CN108468249A - 一种缓释型金属防锈纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缓释型金属防锈纸的制备方法，属于造纸领域。本发明将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，烧结冷却至室温，得冷却物；将冷却物、去离子水混合打浆，取上清液、十六烷基三甲基溴化铵混合搅拌抽滤，得滤饼，用去离子水冲洗再干燥研磨成粉末，得研磨物；将研磨物、吗啉混合，升温加入甲醛、碳酸环己胺，静置，待分层后加入二硝基苯甲酸水溶液，静置抽滤得滤渣，将滤渣干燥得干燥物；将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液混合搅拌，调节pH，加入固化剂固化，得固化物，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。

Description

一种缓释型金属防锈纸的制备方法
技术领域
本发明属于造纸领域，具体涉及一种缓释型金属防锈纸的制备方法。
背景技术
金属材料在现代工农业中占有非常重要的地位，然而金属零件在储存、流通过程中，常常会发生表面锈蚀氧化，金属锈蚀是一个长期困扰人们的难题，其主要是由电化学腐蚀引起的，水、空气中的氧气和金属表面的一些电解质是造成金属锈蚀的主要原因。金属锈蚀造成的损失极其重大，据美国金属学会统计，全球每年因金属锈蚀造成的经济损失占生产总值的4%，因锈蚀而报废的金属占总产量的30%，我国每年因金属锈蚀造成的经济损失达3000多亿元，金属锈蚀被喻为工业产品的秘密杀手，因此防锈技术和防锈材料的研发已成为现代工业发展的重要课题。
防锈纸作为一种内包装材料，被广泛用于金属及其制品的防锈保护中。防锈纸，其载体为防锈原纸，经VCI液体涂布，VCI会在适当的空间内持续缓慢地从纸中释放出来，在相对密闭的空间中形成饱和气体层，从而对该环境中的金属材料形成防锈保护。目前国内外防锈纸都是以专用中性纸为基材、涂布不同组方的特殊物质－气相缓蚀剂（VCI），并经一系列后加工而成的，虽有一定的效果，但目前防锈纸因吸潮、吸油而破损后，会掉纸屑纸毛，进而影响包装效果，给包装设备和环境造成污染，且在高湿环境下防锈性能，因此，生产出一种更高性能的防锈纸是一件很有必要的事情。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前防锈纸因吸油而破损后，会掉纸屑纸毛，且在高湿环境下防锈性能的不足的问题，提供一种缓释型金属防锈纸的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种缓释型金属防锈纸的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比8~10：3~5：1~2 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度300~330℃下烧结，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度70~80℃下搅拌，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度100~120℃下干燥，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取30~35份二硝基苯甲酸水溶液、20~25份碳酸环己胺、10~15份吗啉、10~15份甲醛、5~6份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至70~90℃，恒温，加入甲醛，静置，加入碳酸环己胺，静置，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度30~40℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4~4.3，加入明胶水溶液质量1~2%的固化剂，固化，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为20~30g/m-2，在温度70~75℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
所述步骤（4）中提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量8~10倍的质量分数为0.5%的醋酸溶液，在温度60~65℃下提取1~2h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液， 按质量比3~4：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
所述步骤（4）中固化剂是戊二醛。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以凹土为原料制备一种从环境中吸收潮气的除水剂，且加入氯化钙显著改善吸湿容量和吸湿速率，再引入大孔硅胶作为锁水材料，较好地解决的吐水问题，从而降低环境的相对湿度，提高防锈性能，同时还在凹土的层状结构中引入季铵盐有机阳离子，增加凹土与有机分子的亲和性，有利于缓蚀分子插层到片层中，从而能够有效改变缓蚀剂的粒径大小和微观聚集状态，保证防锈的持久性和长效性，且以二硝基苯甲酸水溶液、碳酸环己胺、吗啉制备的缓蚀剂，其能够通过与金属离子反应，在金属表面形成钝化膜、改变金属表面的酸碱环境或在金属表面形成憎水膜等形式钝化金属表面，从而起到延缓金属锈蚀发生的作用。
（2）本发明还加入棉籽粕提取物，其中含有防锈组分，其植酸在金属表面同金属络合时，易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜，从而有效地阻止氧等进入金属表面，起到缓蚀防锈的作用，同时还利用阿拉伯胶、壳聚糖对缓蚀、防锈成分进行微胶囊化处理，通过对缓蚀剂的包覆，达到缓慢释放的效果，同时还能够提高与纸面的涂布量，进一步提高缓蚀、防锈的效果，同时所加入的壳聚糖，壳聚糖中的氨基在酸性条件下的正电荷与脂质的负电荷结合，从而还纸张具有抗油脂性能，且加入的阳离子淀粉，一方面在纸张表面形成一层薄膜，从而降低壳聚糖向纸张内部的渗透，能达到更好的抗油脂效果，另一方面由于纸张纤维带负电，阳离子淀粉能够使有效成分带有正电性，充分吸附在纤维表面，提高留着率。
具体实施方式
提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量8~10倍的质量分数为0. 5%的醋酸溶液，在温度60~65℃下提取1~2h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液， 按质量比3~4：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
壳聚糖溶液是按质量比1：7~8，将壳聚糖、0.8mol/L乙酸溶液进行混合，搅拌均匀，即得壳聚糖溶液。
固化剂是戊二醛。
阳离子淀粉糊化液是按质量比1：10，将阳离子淀粉、水放入反应器中进行混合，升温至90~95℃，保温搅拌0.5~1h，即得阳离子淀粉糊化液。
加强材料是无纺布、镀铝膜、箱板纸其中的任意一种。
一种缓释型金属防锈纸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比8~10：3~5：1~2 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度300~330℃下烧结1~2h，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌20~24h，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度70~80℃下搅拌1~2h，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度100~120℃下干燥3~4h，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取30~35份0.1mol/L二硝基苯甲酸水溶液、20~25份碳酸环己胺、10~15份吗啉、10~15份甲醛、5~6份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至70~90℃，恒温 4~5h，加入甲醛，静置3~4 h，加入碳酸环己胺，静置2~3h，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置7~8h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度30~40℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4~4.3，加入明胶水溶液质量1~2%的固化剂，固化1~2h，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为20~30g/m-2，在温度70~75℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
实施例1
提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量8倍的质量分数为0. 5%的醋酸溶液，在温度60℃下提取1h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液，按质量比3：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
壳聚糖溶液是按质量比1：7，将壳聚糖、0.8mol/L乙酸溶液进行混合，搅拌均匀，即得壳聚糖溶液。
固化剂是戊二醛。
阳离子淀粉糊化液是按质量比1：10，将阳离子淀粉、水放入反应器中进行混合，升温至90℃，保温搅拌0.5h，即得阳离子淀粉糊化液。
加强材料是无纺布。
一种缓释型金属防锈纸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比8：3：1 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度300℃下烧结1h，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌20h，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度70℃下搅拌1h，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度100℃下干燥3h，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取30份0.1mol/L二硝基苯甲酸水溶液、20份碳酸环己胺、10份吗啉、10份甲醛、5份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至70℃，恒温 4h，加入甲醛，静置3h，加入碳酸环己胺，静置2h，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置7h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度70℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度30℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4，加入明胶水溶液质量1%的固化剂，固化1h，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为20g/m-2，在温度70℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
实施例2
提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量10倍的质量分数为0. 5%的醋酸溶液，在温度65℃下提取2h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液，按质量比4：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
壳聚糖溶液是按质量比1：8，将壳聚糖、0.8mol/L乙酸溶液进行混合，搅拌均匀，即得壳聚糖溶液。
固化剂是戊二醛。
阳离子淀粉糊化液是按质量比1：10，将阳离子淀粉、水放入反应器中进行混合，升温至95℃，保温搅拌1h，即得阳离子淀粉糊化液。
加强材料是镀铝膜。
一种缓释型金属防锈纸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比10：5：2 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度330℃下烧结2h，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌24h，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度80℃下搅拌2h，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度120℃下干燥4h，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取35份0.1mol/L二硝基苯甲酸水溶液、25份碳酸环己胺、15份吗啉、15份甲醛、6份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至90℃，恒温 5h，加入甲醛，静置4h，加入碳酸环己胺，静置3h，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置8h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度80℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度40℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4.3，加入明胶水溶液质量2%的固化剂，固化2h，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为30g/m-2，在温度75℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
实施例3
提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量9倍的质量分数为0. 5%的醋酸溶液，在温度63℃下提取1.5h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液，按质量比3.5：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
壳聚糖溶液是按质量比1：7.5，将壳聚糖、0.8mol/L乙酸溶液进行混合，搅拌均匀，即得壳聚糖溶液。
固化剂是戊二醛。
阳离子淀粉糊化液是按质量比1：10，将阳离子淀粉、水放入反应器中进行混合，升温至93℃，保温搅拌0.75h，即得阳离子淀粉糊化液。
加强材料是箱板纸。
一种缓释型金属防锈纸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比9：4：1.5 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度315℃下烧结1.5h，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌22h，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度75℃下搅拌1.5h，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度110℃下干燥3.5h，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取32.5份0.1mol/L二硝基苯甲酸水溶液、22.5份碳酸环己胺、12.5份吗啉、12.5份甲醛、5.5份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至80℃，恒温4.5h，加入甲醛，静置3.5h，加入碳酸环己胺，静置2.5h，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置7.5h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度75℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度35℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4.2，加入明胶水溶液质量1.5%的固化剂，固化1.5h，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为25g/m-2，在温度73℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
对比例：苏州市某公司生产的防锈纸。
将实施例所制备得到的防锈纸与对比例的防锈纸进行测试，防油性能检测参照Oil Kit Test-TAPPI559执行，防锈性能参照QB/T1319-2010执行，其检查结果如表1所示。
表1：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
机油接触一个月吸油情况 无吸油 无吸油 无吸油 吸油严重，部分防锈纸出现掉纸屑、纸毛情况
动态接触湿热试验 9周期 9周期 9周期 5周期
暴露后的缓蚀能力试验 无锈蚀 无锈蚀 无锈蚀 轻微锈蚀
综合上述，本发明的防锈纸防锈效果好，各项性能均优于市售产品，值得大力推广使用。

Claims (3)

1.一种缓释型金属防锈纸的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比8~10：3~5：1~2 将凹土、氯化钙溶液、大孔硅胶进行混合均匀，得混合物，将混合物在温度300~330℃下烧结，待冷却至室温，得冷却物；
（2）按质量比1：20，将冷却物、去离子水进行混合，打浆，搅拌，取上清液，按质量比5：2，将上清液、十六烷基三甲基溴化铵进行混合，在温度70~80℃下搅拌，抽滤，得滤饼，将滤饼用去离子水冲洗，再在温度100~120℃下干燥，研磨成粉末，得研磨物；
（3）按重量份数计，取30~35份二硝基苯甲酸水溶液、20~25份碳酸环己胺、10~15份吗啉、10~15份甲醛、5~6份研磨物，将研磨物、吗啉进行混合，升温至70~90℃，恒温，加入甲醛，静置，加入碳酸环己胺，静置，待分层后，加入二硝基苯甲酸水溶液，静置，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度70~80℃下干燥，得干燥物；
（4）按质量比1：0.8：10：10，将干燥物、提取物、阿拉伯胶、壳聚糖溶液进行混合，在温度30~40℃下进行搅拌均匀，调节pH值至4~4.3，加入明胶水溶液质量1~2%的固化剂，固化，得固化物，按质量比3：10，向固化物中加入阳离子淀粉糊化液，搅拌均匀，得搅拌物；
（5）将搅拌物均匀涂布在防锈原纸的一面，涂布量为20~30g/m-2，在温度70~75℃下烘干，将烘干所得纸的另一面与加强材料复合，即得金属防锈纸。
2.根据权利要求1所述缓释型金属防锈纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中提取物是将棉籽粕进行粉碎，过筛，加入棉籽粕质量8~10倍的质量分数为0.5%的醋酸溶液，在温度60~65℃下提取1~2h，用真空泵抽滤，分离滤液、滤渣，将滤渣用水洗涤，收集洗涤液，按质量比3~4：1，将滤液、洗涤液进行混合，浓缩，即得提取物。
3.根据权利要求1所述缓释型金属防锈纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中固化剂是戊二醛。
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