CN109895484A

CN109895484A - 一种防水阻燃瓦楞纸箱

Info

Publication number: CN109895484A
Application number: CN201910120457.9A
Authority: CN
Inventors: 胡宏旗; 石传胜; 杜威
Original assignee: Chuzhou Cigarette Materials Factory
Current assignee: Chuzhou Cigarette Materials Factory
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-06-18

Abstract

本发明公开了一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂40‑60％、丙烯酸乳液10‑15％、纳米海泡石粉5‑8％、二氧化钛3‑6％、羟甲基纤维素钠2‑7％、分散剂1‑3.5％、固化剂2‑5％、环己酮10‑15％、去离子水3‑8％；其中防水阻燃膜中的改性环氧树脂中引入了防水有机硅基团和阻燃环三磷腈基团，阻燃防水剂与环氧树脂通过开环聚合，以化学键牢牢连接在一起，涂覆的防水阻燃膜，不会存在防水剂或者阻燃剂混合不均匀的情况，制成涂膜时防止了防水阻燃性能不均一的情况，大大提高了瓦楞纸箱的防水阻燃性能。

Description

一种防水阻燃瓦楞纸箱

技术领域

本发明属于包装技术领域，具体涉及一种防水阻燃瓦楞纸箱。

背景技术

瓦楞纸箱作为生产生活中必不可少的包装容器，被广泛应用于食品、家用电器、纺织、食品行业、日化等各个行业的运输和包装。随着人们消费水平的提高，不仅对纸箱的需求量增加，而且还对纸箱的外观效果和功能性提出了更高的要求。

瓦楞纸板是一种纸质复合板材，是具有粘-弹-塑性的非金属夹层材料，由波纹状瓦楞芯纸和内外面纸粘合而成，用于制造各种瓦楞纸箱，纸托盘，纸衬垫，纸护角，展示架，纸家具，纸玩具，轻质建材制品等，产品呈现多元化趋势，工业应用前景广阔。瓦楞纸板的基本结构以单瓦楞纸板为例说明。单瓦楞纸板，即三层瓦楞纸板，是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成。瓦楞纸箱是用瓦楞纸板制成的纸质容器，是一种比较理想的包装容器，具有缓冲性能好、轻便牢固、强度高、原料充足、成本低、便于自动化生产、适用性广泛、印刷性好、环保性好、可回收利用等优良特性，多年来一直用于运输包装和销售包装。但是瓦楞纸箱表面极其容易吸水，受潮后的瓦楞纸箱，各项性能大幅度下降，甚至出现无法使用的现象。

另外，国内外还未出现具有阻燃性能的瓦楞纸箱应用于生产当中，而瓦楞纸箱在包装易燃品方面存在着极大的安全隐患。世界上大约有80％的货物是用瓦愣纸箱包装后，经中转、货运、仓储、商店，最后转到顾客手中的。这些货物中的很多产品属于易燃物品，而纸制的瓦楞纸箱一般都是极易被火点燃的，所以一旦遇到火苗，不仅是点燃一个箱子的问题，而是一场灾难的开始。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，其中防水阻燃膜中的改性环氧树脂中引入了防水有机硅基团和阻燃环三磷腈基团，大大提高了瓦楞纸箱的防水阻燃性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂40-60％、丙烯酸乳液10-15％、纳米海泡石粉5-8％、二氧化钛3-6％、羟甲基纤维素钠2-7％、分散剂1-3.5％、固化剂2-5％、环己酮10-15％、去离子水3-8％。

进一步，所述的改性环氧树脂的制备方法为:

S1、六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的制备

反应式如下所示：

将对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯加入到反应瓶中，加入溶剂二氧六环，搅拌溶解后，升温到40℃，开启搅拌，将六氯磷腈溶解在二氧六环中，逐滴加入到反应瓶中，待滴加完毕后，以1℃/min的速度升温至55-60℃，恒温搅拌反应6-8h，反应结束后，自然冷却静置，即得到了六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的粗反应液；

六(4-醛基苯氧基)环三磷腈以磷、氮为主要活性组分，不含卤素，燃烧时烟少且无卤化氢等有毒气体产生，具有防熔滴的作用。磷氮阻燃剂受热时放出的N₂和NH₃等不燃气体，不仅能够冲淡可燃气体，而且能够覆盖在瓦楞纸箱周围，阻隔聚合物与空气的接触，抑制瓦楞纸箱持续燃烧；

S2、硅脂基团的引入

将氨基硅树脂加入到步骤S1得到的六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的粗反应液中，升温至95-105℃，搅拌反应3-5h，反应结束后，自然冷却静置，过滤，滤液浓缩后，采用乙醇重结晶，即得到了式b结构的阻燃防水剂；

氨基硅树脂上的氨基与六(4-醛基苯氧基)环三磷腈上的醛基进行缩合反应，这样在阻燃剂上引入了具有防水性能的硅脂键，且通过共价键连接，由于C＝N的碳上连接了一个苯环，C＝N与苯环形成共轭的稳定结构，即得到的阻燃防水剂为稳定的化合物；

S3、改性环氧树脂的制备

将环氧树脂加热至110℃熔融后，分2次加入阻燃防水剂，第一次加入阻燃防水剂的30％，第二次加入阻燃防水剂的70％，搅拌均匀后，保温固化反应2h，得到了固化改性的环氧树脂。

制备的阻燃防水剂含有多个-NH₂基团，因此，易于环氧树脂发生开环聚合反应，引入的硅脂基团在瓦楞纸箱表面和毛细孔内壁形成憎水薄膜，阻止毛细孔对水的毛细吸收，充分发挥了防水的功效，有效地阻止水分的浸入，达到防水防潮的目的；另外，将阻燃防水剂结构中刚性疏水的芳基结构引入到环氧树脂中，从而进一步的提高了环氧树脂的耐水性能；

由于防水有机硅基团和阻燃环三磷腈基团以化学键连接构成阻燃防水剂，阻燃防水剂与环氧树脂通过开环聚合，同样以化学键牢牢连接在一起，涂覆的防水阻燃膜，不会存在防水剂或者阻燃剂混合不均匀的情况，制成涂膜时防止了防水阻燃性能不均一的情况，大大提高了瓦楞纸箱的防水阻燃性能。

进一步，步骤S1所述的六氯磷腈、对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯的摩尔比为：1:5.5-6.5:5。

进一步，步骤S2所述的氨基硅树脂与六氯磷腈的摩尔比为6-6.5：1。

进一步，步骤S3所述的环氧树脂与阻燃防水剂的质量比为7-10：1。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，其中防水阻燃膜中的改性环氧树脂中引入了防水有机硅基团和阻燃环三磷腈基团，由于防水有机硅基团和阻燃环三磷腈基团以化学键连接构成阻燃防水剂，阻燃防水剂与环氧树脂通过开环聚合，同样以化学键牢牢连接在一起，涂覆的防水阻燃膜，不会存在防水剂或者阻燃剂混合不均匀的情况，制成涂膜时防止了防水阻燃性能不均一的情况，大大提高了瓦楞纸箱的防水阻燃性能。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中改性环氧树脂的制备方法为:

S1、六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的制备

将对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯加入到反应瓶中，加入溶剂二氧六环，搅拌溶解后，升温到40℃，开启搅拌，将六氯磷腈溶解在二氧六环中，逐滴加入到反应瓶中，待滴加完毕后，以1℃/min的速度升温至60℃，恒温搅拌反应6h，反应结束后，自然冷却静置，即得到了六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的粗反应液，反应式如下所示：

所述的六氯磷腈、对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯的摩尔比为：1:6:5；

S2、硅脂基团的引入

将氨基硅树脂加入到步骤S1得到的六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的粗反应液中，升温至100℃，搅拌反应4h，反应结束后，自然冷却静置，过滤，滤液浓缩后，采用乙醇重结晶，即得到了式b结构的阻燃防水剂；

所述的氨基硅树脂与六氯磷腈的摩尔比为6：1。

阻燃防水剂b的红外表征如下所示：IR(KBr):3405.5(-NH₂),3045.6(C＝N),3032.1(苯环的伸缩振动)，1376.2,1104.7(Si-O-Si)。

S3、改性环氧树脂的制备

将环氧树脂加热至110℃熔融后，分2次加入阻燃防水剂，第一次加入阻燃防水剂的30％，第二次加入阻燃防水剂的70％，搅拌均匀后，保温固化反应2h，得到了固化改性的环氧树脂；所述的环氧树脂与阻燃防水剂的质量比为8：1。

固化改性的环氧树脂的阻燃性能测试实验：

表一、改性环氧树脂的垂直燃烧测试结果

	LOI％	垂直燃烧等级
			改性环氧树脂	34.7	V-0
纯的环氧树脂	18.9	不及格

实施例1

一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，所述的防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂40％、丙烯酸乳液15％、纳米海泡石粉5％、二氧化钛5％、羟甲基纤维素钠5％、分散剂3％、固化剂4％、环己酮15％、去离子水8％。

实施例2

一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，所述的防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂60％、丙烯酸乳液12％、纳米海泡石粉5％、二氧化钛3％、羟甲基纤维素钠2％、分散剂1％、固化剂2％、环己酮10％、去离子水5％。

实施例3

一种防水阻燃瓦楞纸箱，该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，所述的防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂50％、丙烯酸乳液10％、纳米海泡石粉7％、二氧化钛4％、羟甲基纤维素钠7％、分散剂3.5％、固化剂3％、环己酮11％、去离子水4.5％。

对比实施例1

将改性环氧树脂更换为环氧树脂，其余同实施例3。

防水阻燃瓦楞纸箱的性能测试：

表二、防水阻燃瓦楞纸箱的性能

本发明的阻燃防水瓦楞纸箱具有良好的阻燃防水性能，并且具有环境友好、无污染等特点，符具有良好的发展前景。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种防水阻燃瓦楞纸箱，其特征在于：该瓦楞纸箱是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成，所述的面纸、里纸和瓦楞芯纸在粘合前均涂覆上一层防水阻燃膜，防水阻燃膜各原料的重量百分比为：改性环氧树脂40-60％、丙烯酸乳液10-15％、纳米海泡石粉5-8％、二氧化钛3-6％、羟甲基纤维素钠2-7％、分散剂1-3.5％、固化剂2-5％、环己酮10-15％、去离子水3-8％。

2.根据权利要求1所述的一种防水阻燃瓦楞纸箱，其特征在于：所述的改性环氧树脂的制备方法为:

S1、六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的制备

将对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯加入到反应瓶中，加入溶剂二氧六环，搅拌溶解后，升温到40℃，开启搅拌，将六氯磷腈溶解在二氧六环中，逐滴加入到反应瓶中，待滴加完毕后，以1℃/min的速度升温至55-60℃，恒温搅拌反应6-8h，反应结束后，自然冷却静置，即得到了六(4-醛基苯氧基)环三磷腈的粗反应液，反应式如下所示：

S2、硅脂基团的引入

S3、改性环氧树脂的制备

3.根据权利要求2所述的一种防水阻燃瓦楞纸箱，其特征在于：步骤S1所述的六氯磷腈、对羟基苯甲醛和催化剂碳酸铯的摩尔比为：1:5.5-6.5:5。

4.根据权利要求2所述的一种防水阻燃瓦楞纸箱，其特征在于：步骤S2所述的氨基硅树脂与六氯磷腈的摩尔比为6-6.5：1。

5.根据权利要求2所述的一种防水阻燃瓦楞纸箱，其特征在于：步骤S3所述的环氧树脂与阻燃防水剂的质量比为7-10：1。