CN108442180A - 一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法 - Google Patents

一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，属于瓦楞纸制备技术领域。本发明中液体石蜡与纤维素黏胶混合时，液体石蜡的微小液滴经过拉膜后压制于纤维表面，亲水的石蜡液滴阻碍水分通过纤维表面，使纤维素黏胶表面暴露的羟基含量减少并覆盖一层疏水石蜡，本发明中铝箔与防水纸膜通过聚氨酯粘结剂粘合，收卷得到耐戳纸层，当气相二氧化硅颗粒相互靠近时，表面的硅羟基基团就会通过氢键作用产生相互连接，大量的氢键连接形成三向网络结构的二氧化硅颗粒，阻碍了不饱和树脂大分子链的运动，使瓦楞纸粘结处紧密结合，提高瓦楞纸的耐戳穿性能，此外双纸层中玻璃棉所制的耐戳芯材使瓦楞纸的韧性和强度都得到提高，应用前景广阔。

Description

一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法
技术领域
本发明公开了一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，属于瓦楞纸制备技术领域。
背景技术
瓦楞纸又称牛皮纸、纸皮，是纸质包装箱常见的用料，它比木箱质轻，又有硬度，大小容易剪裁，用来保护被包装的其他产品不被损害。瓦楞纸可在外部印刷不同色彩的图案及文字或写上文字符号，成本也相对便宜。一般中小型瓦楞纸盒（无任何印刷、泥黄色）能在生活用品店购得。不过，瓦楞纸忌水浸、潮湿、发霉、入水、手勾等。瓦楞纸有时也用作手工艺材料，专用作手工艺的瓦楞纸有多种颜色选择，亦有人以瓦楞纸制造纸质傢俬。目前，最常用的瓦楞纸板是牛皮纸、箱板纸或白板纸等玉米淀粉胶粘结构成，为全纸瓦楞纸板；也有由钙塑纸通过热熔方式粘结而成，为钙塑瓦楞板。两者具有各自优缺点，在包装领域均有广泛应用。
瓦楞纸通常是由阔叶片的半纤维木浆或麦草浆等制造而成，它的定量一般较低，但瓦楞纸在一定的温度及压力下成型后在瓦楞纸板中起到骨架的作用。在瓦楞纸的制备工艺中，通常采用：制浆→压力泵送入稳浆池→水压差淋水挂浆→毛布透吸→真空泵脱水甩干→加温烘缸烘干→成品定型卷切等流程设计，该流程缺陷为表面有时为了节约成本，采用废纸水湿粉碎后制浆，但其抗水性和耐戳穿性会有所下降，且因其制备流程上烘干熟化过程较短，从而影响了瓦楞纸成品的强度水份含量。
瓦楞纸是由挂面纸和通过瓦楞棍加工而形成的波形的瓦楞纸粘合而成的板状物，一般分为单瓦楞纸板和双瓦楞纸板两类，且瓦楞纸具有成本低、质量轻、加工易、印刷适应性样优良、储存搬运方便等优点。目前，市面上的瓦楞纸都不能进行有效的阻燃与防火，在外界环境中，瓦楞纸又很容易因意外情况而发生起火或自燃等现象，尤其是在瓦楞纸处于高温的环境中，更是有很大的可能出现瓦楞纸燃烧现象，大大的增加瓦楞纸的使用安全，不利于使用者对瓦楞纸的使用。
目前瓦楞纸普遍存在抗水性差的问题，吸潮后的瓦楞纸强度大幅度下降，此外瓦楞纸本身还存在耐戳穿性差、强度差的缺陷，因此，发明一种防潮耐戳瓦楞纸对瓦楞纸制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前瓦楞纸普遍存在抗水性差的问题，吸潮后的瓦楞纸强度大幅度下降，此外瓦楞纸本身还存在耐戳穿性差、强度差的缺陷，提供了一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取40～50g甘蔗渣、30～40g稻草、10～15g秸秆放入粉碎机中粉碎，过筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入400～450mL氢氧化钠溶液，加热升温，用滴液漏斗向反应釜中滴加20～25mL二硫化碳，搅拌反应，得到反应产物；
（2）将上述反应产物与400～500mL硫酸镁溶液混合搅拌，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温干燥，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入100～120mL氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；
（3）将纤维素黏胶与液体石蜡混合，置于拉膜机中拉膜，得到胶膜，将硫酸溶液与硫酸钠溶液混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍后取出放入烘箱中，加热升温干燥，得到防水纸膜；
（4）将聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，收卷冷却，得到耐戳纸层；
（5）按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将30～40份混合料，15～20份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温保温，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、20～30份气相二氧化硅、50～60份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应，得到触变性不饱和聚酯；
（6）将玻璃棉堆叠得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，得到防潮耐戳瓦楞纸。
步骤（1）所述的所过筛网规格为50目筛，氢氧化钠溶液质量分数为40%，加热升温后温度为60～65℃，滴液漏斗滴加速率为3～5mL/min，搅拌反应时间为2～3h。
步骤（2）所述的硫酸镁溶液质量分数为25%，混合搅拌时间为30～35min，烘箱加热升温后温度为50～55℃，干燥时间为2～3h，氢氧化钠溶液的质量分数为20%。
步骤（3）所述的纤维素黏胶与液体石蜡混合质量比为5︰1，拉膜速率为60～80cm/min，硫酸溶液质量分数为45%，硫酸钠溶液质量分数为35%，硫酸溶液与硫酸钠溶液混合时体积比为3︰1，胶膜置于凝固浴中浸渍时间为40～45min对烘箱加热升温后温度为50～60℃，干燥时间为4～5h。
步骤（4）所述的聚氨酯胶粘剂固体质量含量为20%，设置上胶辊压力为5～10MPa，开动复合机时控制辊轮线速度为4～5cm/s，烘道温度为50～70℃。
步骤（5）所述的对金属槽加热升温后温度为100～110℃，保温时间为4～5h，搅拌混合反应时间为10～20min。
步骤（6）所述的玻璃棉堆叠层数为3～4层，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材时控制涂布厚度为3～5mm，抽真空热压时控制真空热压机真空度为0.01～0.10MPa，抽真空时间为3～6min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以甘蔗渣、稻草、秸秆等原料粉碎得到植物纤维碎料，将植物纤维碎料加热碱煮并滴加二硫化碳得到反应产物，将反应产物与硫酸镁溶液混合反应后过滤洗涤干燥得到黄原酸酯，再碱化处理得到纤维素黏胶，将纤维素黏胶与接枝丙烯酸的液体石蜡混合置于拉膜机中，以一定速率拉膜得到胶膜，将胶膜置于凝固浴中浸渍后干燥得到防水纸膜，将铝箔、防水纸膜置于干法复合机中用聚氨酯胶粘剂粘合，得到耐戳纸层，将E-51环氧树脂粒料、标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合，得到混合料，再将混合料、乙烯基三甲氧基硅烷、气相二氧化硅、不饱和聚酯树脂混合，经过加热搅拌反应，得到触变性不饱和聚酯，最后将玻璃棉堆叠得到玻璃棉芯材，将玻璃棉芯材装入双层耐戳纸层中，抽真空热压得到防潮耐戳瓦楞纸，本发明中液体石蜡与纤维素黏胶混合时，液体石蜡的微小液滴经过拉膜后压制于纤维表面，亲水的石蜡液滴阻碍水分通过纤维表面，液体石蜡中存在羧基可与纤维素黏胶中的羟基发生酯化反应，改性乳化石蜡纤维可以固定于纤维素黏胶颗粒的表面，使纤维素黏胶表面暴露的羟基含量减少并覆盖一层疏水石蜡，从而使瓦楞纸的防潮性能提高；
（2）本发明中铝箔与防水纸膜通过聚氨酯粘结剂粘合，收卷得到耐戳纸层，该耐戳纸层为镀铝复合膜，它能在耐戳芯材表面形成一道特殊的水汽阻隔层，将水汽渗透率降至最低，确保瓦楞纸可以持久保持干燥，使其可以承受较高湿度，另外气相二氧化硅颗粒表面的硅原子并不是全部具有四个硅氧烷键，而是有少量的硅烷醇基团存在，当气相二氧化硅颗粒相互靠近时，其表面的硅羟基基团就会通过氢键作用产生相互连接，大量的氢键连接形成三向网络结构的二氧化硅颗粒，阻碍了不饱和树脂大分子链的运动，从而使树脂体系的粘度上升，使瓦楞纸粘结处紧密结合，提高瓦楞纸的耐戳穿性能，此外双纸层中玻璃棉所制的耐戳芯材使瓦楞纸的韧性和强度都得到提高，应用前景广阔。
具体实施方式
取40～50g甘蔗渣、30～40g稻草、10～15g秸秆放入粉碎机中粉碎，过50目筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入400～450mL质量分数为40%的氢氧化钠溶液，加热升温至60～65℃，用滴液漏斗以3～5mL/min的滴加速率向反应釜中滴加20～25mL二硫化碳，搅拌反应2～3h，得到反应产物；将上述反应产物与400～500mL质量分数为25%的硫酸镁溶液混合搅拌30～35min，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温至50～55℃，干燥2～3h，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入100～120mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；将纤维素黏胶与液体石蜡按质量比5︰1混合，置于拉膜机中，以60～80cm/min速率拉膜，得到胶膜，将质量分数为45%的硫酸溶液与质量分数为35%的硫酸钠溶液按体积比为3︰1混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍40～45min后取出放入烘箱中，加热升温至50～60℃，干燥4～5h，得到防水纸膜；将固体质量含量为20%的聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力为5～10MPa，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，控制辊轮线速度为4～5cm/s，烘道温度为50～70℃，收卷冷却，得到耐戳纸层；按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将30～40份混合料，15～20份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温至100～110℃，保温4～5h，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、20～30份气相二氧化硅、50～60份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应10～20min，得到触变性不饱和聚酯；将玻璃棉堆叠3～4层，得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，控制涂布厚度为3～5mm，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，控制真空热压机真空度为0.01～0.10MPa，抽真空时间为3～6min，得到防潮耐戳瓦楞纸。
实例1
取40g甘蔗渣、30g稻草、10g秸秆放入粉碎机中粉碎，过50目筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入400mL质量分数为40%的氢氧化钠溶液，加热升温至60℃，用滴液漏斗以3mL/min的滴加速率向反应釜中滴加20mL二硫化碳，搅拌反应2h，得到反应产物；将上述反应产物与400mL质量分数为25%的硫酸镁溶液混合搅拌30min，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温至50℃，干燥2h，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入100按质量比5︰1混合，置于拉膜机中，以60cm/min速率拉膜，得到胶膜，将质量分数为45%的硫酸溶液与质量分数为35%的硫酸钠溶液按体积比为3︰1混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍40min后取出放入烘箱中，加热升温至50℃，干燥4h，得到防水纸膜；将固体质量含量为20%的聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力为5MPa，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，控制辊轮线速度为4cm/s，烘道温度为50℃，收卷冷却，得到耐戳纸层；按重量份数计，将20份E-51环氧树脂粒料、50份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将30份混合料，15份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温至100℃，保温4h，再向金属槽加入10份乙烯基三甲氧基硅烷、20份气相二氧化硅、50份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应10min，得到触变性不饱和聚酯；将玻璃棉堆叠3层，得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，控制涂布厚度为3mm，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，控制真空热压机真空度为0.01MPa，抽真空时间为3min，得到防潮耐戳瓦楞纸。
实例2
取45g甘蔗渣、35g稻草、12g秸秆放入粉碎机中粉碎，过50目筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入420mL质量分数为40%的氢氧化钠溶液，加热升温至62℃，用滴液漏斗以4mL/min的滴加速率向反应釜中滴加22mL二硫化碳，搅拌反应2.5h，得到反应产物；将上述反应产物与450mL质量分数为25%的硫酸镁溶液混合搅拌32min，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温至52℃，干燥2.5h，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入110mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；将纤维素黏胶与液体石蜡按质量比5︰1混合，置于拉膜机中，以70cm/min速率拉膜，得到胶膜，将质量分数为45%的硫酸溶液与质量分数为35%的硫酸钠溶液按体积比为3︰1混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍42min后取出放入烘箱中，加热升温至55℃，干燥4.5h，得到防水纸膜；将固体质量含量为20%的聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力为7MPa，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，控制辊轮线速度为4cm/s，烘道温度为60℃，收卷冷却，得到耐戳纸层；按重量份数计，将22份E-51环氧树脂粒料、55份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将35份混合料，17份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温至105℃，保温4.5h，再向金属槽加入11份乙烯基三甲氧基硅烷、25份气相二氧化硅、55份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应15min，得到触变性不饱和聚酯；将玻璃棉堆叠3层，得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，控制涂布厚度为4mm，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，控制真空热压机真空度为1.05MPa，抽真空时间为5min，得到防潮耐戳瓦楞纸。
实例3
取50g甘蔗渣、40g稻草、15g秸秆放入粉碎机中粉碎，过50目筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入450mL质量分数为40%的氢氧化钠溶液，加热升温至65℃，用滴液漏斗以5mL/min的滴加速率向反应釜中滴加25mL二硫化碳，搅拌反应3h，得到反应产物；将上述反应产物与500mL质量分数为25%的硫酸镁溶液混合搅拌35min，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温至55℃，干燥3h，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入120mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；将纤维素黏胶与液体石蜡按质量比5︰1混合，置于拉膜机中，以80cm/min速率拉膜，得到胶膜，将质量分数为45%的硫酸溶液与质量分数为35%的硫酸钠溶液按体积比为3︰1混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍45min后取出放入烘箱中，加热升温至60℃，干燥5h，得到防水纸膜；将固体质量含量为20%的聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力为10MPa，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，控制辊轮线速度为5cm/s，烘道温度为70℃，收卷冷却，得到耐戳纸层；按重量份数计，将25份E-51环氧树脂粒料、60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将40份混合料，20份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温至110℃，保温5h，再向金属槽加入12份乙烯基三甲氧基硅烷、30份气相二氧化硅、60份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应20min，得到触变性不饱和聚酯；将玻璃棉堆叠4层，得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，控制涂布厚度为5mm，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，控制真空热压机真空度为0.10MPa，抽真空时间为6min，得到防潮耐戳瓦楞纸。
对比例
以河间市某公司生产的防潮耐戳瓦楞纸作为对比例 对本发明制得的防潮耐戳瓦楞纸和对比例中的防潮耐戳瓦楞纸进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
边压强度测试采用边压强度试验机进行检测；
耐破强度测试采用耐破强度测试仪进行检测；
戳穿强度测试采用纸板戳穿强度测试仪进行检测；
水份测试采用水份测量仪进行检测；
返潮率测试采用瓦楞纸返潮率试验仪进行检测。
表1 瓦楞纸性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的防潮耐戳瓦楞纸防潮性好，吸潮后的边压强度高，抗压强度好，防潮性好，耐破强度和戳穿强度高，耐戳性能好，具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取40～50g甘蔗渣、30～40g稻草、10～15g秸秆放入粉碎机中粉碎，过筛网得到植物纤维碎料，将制得的植物纤维碎料放入反应釜中，向反应釜中加入400～450mL氢氧化钠溶液，加热升温，用滴液漏斗向反应釜中滴加20～25mL二硫化碳，搅拌反应，得到反应产物；
（2）将上述反应产物与400～500mL硫酸镁溶液混合搅拌，过滤，去除滤液得到滤渣，将滤渣用无水乙醇洗涤，得到黄色固体，将黄色固体置于烘箱中，加热升温干燥，得到黄原酸酯，向黄原酸酯中加入100～120mL氢氧化钠溶液，得到纤维素黏胶；
（3）将纤维素黏胶与液体石蜡混合，置于拉膜机中拉膜，得到胶膜，将硫酸溶液与硫酸钠溶液混合得到凝固浴，将胶膜置于凝固浴中浸渍后取出放入烘箱中，加热升温干燥，得到防水纸膜；
（4）将聚氨酯胶粘剂放入干法复合机中，设置上胶辊压力，将铝箔置于第一基材放卷部，另将防水纸膜置于第二基材放卷部，选取150线的网线辊，开动复合机，收卷冷却，得到耐戳纸层；
（5）按重量份数计，将20～25份E-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚A环氧乙烯基树脂粒料混合得到混合料，将30～40份混合料，15～20份硅酸钠、置于金属槽中，加热升温保温，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、20～30份气相二氧化硅、50～60份不饱和聚酯树脂搅拌混合反应，得到触变性不饱和聚酯；
（6）将玻璃棉堆叠得到玻璃棉芯材，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材，得到耐戳芯材，将耐戳芯材装入双层耐戳纸层中平放于真空热压机中，抽真空热压，得到防潮耐戳瓦楞纸。
2.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的所过筛网规格为50目筛，氢氧化钠溶液质量分数为40%，加热升温后温度为60～65℃，滴液漏斗滴加速率为3～5mL/min，搅拌反应时间为2～3h。
3.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的硫酸镁溶液质量分数为25%，混合搅拌时间为30～35min，烘箱加热升温后温度为50～55℃，干燥时间为2～3h，氢氧化钠溶液的质量分数为20%。
4.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的纤维素黏胶与液体石蜡混合质量比为5︰1，拉膜速率为60～80cm/min，硫酸溶液质量分数为45%，硫酸钠溶液质量分数为35%，硫酸溶液与硫酸钠溶液混合时体积比为3︰1，胶膜置于凝固浴中浸渍时间为40～45min对烘箱加热升温后温度为50～60℃，干燥时间为4～5h。
5.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的聚氨酯胶粘剂固体质量含量为20%，设置上胶辊压力为5～10MPa，开动复合机时控制辊轮线速度为4～5cm/s，烘道温度为50～70℃。
6.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的对金属槽加热升温后温度为100～110℃，保温时间为4～5h，搅拌混合反应时间为10～20min。
7.根据权利要求1所述的一种防潮耐戳瓦楞纸的制备方法，其特征在于：步骤（6）所述的玻璃棉堆叠层数为3～4层，用触变性不饱和聚酯涂布玻璃棉芯材时控制涂布厚度为3～5mm，抽真空热压时控制真空热压机真空度为0.01～0.10MPa，抽真空时间为3～6min。
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