CN118531663B - 一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺 - Google Patents

一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺

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Abstract

本申请涉及包装纸技术领域，具体公开了一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺，一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺包括如下处理工艺：步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成浓度为2‑3.5wt%的聚乳酸溶液，然后涂布到白卡纸的一面上，烘干，得到聚乳酸改性的白卡纸。步骤二，将聚乳酸改性的白卡纸浸没在苯胺溶液中，然后加入过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中1‑2.5h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干。然后浸没在聚乙二醇水溶液中改性3‑4.5h，烘干，得到包装纸。本申请制备的包装纸具有防水性的优点。

Description

一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺
技术领域
本发明涉及包装纸技术领域，尤其是涉及一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺。
背景技术
包装纸主要用于包装目的的一类纸的统称。通常具有高的强度和韧性，能耐压、耐折，质量要求比文化印刷用纸等纸种简单。其细分纸种很多，各自有不同的性质和用途，比如，有防油包装纸、防潮包装纸、防锈纸等。
在公开号为CN108589402B的中国发明专利公开了一种木纹包装纸，包括原纸层、涂覆于原纸层上表面的木纹层和涂覆于木纹层上的光油层，所述木纹层由木纹漆固化而成。
在上述相关技术中，随着人们生活水平的提高，包装纸的用途越来越来广泛，就需要包装纸在满足基本要求的情况下，具备其它的一些用途，一种防水、可热封的包装纸显得尤为重要，因此，研发一种可热封防水包装纸，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了提高包装纸的防水性能，本申请提供一种防水、可热封包装纸及其表面处理工艺。
本申请提供的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，采用如下的技术方案：
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成浓度为2-3.5wt%的聚乳酸溶液，然后涂布到白卡纸的一面上，烘干，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，将聚乳酸改性的白卡纸浸没在苯胺溶液中，然后加入过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中 1-2.5h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干。然后浸没在聚乙二醇水溶液中改性3-4.5h，烘干，得到包装纸。
通过采用上述技术方案，首先在白卡纸表面涂覆一层聚乳酸薄膜，聚乳酸具有生物降解性、安全卫生性以及低廉的价格等优点，聚乳酸的部分官能团不溶于水，使其具有一定的疏水性，而聚乳酸对有机气体、 水蒸气和CO2 等气体的渗透性较好，然后在聚乳酸薄膜表面生成聚苯胺颗粒，苯胺单体中 −NH2 的氢原子可与聚乳酸中 C=O 的氧原子形成氢键，因而苯胺单体被吸附在聚乳酸表面，在聚乳酸薄膜表面生成聚苯胺颗粒，聚苯胺具有良好的耐热性和强度，聚乳酸与聚苯胺结合可达到良好的热封强度。
接着，将表面生长的聚苯胺浸没在聚乙二醇溶液中，聚乙二醇含有亲水的-OH以及较大的疏水基团，由于-OH可以与聚苯胺中的胺基以氢键相连，使得聚乙二醇的疏水基团伸向聚苯胺链的外部，大大降低了聚苯胺的表面能，使聚苯胺表现为超疏水性，因此，在白卡纸表面形成一层超疏水层。
可选的，所述苯胺溶液中苯胺的浓度为0.1-0.3mol/L。
通过采用上述技术方案，苯胺单体的浓度增加，苯胺聚合速率增加，在聚乳酸薄膜表面原位生成聚苯胺颗粒，达到良好的热封性能。
可选的，所述的苯胺溶液的溶剂为柠檬酸水溶液。
通过采用上述技术方案，在苯胺聚合过程中，柠檬酸可以掺杂在聚苯胺分子链上，使聚苯胺具有疏水性能。
可选的，所述柠檬酸水溶液中柠檬酸的浓度为0.8-1.5 mol/L。
通过采用上述技术方案，使柠檬酸掺杂在聚苯胺分子中，使聚苯胺具有一定的疏水性能，在结合聚乙二醇，可以达到超疏水，提高白卡纸的防水性。
可选的，所述聚乙二醇的浓度为1.5-3wt%。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇羟基与聚苯胺分子链通过氢键结合，使聚乙二醇的疏水基团伸向聚苯胺分子外层，形成一层疏水层。
可选的，所述聚乙二醇的分子量为9000道尔顿、10000道尔顿和12000道尔顿中的一种。
通过采用上述技术方案，高分子量的聚乙二醇具有较长的疏水链，疏水性较好，聚乙二醇对聚苯胺进行疏水改性，疏水链伸向聚苯胺分子外层，提高白卡纸的防水性能。
可选的，所述过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的浓度为 0.2-0.5 mol/L。
通过采用上述技术方案，在过硫酸铵引发剂的作用下，苯胺在聚乳酸薄膜表面原位聚合，生成聚苯胺颗粒。
第二方面，本申请提供一种防水可热封包装纸，采用上述任一所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺处理得到。
通过采用上述技术方案，本申请通过对白卡纸进行表面处理制备的包装纸，具有良好的防水和热封性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用聚乳酸表面生成聚苯胺颗粒，苯胺单体中 −NH2 的氢原子可与聚乳酸中 C=O 的氧原子形成氢键，因而苯胺单体被吸附在聚乳酸表面，在聚乳酸薄膜表面生成聚苯胺颗粒，聚苯胺具有良好的耐热性和强度，聚乳酸与聚苯胺结合可达到良好的热封强度。
2、本申请采用聚乙二醇，将表面生长的聚苯胺浸没在聚乙二醇溶液中，聚乙二醇含有亲水的-OH以及较大的疏水基团，由于-OH可以与聚苯胺中的胺基以氢键相连，使得聚乙二醇的疏水基团伸向聚苯胺链的外部，大大降低了聚苯胺的表面能，使聚苯胺表现为超疏水性，因此，在白卡纸表面形成一层超疏水层。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
实施例和对比例的原料来源：实施例和对比例的原料来源均可市售购得。
实施例
实施例1
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成质量浓度为3wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，将步骤一得到的白卡纸浸没在0.2mol/L苯胺溶液中，然后加入 0.35mol/L过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中 2h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干，然后浸没在质量浓度为2wt%的聚乙二醇水溶液中改性4h，聚乙二醇的分子量为12000道尔顿，置于真空干燥箱中40℃下6h，烘干，得到包装纸。
实施例2
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成质量浓度为2wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，将步骤一得到的白卡纸浸没在0.1mol/L的苯胺溶液中，然后加入 0.2mol/L的过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中1 h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干，然后浸没在质量浓度为1.5wt%的聚乙二醇水溶液中改性3h，聚乙二醇的分子量为10000道尔顿，置于真空干燥箱中40℃下6h，烘干，得到包装纸。
实施例3
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成浓度为3.5wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，将步骤一得到的白卡纸浸没在0.3mol/L的苯胺溶液中，然后加入 0.5mol/L的过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中2.5h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干，然后浸没在质量浓度为3wt%的聚乙二醇水溶液中改性4.5h，聚乙二醇的分子量为9000道尔顿，置于真空干燥箱中40℃下6h，烘干，得到包装纸。
实施例4
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例2的不同之处在于，苯胺的浓度为0.09mol/L。
实施例5
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例3的不同之处在于，苯胺的浓度为0.35mol/L。
实施例6
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，在本实施例中苯胺溶液的溶剂为柠檬酸水溶液，柠檬酸的浓度为0.7mol/L。
实施例7
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，在本实施例中苯胺溶液的溶剂为柠檬酸水溶液，柠檬酸的浓度为1.6 mol/L。
实施例8
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例3的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为8000道尔顿。
实施例9
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例1的不同之处在于，聚乙二醇的分子量为15000道尔顿。
对比例1
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例1的不同之处在于，原料不包括聚苯胺，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成质量浓度为3wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，然后将聚乳酸改性的白卡纸浸没在质量浓度为2wt%的聚乙二醇水溶液中改性4h，聚乙二醇的分子量为12000道尔顿，置于真空干燥箱中40℃下6h，烘干，得到包装纸。
对比例2
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例1的不同之处在于，原料不包括聚乙二醇，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成质量浓度为3wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到聚乳酸改性的白卡纸。
步骤二，将步骤一得到的白卡纸浸没在0.2mol/L苯胺溶液中，然后加入 0.35mol/L过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中 2h。反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干，得到包装纸。
对比例3
一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，与实施例1的不同之处在于，原料不包括聚苯胺和聚乙二醇，包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成质量浓度为3wt%的聚乳酸溶液，然后通过涂布机涂布到白卡纸的一面上，置于真空干燥箱中60℃下24 h，烘干之后，得到包装纸。
采用实施例1-9以及对比例1-3得到的包装纸作为测试试样。
1.热封强度测试：将包装纸在脉冲密封机上进行加热封合，选用与测量抗张强度试样宽度大小一样的包装纸条，热封温度为 200 ℃，热封压力为 200 N，热封时间为 0.5s。 将热封好的样品放到人工气候箱（23 ℃，50%相对湿度中 24 h。 将样品在万能实验机按照抗张强度测试方法测定包装纸条被拉开时的最大拉力， 热封强度由最大拉力与热封面积之间的比值来确定，重复进行测量 3 次，取平均值。
2.防水性测试：测试各试样浸水后的附着度和外层30min内的抗透水性，各个试样检测3次，结果取平均值。
表1 性能检测结果
附着度 外层抗透水性 热封强度KN/m2
实施例1 0.91 不透水 1.84
实施例2 0.89 不透水 1.7
实施例3 0.90 不透水 1.8
实施例4 0.81 不透水 1.5
实施例5 0.83 不透水 1.6
实施例6 0.76 不透水 1.51
实施例7 0.73 不透水 1.58
实施例8 0.60 不透水 1.8
实施例9 0.72 不透水 1.82
对比例1 0.67 透水 1.2
对比例2 0.57 透水 1.6
对比例3 0.51 透水 1.1
结合实施例1-3和对比例1-3并结合表1可以看出，实施例1-3的性能优于对比例1-3，本申请通过在聚乳酸薄膜表面原位聚合聚苯胺颗粒，极大地提高了包装纸的热封性能，再通过在聚苯胺颗粒表面引入聚乙二醇，进一步提高了包装纸的防水性能，得到具有防水可热封的包装纸。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：包括如下处理工艺：
步骤一，将聚乳酸溶解在氯仿溶剂中，配制成浓度为2-3.5wt%的聚乳酸溶液，然后涂布到白卡纸的一面上，烘干，得到聚乳酸改性的白卡纸；
步骤二，将聚乳酸改性的白卡纸浸没在苯胺溶液中，然后加入过硫酸铵水溶液，并置于冰水浴中1-2.5h，反应结束后，用去离子水洗涤，室温晾干，然后浸没在聚乙二醇水溶液中改性3-4.5h，烘干，得到包装纸。
2.根据权利要求1所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述苯胺溶液中苯胺的浓度为0.1-0.3mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述的苯胺溶液的溶剂为柠檬酸水溶液。
4. 根据权利要求3所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述柠檬酸水溶液中柠檬酸的浓度为0.8-1.5 mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述聚乙二醇的浓度为1.5-3wt%。
6.根据权利要求5所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述聚乙二醇的分子量为9000道尔顿、10000道尔顿和12000道尔顿中的一种。
7. 根据权利要求1所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺，其特征在于：所述过硫酸铵水溶液过硫酸铵的浓度为0.2-0.5 mol/L。
8.一种防水、可热封包装纸，如权利要求1-7任一所述的一种防水、可热封包装纸的表面处理工艺处理得到。
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