CN112920745A - 无甲醛胶水及利用其制备的环保型瓦楞纸板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无甲醛胶水及利用其制备的环保型瓦楞纸板，所述无甲醛胶水按重量份数计包括：聚乙烯醇36‑43份、碳酸钠5‑10份、质量分数为15‑20%的聚丙烯酰胺溶液12‑16份，二环己基甲烷二异氰酸酯3‑5份、硼砂2‑3份、去离子水1000‑1300份、硫代二丙酸1‑3份、二甲基硅油3‑6份和植物淀粉5‑8份；所述环保型瓦楞纸板包括两个相互平行的硬纸板层以及固定连接在两个所述硬纸板层之间的波纹芯纸层，所述波纹芯纸层的弯折部分与所述硬纸板层之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定。本发明采用的无甲醛胶水连接强度高、绿色环保，瓦楞纸板结构强度高，并且不会对人体造成伤害。

Description

无甲醛胶水及利用其制备的环保型瓦楞纸板
技术领域
本发明涉及瓦楞纸板领域，具体地说是一种无甲醛胶水及利用其制备的环保型瓦楞纸板。
背景技术
胶黏剂作为一种有机高分子化合物，在包装、印刷、建筑工程、纺织印染、制鞋，生物医药等邻域得到了日益广泛的应用，已成为现代工业和国防工业不可缺少的一种材料。随着全球对环境保护的日益重视，尤其是国内将绿色经济作为今后发展的主要方向，绿色环保成为各行各业发展的必然趋势。在印刷包装材料中广泛应用的胶黏剂也必然面临着更高的环保要求，环保胶黏剂成为胶黏剂发展的必由之路。
瓦楞纸箱是一种比较理想的包装容器，它具有轻便、牢固、减振及适合机械化生产的特点，多年来一直使用于运输包装和销售包装。瓦楞纸箱以其精美的外观和内在优良质量赢得了市场。它除了保护商品、便于仓储、运输之外，还起到美化商品，宣传商品的作用。尤其当今世界各个国家都非常重视环境保护的情况下，瓦楞纸箱具有回收再利用的优点，它利于环保，利于装卸运输，利于节约木材等。
瓦楞纸板是制造各类瓦楞纸箱的基材。一般情况下，瓦楞纸板是由箱板纸和瓦楞芯纸粘合(通过胶黏剂粘合或粘结)而成的板状物。
但是，目前还存在以下问题：
1、用于粘合瓦楞纸板的各层材料的环保胶黏剂虽然可降解，具有环保性，但是其粘着力低，粘结强度低，不能满足高性能环保瓦楞纸板的制作要求；
2、若采用其他溶剂型胶黏剂粘合高性能环保瓦楞纸板的各层材料，其中的胶黏剂甲醛释放量高，不易降解，不环保；
制得的瓦楞纸板强度等力学性能差，容易破损，或者撕裂，不能满足高性能包装瓦楞纸箱的要求。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种无甲醛胶水及利用其制备的环保型瓦楞纸板，无甲醛胶水连接强度高、绿色环保，瓦楞纸板结构强度高，并且不会对人体造成伤害。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇36-43份、碳酸钠5-10份、质量分数为15-20％的聚丙烯酰胺溶液12-16份，二环己基甲烷二异氰酸酯3-5份、硼砂2-3份、去离子水100-130份、硫代二丙酸1-3份、二甲基硅油3-6份和植物淀粉5-8份。
优选地，所述植物淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉或者木薯淀粉中的一种或几种。
优选地，还包括：环氧树脂13-21份。
优选地，聚乙烯醇38份、碳酸钠8份、质量分数为15-20％的聚丙烯酰胺溶液13份，二环己基甲烷二异氰酸酯4份、硼砂2.5份、去离子水110份、硫代二丙酸2份、二甲基硅油4份和植物淀粉7份。
本发明还提供一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层以及固定连接在两个所述硬纸板层之间的波纹芯纸层，所述波纹芯纸层的弯折部分与所述硬纸板层之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定。
优选地，所述硬纸板层呈矩形，所述硬纸板层的内侧设置有多组沿所述硬纸板层的长度方向均匀分布的凹槽，每组所述凹槽的数量为多个，同组的所述凹槽沿所述硬纸板层的宽度方向均匀分布。
优选地，所述凹槽中设置有若干个隔板，若干个所述隔板将所述凹槽分隔呈多个区域。
优选地，每个所述区域中均设置有一个隔离块，所述隔离块将所述区域分隔出两个腔体。
优选地，所述隔离块的顶面呈平行四边形，相邻两个所述区域中的所述隔离块的顶面的其中一条边相对设置。
优选地，所述波纹芯纸层的弯折部分设置有粗糙部。
本发明的无甲醛胶水利用植物淀粉作为基础胶水，采用天然高分子成分，无污染，环保健康，利用聚乙烯醇增加胶水的粘性，提升粘接牢固度，利用碳酸钠使胶水整体呈碱性，在使用过程中能够有效中和空气中的二氧化碳，增加耐腐蚀性，利用聚丙烯酰胺提升交联性能和致密性，避免脱落，延长其使用寿命，本发明胶水的各个成分均不含甲醛，能够有效避免因为挥发出甲醛而对人体造成危害。本发明的环保型瓦楞纸板利用上述无甲醛胶水进行粘接固定，在使用的时候不会挥发出甲醛，能够避免对人体健康产生危害。并且，本发明的瓦楞纸板通过在硬纸板层上设置出多个腔体、在波纹芯纸层上设置出粗糙部，有效增加了无甲醛胶水与硬纸板层和波纹芯纸层之间的接触面积，从而有效提升了硬纸板层和波纹芯纸层之间的连接强度，进而提升了瓦楞纸板整体的结构强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的瓦楞纸板的整体结构示意图。
图2是硬纸板层的结构示意图。
图3是波纹芯纸层的结构示意图。
附图标记：1-硬纸板层，2-波纹芯纸层，3-凹槽，4-隔离块，5-隔板，6-腔体，7-粗糙部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至3，图1是本发明实施例的瓦楞纸板的整体结构示意图，图2是硬纸板层的结构示意图，图3是波纹芯纸层的结构示意图。
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇36-43份、碳酸钠5-10份、质量分数为15-20％的聚丙烯酰胺溶液12-16份、二环己基甲烷二异氰酸酯3-5份、硼砂2-3份、去离子水100-130份、硫代二丙酸1-3份、二甲基硅油3-6份和植物淀粉5-8份。
本发明的无甲醛胶水利用植物淀粉作为基础胶水，采用天然高分子成分，无污染，环保健康，利用聚乙烯醇增加胶水的粘性，提升粘接牢固度，低浓度聚丙烯酰胺溶液为网状结构，能够与其他组分进行交联，从而使得网状节点之间通过链间的机械缠结进行紧密结合，提高组分的界面结合力和塑形能力，利用碳酸钠使胶水整体呈碱性，在使用过程中能够有效中和空气中的二氧化碳，增加耐腐蚀性，利用聚丙烯酰胺提升交联性能和致密性，避免脱落，延长其使用寿命，本发明胶水的各个成分均不含甲醛，能够有效避免因为挥发出甲醛而对人体造成危害。
制备无甲醛胶水的具体方法，包括步骤a至e。
a、将聚乙烯醇、碳酸钠和去离子水加入到反应釜中，加热至80～90℃，搅拌30～40min。
b、然后降温至58～62℃，加入硼砂，搅拌30～40min。
c、再加入聚丙烯酰胺溶液和二甲基硅油，然后降温至35～40℃，滴加二环己基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌50～70min。
d、再升温至58～62℃，加入植物淀粉，搅拌20～30min。
e、冷却至室温，加入硫代二丙酸，搅拌均匀，出料，得到无甲醛胶水。
在本发明中，植物淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉或者木薯淀粉中的一种或几种。玉米、土豆和木薯均为淀粉含量高且产量大的农作物，因此选用这几种植物淀粉的成本更加低廉。
进一步的，还可以包括：环氧树脂13-21份。环氧树脂能够提升胶水的黏着度，进而提升粘接强度。
基于上述无甲醛胶水，本发明还提供一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定。
本发明的环保型瓦楞纸板利用上述无甲醛胶水进行粘接固定，在使用的时候不会挥发出甲醛，能够避免对人体健康产生危害。
为了提升硬纸板层1与波纹芯纸层2之间的连接强度，硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布。凹槽3能够增加硬纸板层1上附着的无甲醛胶水的量，从而提升硬纸板层1与波纹芯纸层2之间的连接强度，避免因为无甲醛胶水用量不足导致硬纸板层1与波纹芯纸层2之间容易分离。
为了避免因为凹槽3的容量过大造成无甲醛胶水在凹槽3中分布不均匀，产生局部溢出的现象，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域。通过隔板5将凹槽3分隔出区域可以有效提升无甲醛胶水在凹槽3中的均匀程度，从而保证能够提升硬纸板层1与波纹芯纸层2之间的连接强度。
为了进一步提升无甲醛胶水分布的均匀程度，同时避免因为区域的面积过大造成硬纸板层1上出现局部强度降低而容易撕裂的情况，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6。隔离块4进一步将区域分隔成更小的腔体6，从而提升无甲醛胶水分布的均匀程度，另一方面还能够加强硬纸板层1的结构强度，进而提升瓦楞纸板整体的结构强度。
隔离块4具体的结构为：隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置。
为了进一步提升硬纸板层1和波纹芯纸层2之间的连接强度，波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。粗糙部7能够有效吸收部分无甲醛胶水，进而增加无甲醛胶水与波纹芯纸层2之间的接触面积，再配合腔体6增加了无甲醛胶水与硬纸板层1的接触面积，因此能够有效提升硬纸板层1与波纹芯纸层2之间的连接强度。
本发明的瓦楞纸板的具体制造方法，包括步骤S1至S6。
S1、在硬纸板层1上利用模具冲压出腔体6，同时形成隔离块4和隔板5。
S2、在硬纸板层1上涂抹无甲醛胶水，并且使无甲醛胶水进入到腔体6中。
S3、在波纹芯纸层2上加工出粗糙部7。
S4、将波纹芯纸层2覆盖到其中一个硬纸板层1上，并且使粗糙部7对准腔体6。
S5、将波纹芯纸层2覆盖到另外一个硬纸板层1上，并且使粗糙部7对准腔体6。
S6、等待无甲醛胶水干结。
在本发明瓦楞纸板一个具体的实施方式中，环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定；硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6，隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置；波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。
本发明的环保型瓦楞纸板利用上述无甲醛胶水进行粘接固定，在使用的时候不会挥发出甲醛，能够避免对人体健康产生危害。并且，本发明的瓦楞纸板通过在硬纸板层1上设置出多个腔体6、在波纹芯纸层2上设置出粗糙部7，有效增加了无甲醛胶水与硬纸板层1和波纹芯纸层2之间的接触面积，从而有效提升了硬纸板层1和波纹芯纸层2之间的连接强度，进而提升了瓦楞纸板整体的结构强度。
需要说明的是，所有的腔体6都可以通过模具冲压的方式形成，相应的凹槽3、隔离块4和隔板5均能够自然形成，该方法无需从硬纸板层1上剥离部分结构，保证了硬纸板层1的强度，并且能够避免产生大量的废屑，降低了工人的劳动强度，避免产生环境污染。
实施例1：
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇36份、碳酸钠5份、质量分数为17％的聚丙烯酰胺溶液12份，二环己基甲烷二异氰酸酯3份、硼砂2份、去离子水100份、硫代二丙酸1份、二甲基硅油3份、玉米淀粉5份和环氧树脂13份。
取上述重量份的各组分，制备无甲醛胶水的具体方法，包括步骤a至e。
a、将聚乙烯醇、碳酸钠、环氧树脂和去离子水加入到反应釜中，加热至80℃，搅拌30min。
b、然后降温至58℃，加入硼砂，搅拌30min。
c、再加入聚丙烯酰胺溶液和二甲基硅油，然后降温至35℃，滴加二环己基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌50min。
d、再升温至58℃，加入玉米淀粉，搅拌20min。
e、冷却至室温，加入硫代二丙酸，搅拌均匀，出料，得到无甲醛胶水。
一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定；硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6，隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置；波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。
实施例2：
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇43份、碳酸钠10份、质量分数为18％的聚丙烯酰胺溶液16份，二环己基甲烷二异氰酸酯5份、硼砂3份、去离子水130份、硫代二丙酸3份、二甲基硅油6份、土豆淀粉8份和环氧树脂21份。
取上述重量份的各组分，制备无甲醛胶水的具体方法，包括步骤a至e。
a、将聚乙烯醇、碳酸钠、环氧树脂和去离子水加入到反应釜中，加热至83℃，搅拌33min。
b、然后降温至59℃，加入硼砂，搅拌35min。
c、再加入聚丙烯酰胺溶液和二甲基硅油，然后降温至36℃，滴加二环己基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌51min。
d、再升温至59℃，加入土豆淀粉，搅拌25min。
e、冷却至室温，加入硫代二丙酸，搅拌均匀，出料，得到无甲醛胶水。
一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定；硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6，隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置；波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。
实施例3：
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇38份、碳酸钠8份、质量分数为20％的聚丙烯酰胺溶液13份，二环己基甲烷二异氰酸酯4份、硼砂2.5份、去离子水110份、硫代二丙酸2份、二甲基硅油4份、木薯淀粉7份和环氧树脂15份。
取上述重量份的各组分，制备无甲醛胶水的具体方法，包括步骤a至e。
a、将聚乙烯醇、碳酸钠、环氧树脂和去离子水加入到反应釜中，加热至88℃，搅拌36min。
b、然后降温至61℃，加入硼砂，搅拌36min。
c、再加入聚丙烯酰胺溶液和二甲基硅油，然后降温至38℃，滴加二环己基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌66min。
d、再升温至61℃，加入木薯淀粉，搅拌28min。
e、冷却至室温，加入硫代二丙酸，搅拌均匀，出料，得到无甲醛胶水。
一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定；硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6，隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置；波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。
实施例4：
一种无甲醛胶水，按重量份数计包括：聚乙烯醇42份、碳酸钠9份、质量分数为15％的聚丙烯酰胺溶液15份，二环己基甲烷二异氰酸酯5份、硼砂2份、去离子水130份、硫代二丙酸2份、二甲基硅油5份、红薯淀粉7份和环氧树脂20份。
取上述重量份的各组分，制备无甲醛胶水的具体方法，包括步骤a至e。
a、将聚乙烯醇、碳酸钠、环氧树脂和去离子水加入到反应釜中，加热至90℃，搅拌40min。
b、然后降温至62℃，加入硼砂，搅拌40min。
c、再加入聚丙烯酰胺溶液和二甲基硅油，然后降温至40℃，滴加二环己基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌70min。
d、再升温至62℃，加入红薯淀粉，搅拌30min。
e、冷却至室温，加入硫代二丙酸，搅拌均匀，出料，得到无甲醛胶水。
一种环保型瓦楞纸板，包括两个相互平行的硬纸板层1以及固定连接在两个硬纸板层1之间的波纹芯纸层2，波纹芯纸层2的弯折部分与硬纸板层1之间通过上述的无甲醛胶水粘接固定；硬纸板层1呈矩形，硬纸板层1的内侧设置有多组沿硬纸板层1的长度方向均匀分布的凹槽3，每组凹槽3的数量为多个，同组的凹槽3沿硬纸板层1的宽度方向均匀分布，凹槽3中设置有若干个隔板5，若干个隔板5将凹槽3分隔呈多个区域，每个区域中均设置有一个隔离块4，隔离块4将区域分隔出两个腔体6，隔离块4的顶面呈平行四边形，相邻两个区域中的隔离块4的顶面的其中一条边相对设置；波纹芯纸层2的弯折部分设置有粗糙部7。
对实施例1-4所得的环保型瓦楞纸板进行测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002924196990000081
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无甲醛胶水，其特征在于：按重量份数计包括：聚乙烯醇36-43份、碳酸钠5-10份、质量分数为15-20%的聚丙烯酰胺溶液12-16份，二环己基甲烷二异氰酸酯3-5份、硼砂2-3份、去离子水100-130份、硫代二丙酸1-3份、二甲基硅油3-6份和植物淀粉5-8份。
2.如权利要求1所述的无甲醛胶水，其特征在于：所述植物淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉或者木薯淀粉中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的无甲醛胶水，其特征在于：还包括：环氧树脂13-21份。
4.如权利要求1所述的无甲醛胶水，其特征在于：聚乙烯醇38份、碳酸钠8份、质量分数为15-20%的聚丙烯酰胺溶液13份，二环己基甲烷二异氰酸酯4份、硼砂2.5份、去离子水110份、 硫代二丙酸2份、二甲基硅油4份和植物淀粉7份。
5.一种利用如权利要求1所述的无甲醛胶水制备的环保型瓦楞纸板，其特征在于：包括两个相互平行的硬纸板层（1）以及固定连接在两个所述硬纸板层（1）之间的波纹芯纸层（2），所述波纹芯纸层（2）的弯折部分与所述硬纸板层（1）之间通过所述无甲醛胶水粘接固定。
6.如权利要求5所述的环保型瓦楞纸板，其特征在于：所述硬纸板层（1）呈矩形，所述硬纸板层（1）的内侧设置有多组沿所述硬纸板层（1）的长度方向均匀分布的凹槽（3），每组所述凹槽（3）的数量为多个，同组的所述凹槽（3）沿所述硬纸板层（1）的宽度方向均匀分布。
7.如权利要求6所述的环保型瓦楞纸板，其特征在于：所述凹槽（3）中设置有若干个隔板（5），若干个所述隔板（5）将所述凹槽（3）分隔呈多个区域。
8.如权利要求7所述的环保型瓦楞纸板，其特征在于：每个所述区域中均设置有一个隔离块（4），所述隔离块（4）将所述区域分隔出两个腔体（6）。
9.如权利要求8所述的环保型瓦楞纸板，其特征在于：所述隔离块（4）的顶面呈平行四边形，相邻两个所述区域中的所述隔离块（4）的顶面的其中一条边相对设置。
10.如权利要求5所述的环保型瓦楞纸板，其特征在于：所述波纹芯纸层（2）的弯折部分设置有粗糙部（7）。
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