CN116536969A - 一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，包括以下制备原料：乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水；气相防锈乳液的制备方法，包括以下步骤：步骤一：准备气相防锈乳液制备原料；步骤二：将制备原料加入制备装置内；步骤三：搅拌乳化操作。本发明的有益效果是，本技术方案的气相防锈乳液经涂布干燥后在纸制品表面形成的硅胶层可以阻隔空气、防水防潮，从而提高纸制品气相防锈能力；其次气相防锈剂负载在纸制品表面的硅胶层内，起到缓释作用，延长气相防锈周期，同时因相分离溢出在硅胶层表面的气相缓蚀剂容易挥发，具备快速防锈的能力。
Description
技术领域
本发明涉及防锈乳液技术领域，特别是一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液。
背景技术
气相防锈纸制品是以纸为基材、涂布不同组方的特殊物质－气相防锈剂(VCI)，并经一系列后加工而成的特种防锈包装材料，在包装行业的众多材料中，气相防锈纸制品属于一种高新技术产品，其核心技术体现在VCI上，VCI技术是集有机合成、物理化学、腐蚀与防护、金属材料、纸加工和高分子等技术于一身的综合性技术，不同VCI体系在安全性、高效性、环保性和应用性等方面具有较大差异，因而体现为各种形式、各种功能的产品，气相防锈纸制品是六、七十年以来才兴起的一种高新技术产品，也是当今世界金属防锈包装普遍应用和必不可少的主导材料之一，采用该材料包装金属制品后，存在于纸中的VCI在常温、常压下即可持续、缓慢挥发，其蒸汽以分子态扩散、定向吸附在金属表面，并形成分子级保护膜，从而对包装空间内的所有金属起到防锈保护作用，按VCI组方不同可分别制成适用于各种金属使用的气相防锈纸制品；按基材结构不同可制成适应不同强度及其它物理性能要求的材料。
现有气相防锈纸制品在使用过程中存在以下缺点：
耐水防潮性能差，改善方法是采用淋膜工艺，在防锈纸制品外侧淋膜，如聚乙烯薄膜，但需要增加淋膜工艺，成本较高。
易破损，纸制品在使用过程中，总会出现这样那样的问题，较易发生的是破损，从而使防锈性能骤降，解决的办法通常是在防锈纸包装后，再使用塑料薄膜或者塑料袋二次包装。
现有气相防锈纸制品容易产生纸碎屑，污染包装在内部的金属产品，产生后续问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，包括以下制备原料：乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水。
作为本技术方案的进一步描述，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：1-20份；含氢硅油：0.1-2份；铂金催化剂：0.01-0.1份；抑制剂：0.001-0.01份；缓蚀剂：5-20份；非离子乳化剂：0.5-5份；去离子水：40-90份。
作为本技术方案的进一步描述，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：3-18份；含氢硅油：0.3-1.8份；铂金催化剂：0.03-0.08份；抑制剂：0.003-0.009份；缓蚀剂：7-18份；非离子乳化剂：0.8-4.8份；去离子水：50-85份。
作为本技术方案的进一步描述，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：5-16份；含氢硅油：0.5-1.6份；铂金催化剂：0.04-0.07份；抑制剂：0.004-0.008份；缓蚀剂：8-16份；非离子乳化剂：1-4.2份；去离子水：60-80份。
作为本技术方案的进一步描述，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：7-14份；含氢硅油：0.8-1.4份；铂金催化剂：0.05-0.06份；抑制剂：0.005-0.007份；缓蚀剂：9-14份；非离子乳化剂：2-3份；去离子水：65-85份。
作为本技术方案的进一步描述，气相防锈乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：准备气相防锈乳液制备原料；
步骤二：将制备原料加入制备装置内；
步骤三：搅拌乳化操作。
作为本技术方案的进一步描述，所述步骤一中，按照制备原料的重量份称取气相防锈乳液制备原料，将称取好的制备原料放置在存放容器内备用上。
作为本技术方案的进一步描述，所述步骤二中，依次将乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水加入制备装置内，制备装置采用高速搅拌机，所述步骤三中，启动高速搅拌机，将制备原料搅拌乳化1-5小时后制备得到水性硅油气相防锈剂涂布乳液。
作为本技术方案的进一步描述，气相防锈乳液的使用方法，包括以下步骤：
步骤A：将制备好的气相防锈乳液涂布在纸张一面；
步骤B：晾干操作或烘道干燥交联成膜。
作为本技术方案的进一步描述，所述步骤B，烘道干燥温度为50-120℃。
其有益效果在于，采用本技术方案的气相防锈乳液具备以下优点：
1)因乳液交联固化后的硅胶是致密疏水材料，可以阻隔空气、防水防潮，提高纸制品气相防锈能力；
2)气相防锈纸制品表面的硅胶负载气相防锈剂，起到缓释作用，延长气相防锈周期，同时因相分离溢出在硅胶层表面的气相缓蚀剂容易挥发，具备快速防锈的能力；
3)硅胶材料具有优异的弹性和韧性，通过复合和浸润纸张，可以提高纸张材料机械性能，改善纸张易破损的缺陷，并可防止纸制品形成碎屑污染包装在内部的产品。
附图说明
图1是硅胶密封型气相防锈纸制品的结构示意图；
图2是纸制品进行扫描电镜表面形貌表征图；
图3是纸制品的热失重结果图。
具体实施方式
首先说明本发明的设计初衷，现有气相防锈纸制品在使用过程中存在以下缺点：1.耐水防潮性能差，改善方法是采用淋膜工艺，在防锈纸制品外侧淋膜，如聚乙烯薄膜，但需要增加淋膜工艺，成本较高；2.易破损，纸制品在使用过程中，总会出现这样那样的问题，较易发生的是破损，从而使防锈性能骤降，解决的办法通常是在防锈纸包装后，再使用塑料薄膜或者塑料袋二次包装；3.现有气相防锈纸制品容易产生纸碎屑，污染包装在内部的金属产品，产生后续问题，因此，本发明设计了一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液。
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-图3所示，一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，包括以下制备原料：乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水。
下面将详细介绍制备原料的比例，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：1-20份；含氢硅油：0.1-2份；铂金催化剂：0.01-0.1份；抑制剂：0.001-0.01份；缓蚀剂：5-20份；非离子乳化剂：0.5-5份；去离子水：40-90份。
所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：3-18份；含氢硅油：0.3-1.8份；铂金催化剂：0.03-0.08份；抑制剂：0.003-0.009份；缓蚀剂：7-18份；非离子乳化剂：0.8-4.8份；去离子水：50-85份。
所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：5-16份；含氢硅油：0.5-1.6份；铂金催化剂：0.04-0.07份；抑制剂：0.004-0.008份；缓蚀剂：8-16份；非离子乳化剂：1-4.2份；去离子水：60-80份。
所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：7-14份；含氢硅油：0.8-1.4份；铂金催化剂：0.05-0.06份；抑制剂：0.005-0.007份；缓蚀剂：9-14份；非离子乳化剂：2-3份；去离子水：65-85份。
上面详细介绍了气相防锈乳液的制备原料及重量份配比，下面将详细介绍气相防锈乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：准备气相防锈乳液制备原料；在所述步骤一中，按照制备原料的重量份称取气相防锈乳液制备原料，将称取好的制备原料放置在存放容器内备用上；
步骤二：将制备原料加入制备装置内；在所述步骤二中，依次将乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水加入制备装置内，制备装置采用高速搅拌机；
步骤三：搅拌乳化操作，在所述步骤三中，启动高速搅拌机，将制备原料搅拌乳化1-5小时后制备得到水性硅油气相防锈剂涂布乳液。
下面将详细介绍气相防锈乳液的使用方法，包括以下步骤：
步骤A：将制备好的气相防锈乳液涂布在纸张一面；
步骤B：晾干操作或烘道干燥交联成膜，在所述步骤B，烘道干燥温度为50-120℃。
下面将结合实验对本技术方案进一步说明：
在传统气相防锈纸制品如气相防锈纸、纸托等产品内侧涂布这种水性硅油气相防锈乳液，在干燥过程中乳液中的乙烯基硅油和含氢硅油在铂金催化剂的催化作用下发生交联反应形成硅胶，抑制剂起到防止乳液在配置和储存期间发生交联反应，同时气相防锈剂包含在硅胶内部，因为硅胶材料与其它材料的不相容性，涂布干燥后纸制品表面硅胶层中含有的气相防锈剂容易从内部溢出至硅胶表面，形成气相防锈剂-含气相防锈剂的硅胶层-纸三层结构，如图1所示。
采用扫描电镜(SEM)表征纸制品表面形貌，对涂布水性硅油气相防锈乳液烘干后的纸制品进行扫描电镜表面形貌表征，并与对照样品进行对比，如图2所示，从扫描电镜结果可以看出原纸(a)、原纸涂布气相防锈乳液(b)、原纸涂布水性硅胶液(c)、原纸涂布水性硅胶气相防锈乳液(d)后的表面微观结构分别为：
(a)原纸为纤维状网络结构；
(b)原纸涂布不含硅油的气相防锈乳液干燥后纤维状网络结构依然可见，但负载了气相防锈粉；
(c)原纸涂布不含气相防锈剂的水性硅胶液干燥后纤维状网络结构被硅胶层覆盖；
(d)原纸涂布含气相防锈剂的水性硅胶液干燥后纤维状网络结构被硅胶层覆盖，同时硅胶层表面含有气相防锈粉，符合图1所示三层结构。
下面将测试热失重表征纸制品的热稳定性
气相防锈产品的受热挥发情况是表征气相防锈能力的主要指标。不同纸制品的热失重结果如图3所示；
从热失重结果可以看出：原纸(a)、原纸涂布气相防锈乳液(b)、原纸涂布水性硅胶液(c)、原纸涂布水性硅胶气相防锈乳液(d)后的受热失重情况分别为：
(a)原纸受热失重的起始温度为301.0℃；
(b)原纸涂布不含硅油的气相防锈乳液干燥后受热失重的起始温度为181.0℃；
(c)原纸涂布不含气相防锈剂的水性硅胶液干燥后受热失重的起始温度为251.2℃；
(d)原纸涂布含气相防锈剂的水性硅胶液干燥后受热失重的起始温度为172.5℃；
比较结果发现，涂布水性硅胶气相防锈乳液的纸制品受热失重(挥发)温度最低，比原纸直接涂布气相防锈乳液的产品起始失重温度还低，说明原纸涂布水性硅胶气相防锈乳液的产品更合适作为气相防锈产品，挥发性最好。
采用本技术方案的气相防锈乳液具备以下优点：
1)因乳液交联固化后的硅胶是致密疏水材料，可以阻隔空气、防水防潮，提高纸制品气相防锈能力；
2)气相防锈纸制品表面的硅胶负载气相防锈剂，起到缓释作用，延长气相防锈周期，同时因相分离溢出在硅胶层表面的气相缓蚀剂容易挥发，具备快速防锈的能力；
3)硅胶材料具有优异的弹性和韧性，通过复合和浸润纸张，可以提高纸张材料机械性能，改善纸张易破损的缺陷，并可防止纸制品形成碎屑污染包装在内部的产品。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，包括以下制备原料：乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：1-20份；含氢硅油：0.1-2份；铂金催化剂：0.01-0.1份；抑制剂：0.001-0.01份；缓蚀剂：5-20份；非离子乳化剂：0.5-5份；去离子水：40-90份。
3.根据权利要求2所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：3-18份；含氢硅油：0.3-1.8份；铂金催化剂：0.03-0.08份；抑制剂：0.003-0.009份；缓蚀剂：7-18份；非离子乳化剂：0.8-4.8份；去离子水：50-85份。
4.根据权利要求3所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：5-16份；含氢硅油：0.5-1.6份；铂金催化剂：0.04-0.07份；抑制剂：0.004-0.008份；缓蚀剂：8-16份；非离子乳化剂：1-4.2份；去离子水：60-80份。
5.根据权利要求4所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述制备原料按照重量份配比如下：乙烯基硅油：7-14份；含氢硅油：0.8-1.4份；铂金催化剂：0.05-0.06份；抑制剂：0.005-0.007份；缓蚀剂：9-14份；非离子乳化剂：2-3份；去离子水：65-85份。
6.根据权利要求5所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，气相防锈乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：准备气相防锈乳液制备原料；
步骤二：将制备原料加入制备装置内；
步骤三：搅拌乳化操作。
7.根据权利要求6所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述步骤一中，按照制备原料的重量份称取气相防锈乳液制备原料，将称取好的制备原料放置在存放容器内备用上。
8.根据权利要求6所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述步骤二中，依次将乙烯基硅油、含氢硅油、铂金催化剂、抑制剂、缓蚀剂、非离子乳化剂、去离子水加入制备装置内，制备装置采用高速搅拌机，所述步骤三中，启动高速搅拌机，将制备原料搅拌乳化1-5小时后制备得到水性硅油气相防锈剂涂布乳液。
9.根据权利要求1所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，气相防锈乳液的使用方法，包括以下步骤：
步骤A：将制备好的气相防锈乳液涂布在纸张一面；
步骤B：晾干操作或烘道干燥交联成膜。
10.根据权利要求9所述的一种纸制品用水性硅油气相防锈乳液，其特征在于，所述步骤B，烘道干燥温度为50-120℃。
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