CN113981743A - 一种电子产品包装用新型纸箱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及D21H纸制品制备加工技术领域，更具体地，本发明提供了一种电子产品包装用新型纸箱及其制备方法。本发明提供了一种新型纸箱，制备原料至少包括造纸木粉，填料，增强短纤维，改性助剂，有机硅化合物等，制备得到的纸箱与现有技术相比，具有优异的防潮性、耐压性、耐破性和耐折性，在电子产品包装领域有着潜在的应用价值。

Description

一种电子产品包装用新型纸箱及其制备方法
技术领域
本发明涉及D21H纸制品制备加工技术领域，更具体地，本发明提供了一种电子产品包装用新型纸箱及其制备方法。
背景技术
随着经济全球一体化的不断发展，电子产品在社会的各个领域扮演的解决越来越不可替代，伴随而来就是电子产品的销量呈直线上升。在此背景下对包装电子产品纸箱的需求也不断上升，随着而来的是对纸箱的质量要求越来越高，现有技术中的纸箱已经不能满足电子产品包装领域日益发展的需要。
专利公开号为CN107401089A的中国发明专利公开了一种抗菌防霉的瓦楞纸及其制备方法，在本公开专利中通过向废旧纸张中引入牡蛎壳粉、无纺布、竹纤维等助剂，着重解决了现有技术中瓦楞纸易长霉的问题，但其产品的柔韧性、抗压性未得到突出体现，用其瓦楞纸制备得到的纸箱，在实际运输过程中可能会出现变形、破损，对电子产品造成损伤，进一步限制了瓦楞纸在电子产品包装领域的应用。
专利公开号为CN104282850A的中国发明专利公开了一种包含纤维素纤维的纸或纸板，在本公开专利中采用水不溶性的聚乙烯醇纤维，利用碳酸锆类化合物，着重提升了纸板的强度，但其方案制备得到纸板的防潮性未得到突出体现，用其纸板制备得到的纸箱被用于湿度大于90％的地区时，可能会出现纸箱***、发霉的现象。
因此，开发出一种同时具有优异防潮性、抗压性、柔韧性、耐破性、耐折性的纸箱在电子产品包装领域具有潜在的应用价值。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种电子产品包装用新型纸箱，按重量份计，制备原料包括以下组分：造纸木粉50-60份，填料10-15份，增强短纤维2-5份，改性助剂1-5份，有机硅化合物1-3份，粘结助剂1-5份，助剂1-3份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述造纸木粉的粒度为50-100目。
作为本发明一种优选的技术方案，所述填料选自硅藻土、高岭土、陶土、轻质碳酸钙、白炭黑中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述填料为硅藻土、高岭土、白炭黑，硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为(0.8-1.4)：(0.2-0.6)：(0.5-1)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为1.2：0.4：0.7。
作为本发明一种优选的技术方案，所述硅藻土的粒度为300-350目。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高岭土为水洗高岭土，粒度为300-350目。
作为本发明一种优选的技术方案，所述白炭黑的选自为350-450目。
作为本发明一种优选的技术方案，所述增强短纤维选自碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、竹纤维中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述增强短纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为(0.1-0.5)：(0.7-1.3)：(0.5-1)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为0.3：1.1：0.7。
作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维的长度为0.5-5mm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纤维的长度为1-3mm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述改性助剂选自聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯亚胺、丙烯酸树脂、松香树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸钠中的至少一种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述改性助剂为聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为(0.3-0.5)：(0.6-1.2)：(1-1.5)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为0.4：1：1.2。
本申请人意外发现当向体系中加入质量比为0.4：1：1.2的聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的复配物时，可以改善填料间的相互作用力，有效解决本体系中填料在木粉浆液中分散不均匀的问题，改善体系中裸露在外极性基团的密度，在提升纸制品防潮性的同时，还提升了体系中碳纤维、玻璃纤维和聚乙烯醇纤维分子链间的空间排布，增强了纸张的致密度，使纸制品的抗压性和柔韧性达到平衡。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机硅化合物选自氨基改性硅油、羧基改性硅油、KH-540、KH-550、KH-560中的至少一种。
为了改善浆料间的表面张力，有效缓解体系中碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的絮凝现象，提升纸制品的防潮性和抗压性，作为本发明一种更优选的技术方案，所述有机硅化合物为氨基改性硅油、KH-540，氨基改性硅油、KH-540的质量比为(1-1.5)：(0.2-0.8)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述氨基改性硅油、KH-540的质量比为1.2：0.6。
作为本发明一种优选的技术方案，所述粘结助剂选自阳离子淀粉、羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯酯胶乳、干酪素、丁苯乳胶中的至少一种。
为了进一步提升体系中纤维间的相互作用力，增强纸制品的密实度，提升纸张的强度，改善纸制品的防潮性，作为本发明一种更优选的技术方案，所述粘结助剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素，阳离子淀粉、羧甲基纤维素的质量比为(0.2-0.4)：(0.5-1)。
作为本发明一种最优选的技术方案，所述阳离子淀粉、羧甲基纤维素的质量比为0.3：0.7。
作为本发明一种优选的技术方案，所述助剂选自有机硅消泡剂、稀释剂中的至少一种。
本发明第二方面提供一种电子产品包装用新型纸箱的制备方法，包括以下步骤：
(1)将造纸木粉、填料、增强短纤维置于粉碎机中粉碎，得到碎料；
(2)将改性助剂，有机硅化合物，粘结助剂，助剂加入水中至充分溶解后，在80-100℃搅拌1-3h，得到混合均匀的混合物；
(3)将步骤(1)中所述碎料加入步骤(2)所述混合物中，在50-55KPa，100-120℃下反应4-6h，得到纸浆；
(4)将步骤(3)所述纸浆置于瓦楞原纸造纸机上进行抄造、压榨、成型、弯折、烘干，即得所述电子产品包装用新型纸箱。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备得到的新型纸箱，通过向体系中加入质量比为1.2：0.4：0.7的硅藻土、高岭土、白炭黑，尤其当硅藻土、高岭土的粒度为325目，白炭黑的粒度为400目，由于其特有的空间结构和功能特性，改善体系中木粉间的相互作用力，提升纸制品的密实度，增强纸制品的抗压性、抗撕裂性和耐破性；
2、本发明制备得到的新型纸箱，通过向体系中加入质量比为0.3：1.1：0.7的碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，尤其当碳纤维的长度为1-3mm时，其与本体系中的硅藻土、高岭土、白炭黑通过相互协同作用，在显著提升纸箱抗压性的同时，还促进体系中各组分先的相互作用力，增强体系的致密度，有效缓解环境中水分子在纸箱内部的渗透力，改善体系的吸水性，提升纸箱的防潮性；
3、本发明制备得到的新型纸箱，通过向体系中加入质量比为0.4：1：1.2聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，可以改善填料间的相互作用力，有效解决本体系中填料在木粉浆液中分散不均匀的问题，在提升纸制品防潮性的同时，还提升了体系中碳纤维、玻璃纤维和聚乙烯醇纤维分子链间的空间排布，增强了纸张的致密度，提升纸箱的抗压性、耐破性、耐折度；
4、本发明制备得到的新型纸箱，通过向体系中加入质量比为1.2：0.6的氨基改性硅油、KH-540，可以改善浆料间的表面张力，有效缓解体系中碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的絮凝现象，使得增强短纤维在本体系中充分发挥作用，提升原料的利用率提升纸制品的防潮性、抗压性和耐撕裂性；
5、本发明制备得到的新型纸箱，通过向体系中加入质量比为0.3：0.7的阳离子淀粉、羧甲基纤维素，可以进一步提升体系中纤维间的相互作用力，增强纸制品的密实度，在提升纸张的强度的同时，还改善纸制品的防潮性，使得制备得到纸箱具有优异的防潮性、耐压性、耐破性和耐折性，在电子产品包装领域有着潜在的应用价值。
具体实施方式
实施例
实施例1
实施例1提供了一种电子产品包装用新型纸箱，按重量份计，制备原料包括以下组分：造纸木粉50份，填料10份，增强短纤维2份，改性助剂1份，有机硅化合物1份，粘结助剂1份，助剂1份。
所述造纸木粉购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为80目；
所述填料为硅藻土、高岭土、白炭黑，硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为1.2：0.4：0.7；所述硅藻土购自河北捷贵矿产品有限公司，粒度为325目；高岭土购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为325目；白炭黑骨子灵寿县灵鑫矿产品加工厂，粒度为400目；
所述增强短纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为0.3：1.1：0.7；所述碳纤维购自江西硕邦新材料科技有限公司，长度为1-3mm；玻璃纤维购自山东洪泰工程材料有限公司；聚乙烯醇纤维购自山东顺通材料有限公司；
所述改性助剂为聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为0.4：1：1.2；所述聚乙烯亚胺购自东莞市远华绝缘材料有限公司；所述松香树脂购自济宁三石生物科技有限公司；聚丙烯酸钠购自重庆天润生物制品有限公司；
所述有机硅化合物为氨基改性硅油、KH-540，氨基改性硅油、KH-540的质量比为1.2：0.6；所述氨基改性硅油购自济南兴隆达化工有限公司，型号为202；KH-540购自南京轩浩新材料科技有限公司；
所述粘结助剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素，阳离子淀粉、羧甲基纤维素的质量比为0.3：0.7；所述阳离子淀粉购自济南鑫宏化工有限公司；羧甲基纤维素购自济南鑫冠化工产品有限公司；
所述助剂为有机硅消泡剂，购自江苏腾达助剂有限公司，型号为TSA-872；
所述新型纸箱的制备方法，包括以下步骤：
(1)将造纸木粉、填料、增强短纤维置于粉碎机中粉碎，得到碎料；
(2)将改性助剂，有机硅化合物，粘结助剂，助剂加入水中至充分溶解后，在90℃搅拌2h，得到混合均匀的混合物；
(3)将步骤(1)中所述碎料加入步骤(2)所述混合物中，在53KPa，110℃下反应5h，得到纸浆；
(4)将步骤(3)所述纸浆置于瓦楞原纸造纸机上进行抄造、压榨、成型、弯折、烘干，即得所述电子产品包装用新型纸箱。
实施例2
实施例2提供了一种电子产品包装用新型纸箱，按重量份计，制备原料包括以下组分：造纸木粉60份，填料15份，增强短纤维5份，改性助剂5份，有机硅化合物3份，粘结助剂5份，助剂3份。
所述造纸木粉购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为80目；
所述填料为硅藻土、高岭土、白炭黑，硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为1.2：0.4：0.7；所述硅藻土购自河北捷贵矿产品有限公司，粒度为325目；高岭土购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为325目；白炭黑骨子灵寿县灵鑫矿产品加工厂，粒度为400目；
所述增强短纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为0.3：1.1：0.7；所述碳纤维购自江西硕邦新材料科技有限公司，长度为1-3mm；玻璃纤维购自山东洪泰工程材料有限公司；聚乙烯醇纤维购自山东顺通材料有限公司；
所述改性助剂为聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为0.4：1：1.2；所述聚乙烯亚胺购自东莞市远华绝缘材料有限公司；所述松香树脂购自济宁三石生物科技有限公司；聚丙烯酸钠购自重庆天润生物制品有限公司；
所述有机硅化合物为氨基改性硅油、KH-540，氨基改性硅油、KH-540的质量比为1.2：0.6；所述氨基改性硅油购自济南兴隆达化工有限公司，型号为202；KH-540购自南京轩浩新材料科技有限公司；
所述粘结助剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素，阳离子淀粉、羧甲基纤维素的质量比为0.3：0.7；所述阳离子淀粉购自济南鑫宏化工有限公司；羧甲基纤维素购自济南鑫冠化工产品有限公司；
所述助剂为有机硅消泡剂，购自江苏腾达助剂有限公司，型号为TSA-872；
所述新型纸箱的制备方法同实施例1。
实施例3
实施例3提供了一种电子产品包装用新型纸箱，按重量份计，制备原料包括以下组分：造纸木粉55份，填料13份，增强短纤维3份，改性助剂3份，有机硅化合物2份，粘结助剂3份，助剂2份。
所述造纸木粉购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为80目；
所述填料为硅藻土、高岭土、白炭黑，硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为1.2：0.4：0.7；所述硅藻土购自河北捷贵矿产品有限公司，粒度为325目；高岭土购自灵寿县海滨矿产品贸易有限公司，粒度为325目；白炭黑骨子灵寿县灵鑫矿产品加工厂，粒度为400目；
所述增强短纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为0.3：1.1：0.7；所述碳纤维购自江西硕邦新材料科技有限公司，长度为1-3mm；玻璃纤维购自山东洪泰工程材料有限公司；聚乙烯醇纤维购自山东顺通材料有限公司；
所述改性助剂为聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为0.4：1：1.2；所述聚乙烯亚胺购自东莞市远华绝缘材料有限公司；所述松香树脂购自济宁三石生物科技有限公司；聚丙烯酸钠购自重庆天润生物制品有限公司；
所述有机硅化合物为氨基改性硅油、KH-540，氨基改性硅油、KH-540的质量比为1.2：0.6；所述氨基改性硅油购自济南兴隆达化工有限公司，型号为202；KH-540购自南京轩浩新材料科技有限公司；
所述粘结助剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素，阳离子淀粉、羧甲基纤维素的质量比为0.3：0.7；所述阳离子淀粉购自济南鑫宏化工有限公司；羧甲基纤维素购自济南鑫冠化工产品有限公司；
所述助剂为有机硅消泡剂，购自江苏腾达助剂有限公司，型号为TSA-872；
所述新型纸箱的制备方法同实施例1。
对比例1
对比例1具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，所述填料为白炭黑。
对比例2
对比例2具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入增强短纤维。
对比例3
对比例3具体的实施方式同实施例3，不同之处在于，没有加入改性助剂。
性能评价
将实施例1-3、对比例1-3制备得到的新型纸箱制作为787mm×1092mm的样品。
(1)抗压性能测试
将上述样品按照GB/T1539《纸板耐破度的测定》进行耐破性能测试，耐破指数越大，表明产品的耐破性能越好，抗压性能越好，测得数据见表1；
(2)耐折性能测试
将上述样品按照GB/T457-2008《纸和纸板耐折度的测定》进行耐着性能测试，耐折度越大，表明产品的耐折性越好，测得数据见表1；
(3)防潮性能测试
将上述样品按照GB/T 1540《纸和纸板吸水性的测定可勃法》进行防潮性能测试，数值越低，表明产品吸水性越低，产品的防潮性能越好，测得数据见表1
表1
Figure BDA0003385965310000081
Figure BDA0003385965310000091

Claims (10)

1.一种电子产品包装用新型纸箱，其特征在于，按重量份计，制备原料至少包含以下组分：造纸木粉50-60份，填料10-15份，增强短纤维2-5份，改性助剂1-5份，有机硅化合物1-3份，粘结助剂1-5份，助剂1-3份。
2.根据权利要求1所述新型纸箱，其特征在于，所述填料选自硅藻土、高岭土、陶土、轻质碳酸钙、白炭黑中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述新型纸箱，其特征在于，所述填料为硅藻土、高岭土、白炭黑，硅藻土、高岭土、白炭黑的质量比为(0.8-1.4)：(0.2-0.6)：(0.5-1)。
4.根据权利要求3所述新型纸箱，其特征在于，所述硅藻土的粒度为300-350目；高岭土为水洗高岭土，粒度为300-350目；白炭黑的粒度为350-450目。
5.根据权利要求1所述新型纸箱，其特征在于，所述增强短纤维选自碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、竹纤维中的至少一种。
6.根据权利要求1或5所述新型纸箱，其特征在于，所述增强短纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维，碳纤维、玻璃纤维、聚乙烯醇纤维的质量比为(0.1-0.5)：(0.7-1.3)：(0.5-1)。
7.根据权利要求5所述新型纸箱，其特征在于，所述碳纤维的长度为0.5-5mm。
8.根据权利要求1所述新型纸箱，其特征在于，所述改性助剂选自聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯亚胺、丙烯酸树脂、松香树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸钠中的至少一种。
9.根据权利要求1或8所述新型纸箱，其特征在于，所述改性助剂为聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠，聚乙烯亚胺、松香树脂、聚丙烯酸钠的质量比为(0.3-0.5)：(0.6-1.2)：(1-1.5)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述新型纸箱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将造纸木粉、填料、增强短纤维置于粉碎机中粉碎，得到碎料；
(2)将改性助剂，有机硅化合物，粘结助剂，助剂加入水中至充分溶解后，在80-100℃搅拌1-3h，得到混合均匀的混合物；
(3)将步骤(1)中所述碎料加入步骤(2)所述混合物中，在50-55KPa，100-120℃下反应4-6h，得到纸浆；
(4)将步骤(3)所述纸浆置于瓦楞原纸造纸机上进行抄造、压榨、成型、弯折、烘干，即得所述电子产品包装用新型纸箱。
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