CN111945475B - 一种抗静电瓦楞纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电瓦楞纸的制备方法，本发明属于瓦楞纸技术领域，本发明公开的制备方法简单，原料来源广泛，制备的瓦楞纸有防尘、防水能力、柔软纯净等特点，可有效控制静电产生量，且可多次使用，不伤物体表面，不掉毛屑，无静电产生，可有效、及时消除内包装物所产生的静电，并有隔离外界静电之功能，是精密仪器仪表、易燃易爆毛棉制品、高档电器的良好防静电包装原料。

Description

一种抗静电瓦楞纸的制备方法
技术领域
本发明属于瓦楞纸技术领域，具体涉及一种抗静电瓦楞纸的制备方法。
背景技术
隐藏在包装材料中微量的静电气会使电子元件、集成电路等精密电子产品产生影响而导致产品不良，因此防静电是十分重要的。在瓦楞纸板表面涂布碳粉、层合铝箔，在箱纸板生产过程中加入金属纤维或碳素纤维，都可制造防静电的瓦楞纸板。本领域技术人员亟待开发一种抗静电瓦楞纸的制备方法。目前使用的防静电瓦楞纸箱基本上是表面涂布防静电油墨瓦楞纸箱。对于国外近期出现的在箱纸板生产过程中加入金属纤维或碳素纤维，但是由这种纸板加工的防静电瓦楞纸箱，这种新的材料或者工艺加工的防静电瓦楞纸箱并不具备具备稳定的防静电功能和低的包装成本。在使用防静电剂时，由于瓦楞纸板含有防静电剂，在含水量高时才有防静电作用，这与精密仪器仪表、易燃易爆毛棉制品、高档电器瓦楞纸箱防水运输包装的初衷背道而驰，使用效果并不好，而且吸水之后的瓦楞纸箱的性能下降。本领域技术人员亟待开出一种抗静电瓦楞纸的制备方法，以满足现有的使用需求和性能要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种抗静电瓦楞纸的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗静电瓦楞纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇5~6份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚2.5~3份和水105~110份一起加热至95~100℃，搅拌0.5~1h，冷却至35~40℃，与质量分数5%的碳酸钠水溶液5~6份、质量分数3~4%的过硫酸钾溶液8~11份和3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯7~8份混合，35~40℃下乳化20~30min，加热至70~75℃，与含有甲基烯丙基聚氧乙烯醚8~9份和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯16~22份混合物反应2~3h，开始聚合后再加入质量分数2~4%的过硫酸钾溶液5~6.3份，反应完毕与硬脂酰基酰氨基丙基二甲基(肉豆蔻基乙酸酯)氯化铵8~9份混合，于80℃下加热0.5~1h，得到分散乳液；
(2)按重量份计，取100~110水、4~6份苯胺磺酸钠，29~31份乙炔炭黑，转移至反应釜中超声振荡20min，加人24~26份甲基丙烯酸甲酯，12~14份丙烯酸丁酯，2~2.5份甲基丙烯酸，分散搅拌0.5~1h后，超声振荡30min，回流水浴温度升高到60℃，加入质量分数0.25~0.5%的过硫酸钾溶液12~15份，保温10~20min，待温度升高到60~70℃，加入质量分数0.25~0.5%的过硫酸钾溶液12~15份，加热到70~75℃后保温反应1.5h，停止反应后待温度降至50~60℃，2000~2500rpm高速搅拌下滴加氨水，调pH至7.4~8.0，得乙炔炭黑乳液；
(3)称取质量分数0.25~0.5%的引发剂溶液100~110份，在反应器中加入150~160水和体积比为3∶1的二甲苯和四氢呋喃的混合溶液65~74份以及5~8份的催化酸，快速搅拌5~10min，吡咯单体23.5~25份加入到正在搅拌的混合溶液中，混合均匀后升温至65~70℃，然后加入质量分数5%的盐酸5~7份，继续搅拌反应10~12h，静置得聚吡咯乳液；
(4)按重量份数计，将所得的乙炔炭黑乳液、聚吡咯乳液、分散乳液按质量比1~2∶2~3∶1~2均匀混合，并通过表面涂布工艺涂布于瓦楞纸张表面，70~80℃烘干5~10min，即制得抗静电瓦楞纸。
进一步的，所述步骤（2）的聚乙烯醇为PVA1099、PVA1799中的一种或两种任意配比的混合物。
进一步的，步骤（3）中，所述催化酸为对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、β-萘磺酸、乙烯基磺酸中的一种或两种任意配比的混合物。
进一步的，所述步骤（3）引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或两种任意配比的混合物。
本发明的有益效果：
本发明在不影响纸的物理性能和化学性质的前提下，通过乙炔炭黑乳液制备，乳液聚合实现包覆炭黑粒子，再通过分散乳液实现乙炔炭黑乳液和聚吡咯乳液的均匀分散，再通过瓦楞纸表面涂布的方式防止纸张带静电，在涂布加工过程中，把少量的不起电的无机物粉末加进纸浆或涂料内，使该无机物乙炔炭黑粉末和聚吡咯均匀分散在瓦楞纸纸的纸页表面，从而使瓦楞纸纸具备抗静电性能，聚吡咯不溶不熔具有良好的耐热性和强度，且进一步降低表面电阻，提高抗静电能力。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明公开了抗静电瓦楞纸的制备方法，并未使用以往抗静电纸中应用的阴离子、阳离子和非离子型抗静剂，由于使用抗静电剂是通过吸收环境水分, 降低材料表面电阻率达到抗静电目的, 所以对环境湿度的依赖性很大，并不适合于运输包装的瓦楞纸应用，本发明制备的瓦楞纸有低尘、离子剩余、防水能力、柔软纯净等特点，可有效控制静电产生量，且可多次使用，既经济又干净，不伤物体表面，不掉毛屑，无静电产生，可有效、及时消除内包装物所产生的静电，并有隔离外界静电之功能，是精密仪器仪表、易燃易爆毛棉制品、高档电器的良好防静电包装。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
第一步、按重量份计，取110水、6份苯胺磺酸钠，29份乙炔炭黑，转移至反应釜中超声振荡20min，加人26份甲基丙烯酸甲酯，14份丙烯酸丁酯，2.5份甲基丙烯酸，分散搅拌1h后，超声振荡30min，回流水浴温度升高到60℃，加入质量分数0.5%的过硫酸钾溶液15份，保温20min，待温度升高到70℃，加入质量分数0.5%的过硫酸钾溶液15份，加热到75℃后保温反应1.5h，停止反应后待温度降至60℃，2500rpm高速搅拌下滴加氨水，调pH至8.0，得乙炔炭黑乳液；第二步、将1799PVA6份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚3份和水110份一起加热至100℃，搅拌1h，冷却至40℃，与质量分数5%的碳酸钠水溶液6份、质量分数4%的过硫酸钾溶液11份和3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯8份混合，40℃下乳化30min，加热至75℃，与含有甲基烯丙基聚氧乙烯醚9份和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯22份混合物反应3h，开始聚合后再加入质量分数2%的过硫酸钾溶液6.3份，反应完毕与硬脂酰基酰氨基丙基二甲基(肉豆蔻基乙酸酯)氯化铵9份混合，于80℃下加1h，得到分散乳液；第三步、称取质量分数0.5%的偶氮二异丁脒盐酸盐引发剂溶液110份，在反应器中加入160水和体积比为3∶1的二甲苯和四氢呋喃的混合溶液74份以及8份的催化酸，快速搅拌10min，吡咯单体25份加入到正在搅拌的混合溶液中，混合均匀后升温至70℃，然后加入质量分数5%的盐酸7份，继续搅拌反应12h，静置得聚吡咯乳液；第四步、按重量份数计，将所得的乙炔炭黑乳液、聚吡咯乳液、分散乳液按质量比1∶2∶1均匀混合，并通过表面涂布工艺涂布于瓦楞纸张表面，80℃烘干10min，即制得抗静电瓦楞纸。
乙炔炭黑购自天津天一世纪色素炭黑厂的TYT-5，偶氮二异丁脒盐酸盐购自江苏蓝白化工公司的V-50。
实施例2
第一步、按重量份计，取100水、4份苯胺磺酸钠，31份乙炔炭黑，转移至反应釜中超声振荡20min，加人24份甲基丙烯酸甲酯，12份丙烯酸丁酯，2份甲基丙烯酸，分散搅拌0.5h后，超声振荡30min，回流水浴温度升高到60℃，加入质量分数0.25%的过硫酸钾溶液12份，保温10min，待温度升高到60℃，加入质量分数0.25%的过硫酸钾溶液12份，加热到70℃后保温反应1.5h，停止反应后待温度降至50℃，2000rpm高速搅拌下滴加氨水，调pH至7.4，得乙炔炭黑乳液；第二步、将1099PVA5份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚3份和水105份一起加热至95℃，搅拌0.5h，冷却至35℃，与质量分数5%的碳酸钠水溶液5份、质量分数3%的过硫酸钾溶液8份和3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯7份混合，40℃下乳化30min，加热至75℃，与含有甲基烯丙基聚氧乙烯醚9份和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯16份混合物反应2h，开始聚合后再加入质量分数4%的过硫酸钾溶液5份，反应完毕与硬脂酰基酰氨基丙基二甲基(肉豆蔻基乙酸酯)氯化铵8份混合，于80℃下加热0.5h，得到分散乳液；第三步、称取质量分数0.25%的过硫酸钾引发剂溶液100份，在反应器中加入150水和体积比为3∶1的二甲苯和四氢呋喃的混合溶液65份以及5份的十二烷基苯磺酸，快速搅拌5min，吡咯单体25份加入到正在搅拌的混合溶液中，混合均匀后升温至65℃，然后加入质量分数5%的盐酸5份，继续搅拌反应10h，静置得聚吡咯乳液；第四步、按重量份数计，将所得的乙炔炭黑乳液、聚吡咯乳液、分散乳液按质量比1∶2∶1均匀混合，并通过表面涂布工艺涂布于瓦楞纸张表面，70℃烘干10min，即制得抗静电瓦楞纸，乙炔炭黑购自天津天一世纪色素炭黑厂的TYT-5。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在第四步中未添加聚吡咯乳液，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在第四步中未添加乙炔炭黑乳液，除此外的方法步骤均相同。
将实施例1~2和对比例1~2的抗静电瓦楞纸进行性能测试，测试结果见表1
表1实施例1~2和对比例1~2的抗静电瓦楞纸的性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
定量g/m<sup>2</sup> 50.4 50.2 50.1 50.3
水分% 6.0 6.0 6.0 6.0
紧度g/cm<sup>3</sup> 0.54 0.54 0.54 0.54
撕裂度mN 250 250 250 250
抗张强度纵向kN/m 3.4 3.1 2.9 3.0
正面平滑度s 154 155 154 155
耐破度kPa 159.4 157.1 151.3 152.4
透气度μm/Pa·s 1.9 2.1 2.3 2.2
吸水性g/m<sup>2</sup> 18.7 16.9 17.6 17.3
涂布厚度μm 100 100 100 100
表面电阻Ω 2.1×10<sup>4</sup> 3.4×10<sup>4</sup> 5.1×10<sup>7</sup> 3.9×10<sup>6</sup>
注：参考以下标准和方法GB/T450-2008纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定GB/T451.2纸和纸板定量的测定；GB/T454纸耐破度的测定；GB/T455纸和纸板撕裂度的测定GB/T456纸和纸板平滑度的测定（别克法）；GB/T462-2008纸、纸板和纸浆分析试样水分的测定；GB/T458-2008纸和纸板透气度的测定；GB/T1540-2002纸和纸板吸水性的测定(可勃法)；GB/T10739-2002纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件；GB/T12914-2018纸和纸板抗张强度进行检测恒速拉伸法（20mm/min）；GB/T 1410-2006 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法。

Claims (4)

1.一种抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份计，取100~110份水、4~6份苯胺磺酸钠，29~31份乙炔炭黑，转移至反应釜中超声振荡20min，加入24~26份甲基丙烯酸甲酯，12~14份丙烯酸丁酯，2~2.5份甲基丙烯酸，分散搅拌0.5~1h后，超声振荡30min，回流水浴温度升高到60℃，加入质量分数0.25~0.5%的过硫酸钾溶液12~15份，保温10~20min，待温度升高到60~70℃，加入质量分数0.25~0.5%的过硫酸钾溶液12~15份，加热到70~75℃后保温反应1.5h，停止反应后待温度降至50~60℃，2000~2500rpm高速搅拌下滴加氨水，调pH至7.4~8.0，得乙炔炭黑乳液；
(2)将聚乙烯醇5~6份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚2.5~3份和水105~110份一起加热至95~100℃，搅拌0.5~1h，冷却至35~40℃，与质量分数5%的碳酸钠水溶液5~6份、质量分数3~4%的过硫酸钾溶液8~11份和3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯7~8份混合，35~40℃下乳化20~30min，加热至70~75℃，与含有甲基烯丙基聚氧乙烯醚8~9份和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯16~22份的混合物反应2~3h，开始聚合后再加入质量分数2~4%的过硫酸钾溶液5~6.3份，反应完毕与硬脂酰基酰氨基丙基二甲基(肉豆蔻基乙酸酯)氯化铵8~9份混合，于80℃下加热0.5~1h，得到分散乳液；
(3)称取质量分数0.25~0.5%的引发剂溶液100~110份，在反应器中加入150~160份水和体积比为3∶1的二甲苯和四氢呋喃的混合溶液65~74份以及5~8份的催化酸，快速搅拌5~10min，吡咯单体23.5~25份加入到正在搅拌的混合溶液中，混合均匀后升温至65~70℃，然后加入质量分数5%的盐酸5~7份，继续搅拌反应10~12h，静置得聚吡咯乳液；
(4)按重量份数计，将所得的乙炔炭黑乳液、聚吡咯乳液、分散乳液按质量比1~2∶2~3∶1~2均匀混合，并通过表面涂布工艺涂布于瓦楞纸张表面，70~80℃烘干5~10min，即制得抗静电瓦楞纸。
2.根据权利要求1所述的一种抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的聚乙烯醇为PVA1099、PVA1799中的一种或两种任意配比的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述催化酸为对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、β-萘磺酸、乙烯基磺酸中的一种或两种任意配比的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或两种任意配比的混合物。
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