CN109322212A - 一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法 - Google Patents

一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及表面功能材料技术领域，公开了一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.3‑0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层，与纸箱表面的吸附结合性强，涂布成膜性好，该有机涂层使得纸箱制品表面具有优异的耐候性、耐光性、耐黄变和耐水性，能够适应极端恶劣天气，并且在光学透明性、热稳定性、耐磨性和抗冲击性方面具有优异的表现，本发明处理得到的包装纸箱防水耐晒性能优异，并且作用层耐磨性强，可耐酸碱，大大提高了包装纸箱的使用功能和寿命，满足了特定的使用环境，降低损坏率，能够实现扩展包装纸箱销售市场的现实意义，同时对环境保护具有重要作用，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Description

一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法
技术领域
本发明属于表面功能材料技术领域，具体涉及一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法。
背景技术
纸箱是应用最广泛的包装制品，按用料不同，有瓦楞纸箱、单层纸板箱等，有各种规格和型号。纸箱常用的有三层、五层，七层使用较少，各层分为里纸、瓦楞纸、芯纸、面纸，里、面纸有茶板纸、牛皮纸，芯纸用瓦楞纸，各种纸的颜色和手感都不一样，不同厂家生产的纸(颜色、手感)也不一样。
包装纸箱作为现代物流不可缺少的一部分，承担着容装、保护产品、美观的重要责任。随着互联网水平的发展，物流交易加快，包装纸箱的需求量也越来越高。而纸箱生产原料为不可再生资源，这就加剧了能源消耗危机，解决此问题一方面需要提倡节能环保，降低不必要的浪费，另一方面需要对包装纸箱进行技术革新，使其性能更佳，能够耐雨水和日晒侵蚀，使用寿命更长，便于重复循环利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.3-0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.3-0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层，该高性能有机涂层按照重量份计由以下成分制成：聚四氢呋喃二醇100-110份、聚乙二醇50-55份、聚异氰酸酯70-80份、丙烯酸丁酯25-30份、二甘醇20-25份、1,4-丁二醇15-20份、改性硅灰石4-6份、二氧化硅凝胶3-4份、十二烷基硫酸钠1.5-2.0份、二月桂酸二丁基锡1.0-1.2份，所述高性能有机涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇混合，升温至40-45℃，搅拌熔化，加入到装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中，脱水处理1.0-1.5小时，在60-65℃下保温2-3小时，然后在搅拌下加入聚异氰酸酯和丙烯酸丁酯，升温至80-90℃，在氮气保护下，反应4-5小时，降温至25-30℃，得到预聚体；
（2）将二甘醇和1,4-丁二醇加入到预聚体中，升温至55-60℃，滴加二月桂酸二丁基锡，加入十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下充分搅拌混合，在搅拌过程中抽真空脱泡5-8分钟，脱泡后加入改性硅灰石和二氧化硅凝胶，搅拌混合均匀后加压升温反应2-3小时，压力为2.5-2.8MPa，反应温度为60-70℃，反应结束后出料即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用2-3倍体积的质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液稀释，混合均匀后，静置分层，除去碱液，使用去离子水洗涤至体系pH值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性硅灰石制备方法为：将硅灰石研磨至过80-100目筛，加入质量浓度为8-10克/升的氢氧化钠溶液，固液比为1:15-20，升温至95-100℃，碱处理30-40分钟，进行过滤，得到固体物料置于双氧水处理液中，料液比为1:10-12，升温至80-90℃，氧化处理60-70分钟，过滤干燥即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶孔洞率达到99.6-99.9%。
作为对上述方案的进一步描述，所述双氧水处理液中双氧水质量浓度为20-30克/升，硅酸钠质量浓度为1.5-2.0克/升。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有包装纸箱耐久性不佳，使用寿命短的问题，本发明提供了一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.3-0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层，与纸箱表面的吸附结合性强，涂布成膜性好，该有机涂层使得纸箱制品表面具有优异的耐候性、耐光性、耐黄变和耐水性，能够适应极端恶劣天气，并且在光学透明性、热稳定性、耐磨性和抗冲击性方面具有优异的表现，极大的延长了纸箱的使用寿命，本发明处理得到的包装纸箱防水耐晒性能优异，并且作用层耐磨性强，可耐酸碱，大大提高了包装纸箱的使用功能和寿命，满足了特定的使用环境，降低损坏率，能够实现扩展包装纸箱销售市场的现实意义，同时对环境保护具有重要作用，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.3毫米的制备得到的高性能有机涂层，该高性能有机涂层按照重量份计由以下成分制成：聚四氢呋喃二醇100份、聚乙二醇50份、聚异氰酸酯70份、丙烯酸丁酯25份、二甘醇20份、1,4-丁二醇15份、改性硅灰石4份、二氧化硅凝胶3份、十二烷基硫酸钠1.5份、二月桂酸二丁基锡1.0份，所述高性能有机涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇混合，升温至40℃，搅拌熔化，加入到装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中，脱水处理1.0小时，在60℃下保温2小时，然后在搅拌下加入聚异氰酸酯和丙烯酸丁酯，升温至80℃，在氮气保护下，反应4小时，降温至25℃，得到预聚体；
（2）将二甘醇和1,4-丁二醇加入到预聚体中，升温至55℃，滴加二月桂酸二丁基锡，加入十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下充分搅拌混合，在搅拌过程中抽真空脱泡5分钟，脱泡后加入改性硅灰石和二氧化硅凝胶，搅拌混合均匀后加压升温反应2小时，压力为2.5MPa，反应温度为60℃，反应结束后出料即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用2倍体积的质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液稀释，混合均匀后，静置分层，除去碱液，使用去离子水洗涤至体系pH值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性硅灰石制备方法为：将硅灰石研磨至过80目筛，加入质量浓度为8克/升的氢氧化钠溶液，固液比为1:15，升温至95℃，碱处理30分钟，进行过滤，得到固体物料置于双氧水处理液中，料液比为1:10，升温至80℃，氧化处理60分钟，过滤干燥即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶孔洞率达到99.6%。
作为对上述方案的进一步描述，所述双氧水处理液中双氧水质量浓度为20克/升，硅酸钠质量浓度为1.5克/升。
实施例2
一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.35毫米的制备得到的高性能有机涂层，该高性能有机涂层按照重量份计由以下成分制成：聚四氢呋喃二醇105份、聚乙二醇52份、聚异氰酸酯75份、丙烯酸丁酯28份、二甘醇22份、1,4-丁二醇18份、改性硅灰石5份、二氧化硅凝胶3.5份、十二烷基硫酸钠1.8份、二月桂酸二丁基锡1.1份，所述高性能有机涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇混合，升温至42℃，搅拌熔化，加入到装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中，脱水处理1.2小时，在62℃下保温2.5小时，然后在搅拌下加入聚异氰酸酯和丙烯酸丁酯，升温至85℃，在氮气保护下，反应4.5小时，降温至28℃，得到预聚体；
（2）将二甘醇和1,4-丁二醇加入到预聚体中，升温至58℃，滴加二月桂酸二丁基锡，加入十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下充分搅拌混合，在搅拌过程中抽真空脱泡6分钟，脱泡后加入改性硅灰石和二氧化硅凝胶，搅拌混合均匀后加压升温反应2.5小时，压力为2.6MPa，反应温度为65℃，反应结束后出料即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用2.5倍体积的质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液稀释，混合均匀后，静置分层，除去碱液，使用去离子水洗涤至体系pH值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性硅灰石制备方法为：将硅灰石研磨至过90目筛，加入质量浓度为9克/升的氢氧化钠溶液，固液比为1:18，升温至98℃，碱处理35分钟，进行过滤，得到固体物料置于双氧水处理液中，料液比为1:11，升温至85℃，氧化处理65分钟，过滤干燥即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶孔洞率达到99.7%。
作为对上述方案的进一步描述，所述双氧水处理液中双氧水质量浓度为25克/升，硅酸钠质量浓度为1.8克/升。
实施例3
一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，在纸箱表面涂覆厚度为0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层，该高性能有机涂层按照重量份计由以下成分制成：聚四氢呋喃二醇110份、聚乙二醇55份、聚异氰酸酯80份、丙烯酸丁酯30份、二甘醇25份、1,4-丁二醇20份、改性硅灰石6份、二氧化硅凝胶4份、十二烷基硫酸钠2.0份、二月桂酸二丁基锡1.2份，所述高性能有机涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇混合，升温至45℃，搅拌熔化，加入到装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中，脱水处理1.5小时，在65℃下保温3小时，然后在搅拌下加入聚异氰酸酯和丙烯酸丁酯，升温至90℃，在氮气保护下，反应5小时，降温至30℃，得到预聚体；
（2）将二甘醇和1,4-丁二醇加入到预聚体中，升温至60℃，滴加二月桂酸二丁基锡，加入十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下充分搅拌混合，在搅拌过程中抽真空脱泡8分钟，脱泡后加入改性硅灰石和二氧化硅凝胶，搅拌混合均匀后加压升温反应3小时，压力为2.8MPa，反应温度为70℃，反应结束后出料即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述丙烯酸丁酯使用前采用3倍体积的质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液稀释，混合均匀后，静置分层，除去碱液，使用去离子水洗涤至体系pH值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
作为对上述方案的进一步描述，所述改性硅灰石制备方法为：将硅灰石研磨至过100目筛，加入质量浓度为10克/升的氢氧化钠溶液，固液比为1:20，升温至100℃，碱处理40分钟，进行过滤，得到固体物料置于双氧水处理液中，料液比为1:12，升温至90℃，氧化处理70分钟，过滤干燥即得。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶孔洞率达到99.9%。
作为对上述方案的进一步描述，所述双氧水处理液中双氧水质量浓度为30克/升，硅酸钠质量浓度为2.0克/升。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，所述高性能有机涂层的制备中省略聚乙二醇和丙烯酸丁酯的添加，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，所述高性能有机涂层的制备中省略改性硅灰石的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，所述高性能有机涂层的制备中省略二氧化硅凝胶的添加，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法提高包装纸箱防水耐晒性能，以专利公开号为CN103711033B的一种防水水性上光油及其制备方法公开的方法作为对照组，未使用任何处理的包装纸箱作为空白对照，各组使用的纸箱来源相同，将各组处理后的包装纸箱裁剪成规格相同的长宽为15厘米×10厘米的试验样品，分别进行性能测试，试验中保持无关变量一致，结果如下表所示：
（试验中：在耐水时长测试中，将水温为30℃，pH为6.5的偏酸性水滴加到试验板材中，以渗透至涂层以下纸板所需时长作为实验数据，在耐光辐照时长测试中将各组试验纸板置于紫外光老化试验箱中进行试验测试，温度调整为60℃，辐照档位为强档，以纸板出现黄化所需时长作为实验数据；耐磨性次数使用磨擦机测试，在5磅的负载下，对涂层进行摩擦，以检测不到涂层含量作为统计次数的标准.）
本发明处理得到的包装纸箱防水耐晒性能优异，并且作用层耐磨性强，可耐酸碱，大大提高了包装纸箱的使用功能和寿命，满足了特定的使用环境，降低损坏率，能够实现扩展包装纸箱销售市场的现实意义，同时对环境保护具有重要作用，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Claims (5)

1.一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，其特征在于，在纸箱表面涂覆厚度为0.3-0.4毫米的制备得到的高性能有机涂层，该高性能有机涂层按照重量份计由以下成分制成：聚四氢呋喃二醇100-110份、聚乙二醇50-55份、聚异氰酸酯70-80份、丙烯酸丁酯25-30份、二甘醇20-25份、1,4-丁二醇15-20份、改性硅灰石4-6份、二氧化硅凝胶3-4份、十二烷基硫酸钠1.5-2.0份、二月桂酸二丁基锡1.0-1.2份，所述高性能有机涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇混合，升温至40-45℃，搅拌熔化，加入到装有温度计和搅拌器的三口烧瓶中，脱水处理1.0-1.5小时，在60-65℃下保温2-3小时，然后在搅拌下加入聚异氰酸酯和丙烯酸丁酯，升温至80-90℃，在氮气保护下，反应4-5小时，降温至25-30℃，得到预聚体；
（2）将二甘醇和1,4-丁二醇加入到预聚体中，升温至55-60℃，滴加二月桂酸二丁基锡，加入十二烷基硫酸钠，在氮气氛围下充分搅拌混合，在搅拌过程中抽真空脱泡5-8分钟，脱泡后加入改性硅灰石和二氧化硅凝胶，搅拌混合均匀后加压升温反应2-3小时，压力为2.5-2.8MPa，反应温度为60-70℃，反应结束后出料即可。
2.如权利要求1所述一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，其特征在于，所述丙烯酸丁酯使用前采用2-3倍体积的质量浓度为5.0%的氢氧化钠水溶液稀释，混合均匀后，静置分层，除去碱液，使用去离子水洗涤至体系pH值为中性，用无水氯化钙干燥后冷藏备用。
3.如权利要求1所述一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，其特征在于，所述改性硅灰石制备方法为：将硅灰石研磨至过80-100目筛，加入质量浓度为8-10克/升的氢氧化钠溶液，固液比为1:15-20，升温至95-100℃，碱处理30-40分钟，进行过滤，得到固体物料置于双氧水处理液中，料液比为1:10-12，升温至80-90℃，氧化处理60-70分钟，过滤干燥即得。
4.如权利要求1所述一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，其特征在于，所述二氧化硅凝胶孔洞率达到99.6-99.9%。
5.如权利要求3所述一种提高包装纸箱防水耐晒性能的方法，其特征在于，所述双氧水处理液中双氧水质量浓度为20-30克/升，硅酸钠质量浓度为1.5-2.0克/升。
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