CN109322215A - 一种抗压阻燃型纸箱的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，步骤如下：1）瓦楞纸浸泡后进行打浆；2)将纸浆液去杂后进行离心分离，洗涤后进行过滤；3)将PET和PE进行干燥，将PET与氢氧化铝、交联剂和稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，制得改性PET；4)改性PET和PE混合后进行捏合，经双螺杆挤出机制得改性PET/PE共混粒料；5)改性PET/PE共混粒料倒入双螺杆挤出机中，加入纳米二氧化硅，制得改性PET/PE复合物；6)改性PET/PE复合物粉碎后与纸浆混合，加入抄纸机中，注入超临界二氧化碳，将制得的纸页烘干后经热压工艺即可。本发明提供的纸箱的制备方法，操作简单，制得的纸箱具有良好的阻燃抗压效果，有效的保护纸箱内的物品免受碰撞的损害，具有良好的推广应用的前景。

Description

一种抗压阻燃型纸箱的制备方法
技术领域
本发明属于纸箱加工技术领域，具体涉及一种抗压阻燃型纸箱的制备方法。
背景技术
目前，纸箱存在于人们中的各个包装范围内，其几乎替代了木箱、布袋等其它各种包装形式，是人们包装各个物品的不二选择。但是，现有的纸箱仍存在一定的问题，比如，在快递运输过程中，即使标明轻拿轻放，但也会由于一些意外情况，造成纸箱的碰撞，损害到纸箱内的物品，并且在一些特殊领域，需要一些具有阻燃性的纸箱，而目前的阻燃纸箱一般都是在纸箱上喷涂一些阻燃剂，这类阻燃纸箱不能有很好的阻燃效果，不能达到阻燃的目的。因此，需要对纸箱进行进一步的研究，以使其能够更好的适应当今社会的发展需要。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种抗压阻燃型纸箱的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将瓦楞纸浸泡在温水中，浸泡3-5h后将瓦楞纸移至搅拌器中，然后加入浓度为1-2%的氢氧化钠溶液，在转速为500-800r/min下进行打浆，打浆时间2-3h；
2)将得到的纸浆液静置5-8h，去除悬浮的杂质后进行离心分离，离心分离的转速为4000-6000r/min，离心时间20-30min，然后将得到的纸浆用蒸馏水洗涤至中性后进行过滤，备用；
3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯分别置于100-120℃和70-80℃的烘箱中干燥10-15h，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯与相当其重量2-3%的氢氧化铝、1-2%的交联剂和0.5-1%的稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆熔融、挤出造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中挤出机各段温度分别控制在250℃、280℃、320℃、270℃，转速为200r/min；
4)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯混合后置于捏合机中，加热至230-260℃，捏合10-15min，然后倒入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料，其中挤出机各段温度分别控制在200℃、240℃、250℃、230℃，转速为180r/min；
5)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料置于70-80℃真空干燥箱内干燥5-8h，然后倒入双螺杆挤出机中，再加入相当于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料重量3-5%的纳米二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融共混后制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物，其中挤出机各段温度分别控制在230℃、260℃、275℃、245℃，转速为230r/min；
6)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物经磨粉机粉碎后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，注入量为改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物质量的8-12%，注入压力为15-20MPa，经抄纸机抄成纸页，进行烘干处理，烘干温度为50-60℃，烘干时间3-4h，然后将纸页经热压工艺即可制得所述的抗压阻燃型纸箱。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤1）中，所述温水的温度为50-80℃。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤3）中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的质量比为15-20:80-90。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤3）中，所述氢氧化铝的粒径为10-30nm。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤3）中，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少两种，所述稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、六甲基磷酰三胺中的至少两种。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤6）中，所述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物粉碎后的粒径为10-30nm。
优选地，一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其中步骤6）中，所述热压工艺中热压温度为80-85℃，热压时间2-3min。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的抗压阻燃型纸箱的制备方法，操作起来较为简单，制得的纸箱具有良好的阻燃抗压效果，有效的保护纸箱内的物品免受碰撞的损害，具有良好的推广应用的前景。本发明提供的纸箱制备方法，首先，将瓦楞纸浸泡在温水中，可以加速瓦楞纸的软化，然后加入一定量的氢氧化钠溶液后进行搅拌，在碱性环境下可以加速瓦楞纸中粘合剂的溶解，同时经过搅拌可以使瓦楞纸形成纸浆，经过离心后有利于杂质的去除；其次，在交联剂和稳定剂的作用下，将聚对苯二甲酸乙二醇酯和氢氧化铝经双螺杆挤出机挤出造粒，对聚对苯二甲酸乙二醇酯进行改性，在保留聚对苯二甲酸乙二醇酯优良的物理机械性能的同时，赋予其良好的阻燃型；再次，将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙烯经捏合机捏合后再经双螺杆挤出机挤出造粒，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯分散相在挤出机中由于受到剪切拉伸的作用形成微纤结构，同时微纤结构的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯相互搭接形成网络结构，并且与聚乙烯相互交织从而提高聚乙烯的机械强度，提高抗压强度；再次，将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料干燥后与纳米二氧化硅混合，经双螺杆挤出机挤出造粒，可以使纳米二氧化硅均匀的分散到熔融状态的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料中，可以进一步的提高共混粒料的机械强度和抗老化性能；最后，将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物切粒后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，超临界二氧化碳具有低黏度，低表面张力的特性，对纸浆具有较好的渗透性，可以渗透进纸浆中并对纸浆进行发泡，使得纸浆内形成尺寸分布均匀、密度大的泡孔，并且在超临界二氧化碳的作用下，改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物可以很好的渗透进纸浆内的泡孔中，有效的填充纸浆内的泡孔，从而使得后续制备的纸箱具有优良的阻燃性和抗压强度，有效的保护纸箱内的物品。
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
一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将瓦楞纸浸泡在温水中，浸泡3h后将瓦楞纸移至搅拌器中，然后加入浓度为1%的氢氧化钠溶液，在转速为500r/min下进行打浆，打浆时间3h；
2)将得到的纸浆液静置5h，去除悬浮的杂质后进行离心分离，离心分离的转速为4000r/min，离心时间30min，然后将得到的纸浆用蒸馏水洗涤至中性后进行过滤，备用；
3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯分别置于100℃和70℃的烘箱中干燥15h，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯与相当其重量2%的氢氧化铝、1%的交联剂和0.5%的稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆熔融、挤出造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中挤出机各段温度分别控制在250℃、280℃、320℃、270℃，转速为200r/min；
4)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯混合后置于捏合机中，加热至230℃，捏合15min，然后倒入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料，其中挤出机各段温度分别控制在200℃、240℃、250℃、230℃，转速为180r/min；
5)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料置于70℃真空干燥箱内干燥8h，然后倒入双螺杆挤出机中，再加入相当于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料重量3%的纳米二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融共混后制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物，其中挤出机各段温度分别控制在230℃、260℃、275℃、245℃，转速为230r/min；
6)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物经磨粉机粉碎后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，注入量为改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物质量的8%，注入压力为15MPa，经抄纸机抄成纸页，进行烘干处理，烘干温度为50℃，烘干时间4h，然后将纸页经热压工艺即可制得所述的抗压阻燃型纸箱。
作为优选，其中步骤1）中，所述温水的温度为50℃。
作为优选，其中步骤3）中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的质量比为15:80。
作为优选，其中步骤3）中，所述氢氧化铝的粒径为10nm。
作为优选，其中步骤3）中，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少两种，所述稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、六甲基磷酰三胺中的至少两种。
作为优选，其中步骤6）中，所述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物粉碎后的粒径为10nm。
作为优选，其中步骤6）中，所述热压工艺中热压温度为80℃，热压时间3min。
实施例2
一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将瓦楞纸浸泡在温水中，浸泡4h后将瓦楞纸移至搅拌器中，然后加入浓度为1.5%的氢氧化钠溶液，在转速为600r/min下进行打浆，打浆时间2.5h；
2)将得到的纸浆液静置7h，去除悬浮的杂质后进行离心分离，离心分离的转速为5000r/min，离心时间25min，然后将得到的纸浆用蒸馏水洗涤至中性后进行过滤，备用；
3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯分别置于110℃和75℃的烘箱中干燥12h，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯与相当其重量2.5%的氢氧化铝、1.5%的交联剂和0.7%的稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆熔融、挤出造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中挤出机各段温度分别控制在250℃、280℃、320℃、270℃，转速为200r/min；
4)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯混合后置于捏合机中，加热至240℃，捏合12min，然后倒入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料，其中挤出机各段温度分别控制在200℃、240℃、250℃、230℃，转速为180r/min；
5)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料置于75℃真空干燥箱内干燥7h，然后倒入双螺杆挤出机中，再加入相当于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料重量4%的纳米二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融共混后制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物，其中挤出机各段温度分别控制在230℃、260℃、275℃、245℃，转速为230r/min；
6)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物经磨粉机粉碎后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，注入量为改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物质量的10%，注入压力为17MPa，经抄纸机抄成纸页，进行烘干处理，烘干温度为55℃，烘干时间3.5h，然后将纸页经热压工艺即可制得所述的抗压阻燃型纸箱。
作为优选，其中步骤1）中，所述温水的温度为70℃。
作为优选，其中步骤3）中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的质量比为17:85。
作为优选，其中步骤3）中，所述氢氧化铝的粒径为20nm。
作为优选，其中步骤3）中，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少两种，所述稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、六甲基磷酰三胺中的至少两种。
作为优选，其中步骤6）中，所述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物粉碎后的粒径为20nm。
作为优选，其中步骤6）中，所述热压工艺中热压温度为83℃，热压时间2min。
实施例3
一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将瓦楞纸浸泡在温水中，浸泡5h后将瓦楞纸移至搅拌器中，然后加入浓度为2%的氢氧化钠溶液，在转速为800r/min下进行打浆，打浆时间2h；
2)将得到的纸浆液静置8h，去除悬浮的杂质后进行离心分离，离心分离的转速为6000r/min，离心时间20min，然后将得到的纸浆用蒸馏水洗涤至中性后进行过滤，备用；
3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯分别置于120℃和80℃的烘箱中干燥10h，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯与相当其重量3%的氢氧化铝、2%的交联剂和1%的稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆熔融、挤出造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中挤出机各段温度分别控制在250℃、280℃、320℃、270℃，转速为200r/min；
4)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯混合后置于捏合机中，加热至260℃，捏合10min，然后倒入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料，其中挤出机各段温度分别控制在200℃、240℃、250℃、230℃，转速为180r/min；
5)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料置于80℃真空干燥箱内干燥5h，然后倒入双螺杆挤出机中，再加入相当于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料重量5%的纳米二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融共混后制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物，其中挤出机各段温度分别控制在230℃、260℃、275℃、245℃，转速为230r/min；
6)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物经磨粉机粉碎后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，注入量为改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物质量的12%，注入压力为20MPa，经抄纸机抄成纸页，进行烘干处理，烘干温度为60℃，烘干时间3h，然后将纸页经热压工艺即可制得所述的抗压阻燃型纸箱。
作为优选，其中步骤1）中，所述温水的温度为80℃。
作为优选，其中步骤3）中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的质量比为20:90。
作为优选，其中步骤3）中，所述氢氧化铝的粒径为30nm。
作为优选，其中步骤3）中，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少两种，所述稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、六甲基磷酰三胺中的至少两种。
作为优选，其中步骤6）中，所述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物粉碎后的粒径为30nm。
作为优选，其中步骤6）中，所述热压工艺中热压温度为85℃，热压时间2min。
对比例1：去除步骤1）中的氢氧化钠溶液，其余与实施例1相同。
对比例2：去除步骤3）中的氢氧化铝，其余与实施例1相同。
对比例3：去除步骤4）中的捏合，其余与实施例1相同。
对比例4：去除步骤5）中的纳米二氧化硅，其余与实施例1相同。
对比例5：去除步骤6）中的注入超临界二氧化碳，其余与实施例1相同。
对比例6：去除步骤6）中的热压工艺，其余与实施例1相同。
试验例：分别对实施例1-3和对比例1-5提供的抗压阻燃型纸箱纸箱进行考察，结果如表1所示：
表一
其中水分测定按照纸和纸板水分的测定GB/T462-2203进行检测；
其中耐破强度按照GB/T6545-1998瓦楞纸板耐破强度的测定法进行；
其中边压强度按照GB/T6546-1998瓦楞纸板边压强度的测定法进行；
其中粘合强度按照GB/T6548-2011瓦楞纸板粘合强度的测定法进行，P＝F/(n- 1)·L，P位粘合强度，单位位牛顿每米(N/m)，F为试样分离时所需的力，单位位牛顿(N)，n为插入试样的针根数。
由以上试验检测发现，该抗压阻燃型纸箱边压强度、耐破 强度、粘合强度等都高出行业质量标准要求，制备的纸箱耐压阻燃。
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 (7)

1.一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）将瓦楞纸浸泡在温水中，浸泡3-5h后将瓦楞纸移至搅拌器中，然后加入浓度为1-2%的氢氧化钠溶液，在转速为500-800r/min下进行打浆，打浆时间2-3h；
2)将得到的纸浆液静置5-8h，去除悬浮的杂质后进行离心分离，离心分离的转速为4000-6000r/min，离心时间20-30min，然后将得到的纸浆用蒸馏水洗涤至中性后进行过滤，备用；
3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯分别置于100-120℃和70-80℃的烘箱中干燥10-15h，然后将聚对苯二甲酸乙二醇酯与相当其重量2-3%的氢氧化铝、1-2%的交联剂和0.5-1%的稳定剂混合后加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆熔融、挤出造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中挤出机各段温度分别控制在250℃、280℃、320℃、270℃，转速为200r/min；
4)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯混合后置于捏合机中，加热至230-260℃，捏合10-15min，然后倒入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机造粒，制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料，其中挤出机各段温度分别控制在200℃、240℃、250℃、230℃，转速为180r/min；
5)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料置于70-80℃真空干燥箱内干燥5-8h，然后倒入双螺杆挤出机中，再加入相当于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯共混粒料重量3-5%的纳米二氧化硅，在双螺杆挤出机中熔融共混后制得改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物，其中挤出机各段温度分别控制在230℃、260℃、275℃、245℃，转速为230r/min；
6)将改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物经磨粉机粉碎后与纸浆混合，然后倒入到抄纸机中，同时将超临界二氧化碳通过计量泵注入抄纸机中，注入量为改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物质量的8-12%，注入压力为15-20MPa，经抄纸机抄成纸页，进行烘干处理，烘干温度为50-60℃，烘干时间3-4h，然后将纸页经热压工艺即可制得所述的抗压阻燃型纸箱。
2.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述温水的温度为50-80℃。
3.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的质量比为15-20:80-90。
4.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述氢氧化铝的粒径为10-30nm。
5.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5 二叔丁基过氧化己烷中的至少两种，所述稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、间苯二酚单苯甲酸酯、六甲基磷酰三胺中的至少两种。
6.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤6）中，所述改性聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯复合物粉碎后的粒径为10-30nm。
7.如权利要求1所述一种抗压阻燃型纸箱的制备方法，其特征在于，步骤6）中，所述热压工艺中热压温度为80-85℃，热压时间2-3min。
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