔胶依靠微膨石墨大的比表面积可以增大热熔胶使用时的接触面积，同时微膨石墨材料提高了热熔胶柔软性、回弹性和可塑性。同时微膨石墨的吸附作用还在一定程度上增强了热熔胶作为粘结材料本身的粘结性和牢靠性。
（2）本发明通过热喷涂工艺将热熔胶覆盖于基底材料表面，经热风加热器或电热管加热器加热，使基底材料表面的热熔胶胶丝快速熔融，并与基底材料紧密粘结，获得了一种成本低廉、防滑效果优越、绿色环保，且加工方法简便的新型防滑运输包装材料，该材料适用于各种运输包装领域，可以改善货物的运输效率，尤其适用于棉花以及化工原料运输包装袋的制备。本发明技术方案简单易行，结构简单、安全环保且能解决现有混凝土与沥青卷材的结合力不牢、容易脱离等问题的沥青类防水卷材，可以在大大地提高施工效率、节约生产以及使用成本且经济环保。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本实施例所用的原料和设备均为本技术领域常规市购的原料和设备。
实施例1
本实施例提供一种微膨石墨材料的制备方法，包括以下步骤：
Y1.取含碳量70%的微晶石墨原料和含碳量85%的鳞片石墨原料，鳞片石墨和微晶石墨质量比为2:1，破碎粉磨，至粒度为300目的混合石墨粉；
Y2.将Y1所得混合料置于马弗炉中，在氮气气氛下缓慢升温至350℃，保温30min，空冷至室温待用；
Y3.将Y2热处理之后的混合料进行化学插层处理，得可膨胀混合石墨，其中化学插层处理具体步骤如下：Y31.将高氯酸与微晶石墨粉体按液固比为10：1L/Kg混合搅拌均匀；Y32.按微晶石墨粉体与强氧化剂的质量比为2：1加入强氧化剂，在室温下搅拌均匀后，升温至30℃继续搅拌反应3h；Y33.加入去离子水使反应装置内的温度升高至60℃，再继续搅拌反应3h；Y34.过滤，然后对过滤物进行洗涤干燥，得可膨胀混合石墨；
Y4.将Y3所得可膨胀混合石墨放入马弗炉中在400℃进行膨胀2min，得微膨石墨材料。
其中：实施例中基体树脂采用环氧化聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物；增粘剂为质量比为2~3：1的萜烯树脂和氢化松香树脂；软化剂为环烷油；抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲苯酚；增塑剂为环氧大豆油。
实施例2
本实施例提供一种含有微膨石墨的热熔胶的制备方法，采用实施例1中微膨石墨材料。
由如下重量份数组分采用熔融共混制备工艺制成：
基体树脂 40 份
增粘树脂 30份
增塑剂 10份
抗氧剂 1 份
软化剂 10份
微膨石墨 10份
操作步骤：按上述比例将基体树脂、增粘树脂、增塑剂、抗氧剂和软化剂加入转矩流变仪的混合室中，共混工艺参数为：共混温度140℃，共混时间40min，转速50r/min，微膨石墨粉末分成3等份并分3次加入，每次间隔时间为10min，共混结束后，得到黑色导热、导电热熔胶。该热熔胶的电导率为0.30s/m，导热系数为2.4w/m.k，180°剥离强度为13.4N/cm。
实施例3
本实施例提供一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用。采用实施例2中含有微膨石墨的热熔胶。
基底包装材料：PE包装膜；
胶槽温度：153℃
胶管温度：165℃
喷嘴温度：175℃
电热管器温度：95℃
喷涂定量：35g/m2
涂层厚度：140µm
制备步骤为：
S1.预热热熔胶喷涂机，设定胶槽、胶管、喷嘴温度；
S2.将适量胶料加入胶槽中，待其完全熔融后打开喷嘴处压力阀，调节喷涂量进行预喷涂；
S3.预热热风加热器；
S4.将PE包装膜平整铺于喷嘴正下方传送带处，打开喷嘴与传送带，PE包装膜经热熔胶喷涂；
S5.然后通过电热管加热器二次加热，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与PE包装膜紧密粘结；
S6.所得复合材料经室温冷却得到新型防滑运输包装材料。
经摩擦系数的检测，未处理的PE包装材料静摩擦系数为0.207，动摩擦系数为0.159，而本实施例所制备的PE防滑运输包装材料表面静摩擦系数为1.231约是原有材料的6倍，动摩擦系数为0.520约是原有材料的3.27倍，并且经表面粘结强度的检测，经过热处理后表面热熔胶与PE包装膜紧密粘结。
实施例4
本实施例提供一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用。采用实施例2中含有微膨石墨的热熔胶。
基底包装材料：牛皮纸
胶槽温度：165℃
胶管温度：180℃
喷嘴温度：190℃
热风加热器：115℃
喷涂定量：90g/m2
涂层厚度：190µ
S1.预热热熔胶喷涂机，设定胶槽、胶管、喷嘴温度；
S2.将适量胶料加入胶槽中，待其完全熔融后打开喷嘴处压力阀，调节喷涂量进行预喷涂；
S3.预热热风加热器；
S4.将PE包装膜平整铺于喷嘴正下方传送带处，打开喷嘴与传送带，PE包装膜经热熔胶喷涂；
S5.然后通过电热管加热器二次加热，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与PE包装膜紧密粘结；
S6.所得复合材料经室温冷却得到新型防滑运输包装材料。
经摩擦系数的检测，未处理的牛皮纸包装材料静摩擦系数为0.303，动摩擦系数为0.229，而本实施例所制备的牛皮纸防滑运输包装材料表面静摩擦系数为1.493约是原有材料的4.92倍，动摩擦系数为0.762约是原有材料的3.33倍，并且经表面粘结强度的检测，经过热处理后表面热熔胶热熔胶与牛皮纸包装膜紧密粘结。
实施例5
本实施例提供一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用。采用实施例2中含有微膨石墨的热熔胶。
基底包装材料：塑料编织袋
胶槽温度：180℃
胶管温度：190℃
喷嘴温度：205℃
热风加热器：115℃
喷涂定量：210g/m2
涂层厚度：290µ
S1.预热热熔胶喷涂机，设定胶槽、胶管、喷嘴温度；
S2.将适量胶料加入胶槽中，待其完全熔融后打开喷嘴处压力阀，调节喷涂量进行预喷涂；
S3.预热热风加热器；
S4.将塑料编织袋平整铺于喷嘴正下方传送带处，打开喷嘴与传送带，塑料编织袋经热熔胶喷涂；
S5.然后通过电热管加热器二次加热，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与塑料编织袋紧密粘结；
S6.所得复合材料经室温冷却得到新型防滑运输包装材料。
经检测，实施例3所制备的防滑塑料编织袋不仅防滑效果好，表面热熔胶与塑料编织袋基底粘结紧密。
经摩擦系数的检测，未处理的塑料编织袋静摩擦系数为0.15，动摩擦系数为0.11，而本实施例所制备的塑料编织袋防滑运输包装材料表面静摩擦系数为0.98约是原有材料的6.53倍，动摩擦系数为0.590约是原有材料的5.36倍，并且经表面粘结强度的检测，经过热处理后表面热熔胶与塑料编织袋基底紧密粘结。
本发明可用于各种运输包装领域，加工方便、结构简单、防滑效果增强，可改善运输物品的堆码效率、提高运输空间利用率、防止在运输过程中货物滑落和降低运输成本等优点。
综上所述，本发明的工艺参数、加工方法和适用范围并非限于本案实施例子，任何根据本发明的技术方案和构思而做出其他各种相应的变换方案或替代方案，都将视为对本发明专利的实施。

Claims (7)

1.一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，所述防滑运输包装材料包括运输包装基底材料层以及在其表面复合的热熔胶防滑层，所述包装运输基底材料为塑料包装薄膜材料、牛皮纸运输包装材料、金属包装材料中的一种；所述热熔胶防滑层由含有微膨石墨的热熔胶通过喷涂在基底材料表面形成；
其中，含有微膨石墨的热熔胶由如下重量份数组分采用熔融共混制备工艺制成：
基体树脂 30~40 份
增粘树脂 30~45份
增塑剂 10~15 份
抗氧剂 1~3份
软化剂 5~10份
微膨石墨 5~10份
其中，所述基体树脂采用环氧化聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物，增粘树脂为氢化松香树脂、萜烯树脂和氢化C9石油树脂中的两种，增粘剂为质量比为2~3：1的萜烯树脂和氢化松香树脂；或为质量比为1～2：1的萜烯树脂和氢化C9石油树脂，软化剂为环烷油，抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲苯酚，熔融共混制备工艺所用设备选择转矩流变仪的橡胶塑料混合装置、密炼机和挤出机，具体步骤如下：
按上述比例将基体树脂、增粘树脂、增塑剂、抗氧剂、软化剂和微膨石墨加入转矩流变仪的混合室中，共混工艺参数为：共混温度140℃，共混时间40min，转速50r/min，微膨石墨粉末分成3等份并分3次加入，每次间隔时间为10min，共混结束后，得到热熔胶。
2.根据权利要求1所述的一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，所述热熔胶防滑层由含有微膨石墨的热熔胶通过热喷涂工艺在基底材料表面形成； 其具体步骤为：
S1.预热热熔胶喷涂机，设定胶槽、胶管、喷嘴温度，设定的胶槽温度高于150℃，胶管温度高于胶槽温度10~15℃，喷嘴温度高于胶管温度10~15℃，喷嘴温度不得高于220℃；
S2.将热熔胶胶料加入胶槽中，待其完全熔融后打开喷嘴处压力阀，调节喷涂量进行预喷涂；
S3.预热热风加热器或者电热管加热器；
S4.将运输包装基底材料平整铺于喷嘴正下方传送带处，打开喷嘴与传送带，设定喷涂定量和喷涂厚度，运输包装基底材料进行热熔胶喷涂，在运输包装基地材料层上初步形成热熔胶防滑层，所述热熔胶喷涂定量为10~300g/m2，所述喷涂厚度为100~400μm；
S5.对步骤S4所得材料进行后续热处理，使得表面热熔胶层热熔胶胶丝快速熔融，并与运输包装基底材料紧密粘结，制得复合材料，其中，所述后续热处理方式为热风加热法或者热辐射加热法；
S6.将S5所得复合材料经室温冷却后，经复卷得到新型防滑运输包装材料。
3.根据权利要求2所述的新型防滑运输包装材料的制备方法，其特征在于，步骤S4所述热熔胶防滑层为全幅喷涂，即喷涂面积与运输包装基底材料面积相同所述的热熔胶均匀的覆盖于运输包装基底材料表面。
4.根据权利要求2所述一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，步骤S5中所述热风加热法，具体方案为在喷嘴后安装热风加热器，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与基底材料紧密粘结。
5.根据权利要求2所述一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，步骤S5中所述热辐射加热法，具体方案为在喷嘴后安装电热管加热器，使得表面热熔胶胶丝快速熔融，并与基底材料紧密粘结。
6.根据权利要求1~5任一项所述一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，所述微膨石墨的制备方法如下：
Y1.取鳞片石墨和微晶石墨质量比为2~3:1进行球磨，球磨过程球料比为3~5:1，球磨时间为6~8h，转速为200~300r/min，至粒度200~300目，为混合料；其中，所述鳞片石墨含碳量不低于85%，所述微晶石墨为郴州市鲁塘石墨粉，其碳含量为70~80%；
Y2.将Y1所得混合料置于马弗炉中，在保护气体氛围下按升温速率为5~20℃/min升温至350℃~400℃，保温10~30min，空冷至室温待用；
Y3.将Y2热处理之后的混合料进行化学插层处理，得可膨胀混合石墨；
Y4.将Y3所得可膨胀混合石墨在400~500℃下进行膨化处理2~5min，得微膨石墨。
7.根据权利要求6所述一种含有微膨石墨的热熔胶作为防滑运输包装材料的应用，其特征在于，步骤Y3所述化学插层处理步骤包括：
Y31.将高氯酸与步骤Y2所得混合粉体按液固比为10～30：1 L/Kg混合搅拌均匀；
Y32.按所述混合粉体与高锰酸钾的质量比为1：2～8加入高锰酸钾，在室温下搅拌均匀后，升温至30～60℃继续搅拌反应1～3.0h；
Y33.加入去离子水使所述反应装置内的温度升高至60～100℃，再继续搅拌反应1～3.0h；
Y34.过滤，然后对过滤物进行洗涤、干燥，得可膨胀混合石墨。
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