CN115260850B - 一种耐磨防滑纸箱上光油及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐磨防滑纸箱上光油及其制备方法与应用，属于包装材料加工领域。本发明上光油包括如下重量百分比的原料：水溶性丙烯酸乳液50‑85％、聚乙烯防滑蜡1‑10％、水性助剂1‑2％、耐磨防滑添加剂2‑8％、水1‑15％。本发明以硝酸钙溶液、硫酸钛溶液为原料制备基料，本发明使基料表面接枝大量交联聚合物分子链，得到耐磨防滑添加剂，本发明制备得到的耐磨防滑添加剂具有颗粒小、流散性好以及在有机物中分散均匀的优点，赋予纸箱表面优良的耐磨防滑性能，还大大提升纸箱表面的抗静电、抑菌性能，提升纸箱的使用寿命和效果。

Description

一种耐磨防滑纸箱上光油及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于包装材料加工领域，具体地，涉及一种耐磨防滑纸箱上光油及其制备方法与应用。
背景技术
印刷纸箱在印刷生产、装载货物、货物运输过程中，为避免纸箱在生产线上打滑、叉车运输纸箱出现倾倒、坡度货物运输货物倒塌等问题，需要在纸箱表面涂覆上光油。水性上光油因其优异的环保性能，在纸张印刷涂料领域起着极其重要的作用，它可以在修饰印刷制品外观的同时，赋予印刷制品良好的耐磨性、抗粘连性等。现在行业内的光油普遍都是以耐磨为主，主要增强表面的光滑性和光泽度，但是一般情况下，纸箱表面越耐磨就越光滑，所以纸箱加工领域亟需一种上光油，同时赋予纸箱优良的耐磨、防滑性能。
本发明配置出的上光油，涂覆在纸箱表面，使纸箱不仅在耐磨性能检测时达到4000次，同时防滑角达到30度。从而解决纸箱在堆码过高容易滑落的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨防滑纸箱上光油及其制备方法与应用及其应用，以解决背景技术中提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐磨防滑纸箱上光油，包括如下重量百分比的原料：水溶性丙烯酸乳液50-85％、聚乙烯防滑蜡1-10％、水性助剂1-2％、耐磨防滑添加剂2-8％、水1-15％。
进一步地，所述水性助剂为多库脂钠。
进一步地，所述耐磨防滑添加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将基料、均苯三甲酰氯、二氯甲烷加入反应瓶A中，机械搅拌均匀，加入三乙胺，升温至40-55℃，保温反应24-30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分A；
(2)将组分A、乙二胺、二环己基碳二亚胺加入反应瓶B中，升温至120-135℃，搅拌回流18-30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分B；
(3)将5.5g组分B、1-3g对氨基苯甲酸加入反应瓶C中，加入1.5-4g三乙胺、3-5mL质量分数20％的三氟化硼乙醚溶液、100-200mL苯，升温至回流，回流48-60h，索氏提取，得到组分C；
(4)将组分C、去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入苯胺、盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至-10至10℃，保温反应12-18h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
进一步地，步骤(1)中均苯三甲酰氯、二氯甲烷、基料、三乙胺的质量比为100：80-150：2500-4500：30-50。
进一步地，步骤(2)中组分A：乙二胺：二环己基碳二亚胺的质量比为100：2500-5500：300-800。
进一步地，步骤(4)中组分C：去离子水：苯胺：过硫酸铵的质量比为100：2000-3500：90-120：90-120。
进一步地，所述基料的制备方法包括如下步骤：
S1：将50mL 0.025mol/L硝酸钙水溶液和聚乙烯磺酸钠加入反应釜中，机械搅拌均匀，加入50mL 0.025mol/L碳酸钠溶液，超声处理，静置离心、洗涤干燥，得到多孔碳酸钙，聚乙烯磺酸钠添加量为0.5g/L；
S2：将5g多孔碳酸钙加入反应瓶E中，加入50g去离子水、0.6-0.7g十二烷基苯磺酸，搅拌均匀，滴加5-10mL质量分数10％的硫酸钛溶液，升温至45-65℃，滴加质量分数10％的氢氧化钠调节反应过程中pH维持在6.5-7.5，保温反应3-6h，抽滤干燥，煅烧后得到基料。
进一步地，上光油的制备方法包括如下步骤：将水溶性丙烯酸乳液、聚乙烯防滑蜡、水性助剂、耐磨防滑添加剂、水按重量百分比依次加入均质机中混合，得到上光油。
进一步地，所述上光油应用于产品外包装纸箱。
本发明的有益效果：
本发明以水溶性丙烯酸乳液、聚乙烯防滑蜡、水性助剂、耐磨防滑添加剂、水为原料，按重量百分比依次加入均质机中混合，得到上光油。其中本发明以硝酸钙溶液为原料制备多孔碳酸钙，并以多孔碳酸钙、硫酸钛溶液为原料制备基料，本发明制备的基料是多孔碳酸钙的表面均匀包覆二氧化钛的材料。本发明再对基料改性得到组分c，最后以组分c和苯胺为原料反应，成功在基料表面接枝大量交联聚合物分子链，得到耐磨防滑添加剂，本发明制备得到的耐磨防滑添加剂具有颗粒小、流散性好以及在有机物中分散均匀的优点，基料中的无机粒子提高上光油的耐磨性能，基料表面接枝的高分子链不仅提高上光油的防滑性能和柔韧性能，而且与二氧化钛协同作用，提高上光油的抗静电作用以及抗菌性能，本发明在原料组分中添加耐磨防滑添加剂不仅赋予纸箱表面优良的耐磨防滑性能，还大大提升纸箱表面的抗静电、抑菌性能，提升纸箱的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1
基料的制备方法包括如下步骤：
S1：将200mL 0.025mol/L硝酸钙水溶液和0.2g聚乙烯磺酸钠加入反应釜中，机械搅拌均匀，加入200mL 0.025mol/L碳酸钠溶液，超声处理，静置离心、洗涤干燥，得到多孔碳酸钙；
S2：将20g多孔碳酸钙加入反应瓶E中，加入200g去离子水、2.4g十二烷基苯磺酸，搅拌均匀，滴加40mL质量分数10％的硫酸钛溶液，升温至60℃，滴加质量分数10％的氢氧化钠调节反应过程中pH维持在7，保温反应6h，抽滤干燥，600℃煅烧3h后得到基料。
实施例2
耐磨防滑添加剂的制备方法：包括如下步骤：
(1)将20g实施例1制备的基料、16g均苯三甲酰氯、500g二氯甲烷加入反应瓶A中，机械搅拌均匀，加入6g三乙胺，升温至40℃，保温反应24h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分A；
(2)将10g组分A、250g乙二胺、30g二环己基碳二亚胺加入反应瓶B中，升温至120℃，搅拌回流18h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分B；
(3)将5.5g组分B、1g对氨基苯甲酸加入反应瓶C中，加入1.5g三乙胺、3mL质量分数20％的三氟化硼乙醚溶液、100mL苯，升温至回流，回流48h，索氏提取，得到组分C；
(4)将5g组分C、100g去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入4.5g苯胺、3mL质量分数8％盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入4g过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至-10℃，保温反应12h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
实施例3
耐磨防滑添加剂的制备方法：包括如下步骤：
(1)将20g实施例1制备的基料、20g均苯三甲酰氯、700g二氯甲烷加入反应瓶A中，机械搅拌均匀，加入8g三乙胺，升温至50℃，保温反应30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分A；
(2)将10g组分A、450g乙二胺、50g二环己基碳二亚胺加入反应瓶B中，升温至125℃，搅拌回流24h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分B；
(3)将5.5g组分B、2g对氨基苯甲酸加入反应瓶C中，加入3g三乙胺、4mL质量分数20％的三氟化硼乙醚溶液、150mL苯，升温至回流，回流54h，索氏提取，得到组分C；
(4)将5g组分C、150g去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入5g苯胺、5mL质量分数8％盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入5g过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至0℃，保温反应15h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
实施例4
耐磨防滑添加剂的制备方法：包括如下步骤：
(1)将20g实施例1制备的基料、30g均苯三甲酰氯、900g二氯甲烷加入反应瓶A中，机械搅拌均匀，加入10g三乙胺，升温至55℃，保温反应30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分A；
(2)将10g组分A、550g乙二胺、80g二环己基碳二亚胺加入反应瓶B中，升温至135℃，搅拌回流30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分B；
(3)将5.5g组分B、3g对氨基苯甲酸加入反应瓶C中，加入4g三乙胺、5mL质量分数20％的三氟化硼乙醚溶液、200mL苯，升温至回流，回流60h，索氏提取，得到组分C；
(4)将5g组分C、175g去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入6g苯胺、6mL质量分数8％盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入6g过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至10℃，保温反应18h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
实施例5
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g实施例2制备的耐磨防滑添加剂、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
实施例6
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g实施例3制备的耐磨防滑添加剂、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
实施例7
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g实施例4制备的耐磨防滑添加剂、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
对比例1
基料的制备方法包括如下步骤：
将20g纳米碳酸钙加入反应瓶E中，加入200g去离子水、2.4g十二烷基苯磺酸，搅拌均匀，滴加40mL质量分数10％的硫酸钛溶液，升温至60℃，滴加质量分数10％的氢氧化钠调节反应过程中pH维持在7，保温反应6h，抽滤干燥，600℃煅烧3h后得到基料。
对比例2
基料的制备方法包括如下步骤：
S1：将200mL 0.025mol/L硝酸钙水溶液和0.2g聚乙烯磺酸钠加入反应釜中，机械搅拌均匀，加入200mL 0.025mol/L碳酸钠溶液，超声处理，静置离心、洗涤干燥，得到；
S2：加入200g去离子水、2.4g十二烷基苯磺酸，搅拌均匀，滴加40mL质量分数10％的硫酸钛溶液，升温至60℃，滴加质量分数10％的氢氧化钠调节反应过程中pH维持在7，保温反应6h，抽滤干燥，600℃煅烧3h后得到的煅烧物，将得到的煅烧物和20g纳米碳酸钙混合后得到基料。
对比例3
耐磨防滑添加剂的制备方法：包括如下步骤：
(1)将5g对比例1制备的基料、100g去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入4.5g苯胺、3mL质量分数8％盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入4g过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至-10℃，保温反应12h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
对比例4
耐磨防滑添加剂的制备方法：包括如下步骤：
(1)将5g对比例2制备的基料、100g去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入4.5g苯胺、3mL质量分数8％盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入4g过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至-10℃，保温反应12h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂。
对比例5
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
对比例6
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g对比例1制备的基料、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
对比例7
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g对比例2制备的基料、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
对比例8
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g对比例3制备的耐磨防滑添加剂、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
对比例9
上光油的制备方法包括如下步骤：
将73g水溶性丙烯酸乳液、10g聚乙烯防滑蜡、1.5g多库脂钠、5.5g对比例4制备的耐磨防滑添加剂、10g水依次加入均质机中充分混合，得到上光油。
将实施例5-7、对比例5-9制备的上光油备用，取170g涂布纸张(已印刷红色水墨)，在温度25℃、相对湿度60％条件下，用300线展色轮涂布上光。静置5min后，检测已上光纸样的耐磨、防滑、防静电以及抗菌性能。
检测说明：以下检测环境皆在温度16℃、相对湿度60％条件下检测。
(1)耐磨性能检测：HD-A507印刷油墨脱色耐磨试验机检测。检测条件：频率85次/min，A4检测用纸，检测结果见表1；
(2)防滑角检测：斜面摩擦系数仪检测，参数：斜面抬起速度：2°/s，检测三次(数据之间误差<3°)取平均值，检测结果见表1；
(3)防静电性能检测：按照GB/T 1410-89《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》测试电阻率，检测结果见表1；
(4)柔韧性能检测：将上光油干膜对折，计算漆膜至破坏的对折次数，检测结果见表1；
表1:
Figure BDA0003723623190000091
(5)抗菌性能：参照日本国家工业标准JIS Z 2801-2000的实验方法，测定上光油对革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌的抗菌率，检测结果见表2。
表2:实施例5-7及对比例5-9上光油的抗菌性能
Figure BDA0003723623190000092
Figure BDA0003723623190000101
如表1所示，实施例5-7制备的上光油不仅具有优良的耐磨防滑性能，而且还具有抗静电以及抗菌性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，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 (7)

1.一种耐磨防滑纸箱上光油，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：水溶性丙烯酸乳液50-85％、聚乙烯防滑蜡1-10％、水性助剂1-2％、耐磨防滑添加剂2-8％、水1-15％；
所述耐磨防滑添加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将基料、均苯三甲酰氯、二氯甲烷加入反应瓶A中，机械搅拌均匀，加入三乙胺，升温至40-55℃，保温反应24-30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分A；
(2)将组分A、乙二胺、二环己基碳二亚胺加入反应瓶B中，升温至120-135℃，搅拌回流18-30h，抽滤洗涤、真空干燥，得到组分B；
(3)将组分B、对氨基苯甲酸加入反应瓶C中，加入三乙胺、三氟化硼乙醚溶液、苯，升温至回流，回流48-60h，索氏提取，得到组分C；
(4)将组分C、去离子水加入反应瓶D中，超声分散，加入苯胺、盐酸溶液，机械搅拌均匀，加入过硫酸铵，机械搅拌均匀，降温至-10至5℃，保温反应12-18h，抽滤洗涤、真空干燥，得到耐磨防滑添加剂；
所述基料的制备方法包括如下步骤：
S1：将硝酸钙溶液和聚乙烯磺酸钠加入反应釜中，机械搅拌均匀，加入碳酸钠溶液，超声处理，静置离心、洗涤干燥，得到多孔碳酸钙；
S2：将多孔碳酸钙、去离子水、十二烷基苯磺酸加入反应瓶E，搅拌均匀，滴加硫酸钛溶液，保温反应，抽滤干燥，煅烧后得到基料。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨防滑纸箱上光油，其特征在于：所述水性助剂为多库脂钠。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨防滑纸箱上光油，其特征在于：步骤(1)中基料、均苯三甲酰氯、二氯甲烷、三乙胺的质量比为100：80-150：2500-4500：30-50。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨防滑纸箱上光油，其特征在于：步骤(2)中组分A：乙二胺：二环己基碳二亚胺的质量比为100：2500-5500：300-800。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨防滑纸箱上光油，其特征在于：步骤(4)中组分C：去离子水：苯胺：过硫酸铵的质量比为100：2000-3500：90-120：90-120。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种耐磨防滑纸箱上光油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将水溶性丙烯酸乳液、聚乙烯防滑蜡、水性助剂、耐磨防滑添加剂、水按重量百分比依次加入均质机中混合，得到上光油。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种耐磨防滑纸箱上光油的应用，其特征在于：所述上光油应用于产品外包装纸箱。
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