CN109135589A - 一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜及其制备方法，原料组分如下：聚氨酯树脂、环氧树脂、硫酸钛、丙烯酸树脂、胶膜添加剂、十二烷基苯磺酸钠、过氧化二异丙苯、亚磷酸酯、十二碳醇酯、纳米二氧化钛、硅油，具体方法如下：1）将聚氨酯树脂和环氧树脂混合后加入硫酸钛，进行加热反应，然后再加入丙烯酸树脂，继续反应；2）取十二烷基苯磺酸钠、胶膜添加剂，混合后加入1）中产物进行加热，再加入过氧化二异丙苯、亚磷酸酯、十二碳醇酯、纳米二氧化钛、硅油，振荡分散制得混合胶料；3）将2）中的混合胶料干燥后经机械制成胶膜即可。本发明制备的防潮环保胶膜，有很好的抗张强度、柔韧性以及防潮性，可以有效的提高瓦楞纸的使用性能。

Description

一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜及其制备方法
技术领域
本发明属于胶膜技术领域，具体涉及一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜及其制备方法。
背景技术
瓦楞纸是由挂面纸和通过瓦楞棍加工而形成的波形的瓦楞纸粘合而成的板状物，一般分为单瓦楞纸板和双瓦楞纸板两类，具有成本低、质量轻、加工易、强度大、印刷适应性样优良、储存搬运方便等优点，80%以上的瓦楞纸均可通过回收再生，瓦楞纸可用作食品或者数码产品的包装，相对环保，使用较为广泛。
瓦楞纸箱在存储过程中表面极易吸水受潮，使得瓦楞纸的各项性能大幅度降低，甚至出现不能使用的现象。目前市场上的防水瓦楞纸，大多采用涂刷防水涂料的方法进行防水，不仅防水效果一般，而且涂料中含有的有害成分会对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，按重量份组分如下：聚氨酯树脂15-20份、环氧树脂13-18份、硫酸钛1-3份、丙烯酸树脂8-12份、胶膜添加剂3-4份、十二烷基苯磺酸钠2-5份、过氧化二异丙苯3-5份、亚磷酸酯2-3份、十二碳醇酯3-4份、纳米二氧化钛2-3份、硅油1-3份。
优选地，一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，其中胶膜添加剂的制备方法如下：
1）取淀粉7-12份，加入0.5-1.0mol/L的氯化钠溶液50-80份，在35-40℃恒温水浴中浸泡10-15h，再加入碳酸氢钠溶液，调节pH至9-10，在200-300W超声波下进行振荡分散15-20min；
2）待振荡结束，将溶液干燥后移至充满氮气的反应釜中，升温至500-700℃，恒温反应2-3h，待反应结束后，取出产物，使用1-1.5mol/L的盐酸溶液酸洗后再使用蒸馏水洗涤至中性；
3）将洗涤后的产物真空干燥后，在管式电阻炉中进行退火处理，加热温度为700-900℃，处理时间2-3h，在处理过程中充入氦气，流量为15-20L/h，待处理结束后即得中空碳微球；
4）取木质素8-13份，加入丙酮溶液25-35份，搅拌溶解后加入四甲基哌啶酮5-8份，加热至70℃，然后再加入环氧氯丙烷7-12份，混合反应2-3h，待反应结束后，滴加羟基丙烯酸酯5-7份，在转速为50-100r/min下搅拌20-30min，然后加入溴代二酚基丙烷环氧树脂4-6份，移至反应釜中加热至130-170℃，反应1.5-3h；
5）待反应结束后，加入硬酯酸钾2-3份和3）中的产物，混合后进行超声波振荡10-15min，功率为300-400W，振荡结束后再加入单甘脂5-15份、聚乙二醇3-5份，在200-350W超声波下进行再次振荡分散，振荡时间15-30min，待振荡结束后即可制得胶膜添加剂。
优选地，一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜制备方法，具体步骤如下：
1）取聚氨酯树脂15-20份、环氧树脂13-18份，混合均匀后加入硫酸钛1-3份，进行加热反应，加热温度150-170℃，反应时间20-40min，待反应结束后加入丙烯酸树脂8-12份，将温度提高到180-200℃继续进行反应，反应时间1-3h，待反应结束后取出产物冷却备用；
2）取十二烷基苯磺酸钠2-5份、胶膜添加剂3-4份，混合后加入1）中产物进行加热，加热温度120-200℃，加热时间30-50min，待加热结束后加入过氧化二异丙苯3-5份、亚磷酸酯2-3份、十二碳醇酯3-4份、纳米二氧化钛2-3份、硅油1-3份，在300-350W超声波下进行振荡分散20-25min，制得混合胶料；
3）将2）中的混合胶料经干燥后采用热熔涂膜机或压膜机将胶料制成胶膜。
优选地，一种瓦楞纸表面防潮环保胶膜的制备方法，其中步骤3）中，干燥是在0.05-0.08MPa下加热至60-70℃，真空干燥2-3h。
作为对上述方案的进一步改进，
1.本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备的防潮环保胶膜，其中的胶膜添加剂是一种由木质素改性后与中空碳微球复合形成的高分子聚合物，首先，
含有的单甘脂是一种油/水型乳化剂，当环境湿度增大时，在胶膜表面形成水/油界面，而单甘脂中的亲水基团进入水相区，亲油基团进入油相区，在胶膜表面包裹形成疏水膜，阻碍外界水分与瓦楞纸接触，并且由于聚乙二醇属于高分聚合物，可以提高单甘脂的分散率和溶解度，增大单甘脂的表面活性，促进疏水膜的成膜作用，进一步提高胶膜的防潮性，其次，由于木质素中含有多种芳香基、羟基、醛基等基团，具有较好的化学活性，并且具有一定的粘性，将木质素进行改性，提高芳香环上的空位数，同时通过在芳香环的空位上引入羟基、羧基等极性基团，增强木质素的化学活性，提高木质素的粘性，从而有利于提高胶膜与瓦楞纸的粘结性；最后，中空碳微球具有表面积大、稳定性好的特点，将木质素改性后与中空碳微球进行复合，形成一种“包裹”效应，提高胶膜表面木质素的含量，从而进一步提高胶膜与瓦楞纸之间的粘结性。
2.本发明制备的防潮环保胶膜，具有很好的抗张强度以及柔韧性，可以有效的提高瓦楞纸的使用性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，按重量份组分如下：聚氨酯树脂15份、环氧树脂13份、硫酸钛1份、丙烯酸树脂8份、胶膜添加剂3份、十二烷基苯磺酸钠2份、过氧化二异丙苯3份、亚磷酸酯2份、十二碳醇酯3份、纳米二氧化钛2份、硅油1份。
作为优选，其中胶膜添加剂的制备方法如下：
1）取淀粉7份，加入0.5mol/L的氯化钠溶液50份，在35℃恒温水浴中浸泡10h，再加入碳酸氢钠溶液，调节pH至9，在200W超声波下进行振荡分散15min；
2）待振荡结束，将溶液干燥后移至充满氮气的反应釜中，升温至500℃，恒温反应2h，待反应结束后，取出产物，使用1mol/L的盐酸溶液酸洗后再使用蒸馏水洗涤至中性；
3）将洗涤后的产物真空干燥后，在管式电阻炉中进行退火处理，加热温度为700℃，处理时间2h，在处理过程中充入氦气，流量为15L/h，待处理结束后即得中空碳微球；
4）取木质素8份，加入丙酮溶液25份，搅拌溶解后加入四甲基哌啶酮5份，加热至70℃，然后再加入环氧氯丙烷7-份，混合反应2h，待反应结束后，滴加羟基丙烯酸酯5份，在转速为50r/min下搅拌20min，然后加入溴代二酚基丙烷环氧树脂4份，移至反应釜中加热至130℃，反应1.5h；
5）待反应结束后，加入硬酯酸钾2份和3）中的产物，混合后进行超声波振荡10min，功率为300W，振荡结束后再加入单甘脂5份、聚乙二醇3份，在200W超声波下进行再次振荡分散，振荡时间15min，待振荡结束后即可制得胶膜添加剂。
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜制备方法，具体步骤如下：
1）取聚氨酯树脂15份、环氧树脂13份，混合均匀后加入硫酸钛1份，进行加热反应，加热温度150℃，反应时间20min，待反应结束后加入丙烯酸树脂8份，将温度提高到180℃继续进行反应，反应时间1h，待反应结束后取出产物冷却备用；
2）取十二烷基苯磺酸钠2份、胶膜添加剂3份，混合后加入1）中产物进行加热，加热温度120℃，加热时间30min，待加热结束后加入过氧化二异丙苯3份、亚磷酸酯2份、十二碳醇酯3份、纳米二氧化钛2份、硅油1份，在300W超声波下进行振荡分散20min，制得混合胶料；
3）将2）中的混合胶料经干燥后采用热熔涂膜机或压膜机将胶料制成胶膜。
作为优选，其中步骤3）中，干燥是在0.05MPa下加热至60℃，真空干燥2h。
实施例2
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，按重量份组分如下：聚氨酯树脂17份、环氧树脂15份、硫酸钛2份、丙烯酸树脂10份、胶膜添加剂3份、十二烷基苯磺酸钠3份、过氧化二异丙苯4份、亚磷酸酯2份、十二碳醇酯3份、纳米二氧化钛2份、硅油2份。
作为优选，其中胶膜添加剂的制备方法如下：
1）取淀粉10份，加入0.7mol/L的氯化钠溶液70份，在37℃恒温水浴中浸泡12h，再加入碳酸氢钠溶液，调节pH至9.5，在200W超声波下进行振荡分散17min；
2）待振荡结束，将溶液干燥后移至充满氮气的反应釜中，升温至600℃，恒温反应2.5h，待反应结束后，取出产物，使用1.3mol/L的盐酸溶液酸洗后再使用蒸馏水洗涤至中性；
3）将洗涤后的产物真空干燥后，在管式电阻炉中进行退火处理，加热温度为800℃，处理时间2.5h，在处理过程中充入氦气，流量为17L/h，待处理结束后即得中空碳微球；
4）取木质素10份，加入丙酮溶液30份，搅拌溶解后加入四甲基哌啶酮7份，加热至70℃，然后再加入环氧氯丙烷10份，混合反应2.5h，待反应结束后，滴加羟基丙烯酸酯6份，在转速为70r/min下搅拌25min，然后加入溴代二酚基丙烷环氧树脂5份，移至反应釜中加热至150℃，反应2h；
5）待反应结束后，加入硬酯酸钾2份和3）中的产物，混合后进行超声波振荡12min，功率为300W，振荡结束后再加入单甘脂10份、聚乙二醇4份，在300W超声波下进行再次振荡分散，振荡时间25min，待振荡结束后即可制得胶膜添加剂。
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜制备方法，具体步骤如下：
1）取聚氨酯树脂17份、环氧树脂15份，混合均匀后加入硫酸钛2份，进行加热反应，加热温度160℃，反应时间30min，待反应结束后加入丙烯酸树脂10份，将温度提高到190℃继续进行反应，反应时间2h，待反应结束后取出产物冷却备用；
2）取十二烷基苯磺酸钠3份、胶膜添加剂3份，混合后加入1）中产物进行加热，加热温度150℃，加热时间40min，待加热结束后加入过氧化二异丙苯4份、亚磷酸酯2份、十二碳醇酯3份、纳米二氧化钛2份、硅油2份，在300W超声波下进行振荡分散23min，制得混合胶料；
3）将2）中的混合胶料经干燥后采用热熔涂膜机或压膜机将胶料制成胶膜。
作为优选，其中步骤3）中，干燥是在0.07MPa下加热至65℃，真空干燥2.5h。
实施例3
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，按重量份组分如下：聚氨酯树脂20份、环氧树脂18份、硫酸钛3份、丙烯酸树脂12份、胶膜添加剂4份、十二烷基苯磺酸钠5份、过氧化二异丙苯5份、亚磷酸酯3份、十二碳醇酯4份、纳米二氧化钛3份、硅油3份。
作为优选，其中胶膜添加剂的制备方法如下：
1）取淀粉12份，加入1.0mol/L的氯化钠溶液80份，在40℃恒温水浴中浸泡15h，再加入碳酸氢钠溶液，调节pH至10，在300W超声波下进行振荡分散20min；
2）待振荡结束，将溶液干燥后移至充满氮气的反应釜中，升温至700℃，恒温反应3h，待反应结束后，取出产物，使用1.5mol/L的盐酸溶液酸洗后再使用蒸馏水洗涤至中性；
3）将洗涤后的产物真空干燥后，在管式电阻炉中进行退火处理，加热温度为900℃，处理时间3h，在处理过程中充入氦气，流量为20L/h，待处理结束后即得中空碳微球；
4）取木质素13份，加入丙酮溶液35份，搅拌溶解后加入四甲基哌啶酮8份，加热至70℃，然后再加入环氧氯丙烷12份，混合反应3h，待反应结束后，滴加羟基丙烯酸酯7份，在转速为100r/min下搅拌30min，然后加入溴代二酚基丙烷环氧树脂6份，移至反应釜中加热至170℃，反应3h；
5）待反应结束后，加入硬酯酸钾3份和3）中的产物，混合后进行超声波振荡15min，功率为400W，振荡结束后再加入单甘脂15份、聚乙二醇5份，在350W超声波下进行再次振荡分散，振荡时间30min，待振荡结束后即可制得胶膜添加剂。
一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜制备方法，具体步骤如下：
1）取聚氨酯树脂20份、环氧树脂18份，混合均匀后加入硫酸钛3份，进行加热反应，加热温度170℃，反应时间40min，待反应结束后加入丙烯酸树脂12份，将温度提高到200℃继续进行反应，反应时间3h，待反应结束后取出产物冷却备用；
2）取十二烷基苯磺酸钠5份、胶膜添加剂4份，混合后加入1）中产物进行加热，加热温度200℃，加热时间50min，待加热结束后加入过氧化二异丙苯5份、亚磷酸酯3份、十二碳醇酯4份、纳米二氧化钛3份、硅油3份，在350W超声波下进行振荡分散25min，制得混合胶料；
3）将2）中的混合胶料经干燥后采用热熔涂膜机或压膜机将胶料制成胶膜。
作为优选，其中步骤3）中，干燥是在0.08MPa下加热至70℃，真空干燥3h。
对比例1：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于不含有胶膜添加剂。
对比例2：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于胶膜添加剂中不含有碳酸氢钠。
对比例3：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于不含有纳米二氧化钛。
对比例4：制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于不含有硅油。
实验例：瓦楞纸的防潮性研究。
实验过程和结果
选用市售的普通瓦楞纸600张，平均分成6组，分别将实施例1和对比例1-4提供的防潮胶膜粘附在瓦楞纸的表面，作为实验组和对照组1-4，空白组选用的市售普通瓦楞纸不做处理，将实验组、对照组1-4和空白组的瓦楞纸放置在湿度为70-80%的常温仓库中，一周后观察瓦楞纸的潮湿情况，结果如表一所示：
表一
从表一可以看出，实验组的瓦楞纸在高湿度的仓库中存储一周并未出现潮湿情况，由此可见，本发明提共的瓦楞纸表面的防潮环保胶膜可以有效的隔绝空气中的水分与瓦楞纸直接接触，具有很好的防潮性，可以很好的扩大瓦楞纸的使用范围和使用时限。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，其特征在于，按重量份组分如下：聚氨酯树脂15-20份、环氧树脂13-18份、硫酸钛1-3份、丙烯酸树脂8-12份、胶膜添加剂3-4份、十二烷基苯磺酸钠2-5份、过氧化二异丙苯3-5份、亚磷酸酯2-3份、十二碳醇酯3-4份、纳米二氧化钛2-3份、硅油1-3份。
2.如权利要求1所述的一种瓦楞纸表面的防潮环保胶膜，其特征在于，胶膜添加剂的制备方法如下：
1）取淀粉7-12份，加入0.5-1.0mol/L的氯化钠溶液50-80份，在35-40℃恒温水浴中浸泡10-15h，再加入碳酸氢钠溶液，调节pH至9-10，在200-300W超声波下进行振荡分散15-20min；
2）待振荡结束，将溶液干燥后移至充满氮气的反应釜中，升温至500-700℃，恒温反应2-3h，待反应结束后，取出产物，使用1-1.5mol/L的盐酸溶液酸洗后再使用蒸馏水洗涤至中性；
3）将洗涤后的产物真空干燥后，在管式电阻炉中进行退火处理，加热温度为700-900℃，处理时间2-3h，在处理过程中充入氦气，流量为15-20L/h，待处理结束后即得中空碳微球；
4）取木质素8-13份，加入丙酮溶液25-35份，搅拌溶解后加入四甲基哌啶酮5-8份，加热至70℃，然后再加入环氧氯丙烷7-12份，混合反应2-3h，待反应结束后，滴加羟基丙烯酸酯5-7份，在转速为50-100r/min下搅拌20-30min，然后加入溴代二酚基丙烷环氧树脂4-6份，移至反应釜中加热至130-170℃，反应1.5-3h；
5）待反应结束后，加入硬酯酸钾2-3份和3）中的产物，混合后进行超声波振荡10-15min，功率为300-400W，振荡结束后再加入单甘脂5-15份、聚乙二醇3-5份，在200-350W超声波下进行再次振荡分散，振荡时间15-30min，待振荡结束后即可制得胶膜添加剂。
3.一种如权利要求1所述的瓦楞纸表面的防潮环保胶膜制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）取聚氨酯树脂15-20份、环氧树脂13-18份，混合均匀后加入硫酸钛1-3份，进行加热反应，加热温度150-170℃，反应时间20-40min，待反应结束后加入丙烯酸树脂8-12份，将温度提高到180-200℃继续进行反应，反应时间1-3h，待反应结束后取出产物冷却备用；
2）取十二烷基苯磺酸钠2-5份、胶膜添加剂3-4份，混合后加入1）中产物进行加热，加热温度120-200℃，加热时间30-50min，待加热结束后加入过氧化二异丙苯3-5份、亚磷酸酯2-3份、十二碳醇酯3-4份、纳米二氧化钛2-3份、硅油1-3份，在300-350W超声波下进行振荡分散20-25min，制得混合胶料；
3）将2）中的混合胶料经干燥后采用热熔涂膜机或压膜机将胶料制成胶膜即可。
4.如权利要求3所述的一种瓦楞纸表面防潮环保胶膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，干燥是在0.05-0.08MPa下加热至60-70℃，真空干燥2-3h。
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