一种防水耐磨型纸塑复合袋及其制备方法与流程

1.本发明涉及纸塑复合袋技术领域，具体为一种防水耐磨型纸塑复合袋及其制备方法。

背景技术：

2.纸塑复合袋由塑料薄膜和纸质层构成，通常塑料薄膜采用聚烯烃为基材的聚烯烃编织布，纸质层则采用牛皮纸，二者通过熔融塑料热复膜粘合而成。纸塑复合袋被广泛地应用在食品、粮食、矿物质、化肥等各种物体包装。纸塑复合袋绿环保，防水，便于携带质轻物料，是一种方便易携的包装材料。但是，这种纸塑复合袋同时也存在一些缺点，随着使用时间的增长，纸塑复合袋容易被水侵蚀，发软，影响包装物料的使用性能，例如易受潮的医药粉末等就无法用纸塑复合袋包装。其次，纸塑复合袋不耐磨，在长期使用后，会破损，导致包装物料的洒落。
3.为了解决上述问题，本发明提供了一种防水耐磨型纸塑复合袋及其制备方法。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种防水耐磨型纸塑复合袋及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，包括以下步骤：
7.步骤一：取二硫化钼、去离子水，超声分散40-60min，加入正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.5-9.7，在55-65℃下反应22-24h，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷，反应10-14h，洗涤，在55-65℃下干燥，加入正己烷，超声分散1.5-2.5h，加入防水改性剂，在75-85℃下反应9-11h，冷却至25-27℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼；
8.步骤二：将环氧树脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；
9.步骤三：取塑料薄膜，加热，涂覆在纸质层的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
10.较为优化地，步骤一中，二硫化钼的制备方法为：取钼酸钠、硫脲、去离子水，搅拌均匀，加入单宁酸，搅拌90-120min，滴加盐酸，在175-185℃下反应22-24h，冷却至25-27℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
11.较为优化地，步骤一中，防水改性剂的制备方法为：取三氟丙基甲基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、kh-550，在50-60℃下搅拌30-40min，升温至105-110℃，加入四甲基氢氧化铵，反应6-8h，继续升温至125-135℃，反应30-40min，降温至70-75℃，加入马来酸酐，反应50-70min，得到防水改性剂。
12.较为优化地，步骤二中，塑料薄膜包括以下成分：按重量计，40-50份环氧树脂、120-140份聚乙烯、10-15份聚四氟乙烯、20-30份改性二氧化硅-二硫化钼、3-6份硬质酸钠、
3-6份邻苯二甲酸二甲酯。
13.较为优化地，所述纸质层为牛皮纸。
14.较为优化地，所述塑料层与所述纸质层厚度比为1：1。
15.较为优化地，步骤三中，将塑料薄膜加热至180-200℃，涂覆在纸质层的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
16.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
17.(1)本发明在制备二硫化钼时，添加了单宁酸。单宁酸成本低，安全无毒，是一种致孔剂，含有多酚羟基结构可以与mo元素形成配位，使得二硫化钼在单宁酸表面聚集生长，增大了二硫化钼的比表面积，增多了二硫化钼的活性位点，提高了后续二氧化硅的负载量。同时，单宁酸的添加可以增强塑料薄膜和牛皮纸之间的附着力。
18.(2)将二氧化硅负载在二硫化钼上，进一步提高纸塑复合袋的耐磨性。同时添加了防水改性剂，对二氧化硅-二硫化钼进行改性，改善塑料薄膜的疏水性，降低二氧化硅-二硫化钼的表面能。并且二氧化硅-二硫化钼具有较大的比表面积，可以与更多防水改性剂进行反应，提高了甲基接枝量，增强了纸塑复合袋的疏水性。
19.(3)采用三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷制备改性防水剂，对二氧化硅-二硫化钼进行改性，改性防水剂上带有羧基可以与二氧化硅-二硫化钼上的羟基进行反应，提高了二氧化硅-二硫化钼在体系中的分散性能，增强了二氧化硅-二硫化钼和改性防水剂之间的结合力，使得更多的甲基可以负载在二氧化硅-二硫化钼上，增强纸塑复合袋的疏水性和耐磨性。
具体实施方式
20.下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1
22.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，加入1.6g单宁酸，搅拌100min，滴加盐酸，调节ph为1，在180℃下反应23h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
23.步骤二：防水改性剂的制备：取15g三氟丙基甲基环三硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、8.5g八甲基环四硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、6g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(购自湖北远成赛创科技有限公司)、7gkh-550(购自湖北巨胜科技有限公司)，在55℃下搅拌35min，升温至107℃，加入6g四甲基氢氧化铵(购自上海易恩化学技术有限公司，货号：r002610)，反应7h，继续升温至130℃，反应35min，降温至73℃，加入40g马来酸酐，反应60min，得到防水改性剂。
24.步骤三：改性二氧化硅-二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分散50min，加入20ml正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.6，在60℃下反应23h，加入7ml3-巯丙基三甲氧基硅烷(购自湖北巨胜科技有限公司)，反应12h，洗涤，在60℃下干燥，加入80ml正己烷，超声分散2h，加入5g防水改性剂，在80℃下反应10h，冷却至26℃，过滤，洗涤，
干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
25.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在190℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
26.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，45份环氧树脂、130份聚乙烯、13份聚四氟乙烯、25份改性二氧化硅-二硫化钼、4份硬质酸钠、4份邻苯二甲酸二甲酯。
27.实施例2
28.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，加入1.6g单宁酸，搅拌90min，滴加盐酸，调节ph为1，在175℃下反应22h，冷却至25℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
29.步骤二：防水改性剂的制备：取15g三氟丙基甲基环三硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、8.5g八甲基环四硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、6g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(购自湖北远成赛创科技有限公司)、7gkh-550(购自湖北巨胜科技有限公司)，在50℃下搅拌30min，升温至105℃，加入6g四甲基氢氧化铵(购自上海易恩化学技术有限公司，货号：r002610)，反应6h，继续升温至125℃，反应30min，降温至70℃，加入40g马来酸酐，反应50min，得到防水改性剂。
30.步骤三：改性二氧化硅-二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分散40min，加入20ml正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.5，在55℃下反应22h，加入7ml3-巯丙基三甲氧基硅烷(购自湖北巨胜科技有限公司)，反应10h，洗涤，在55℃下干燥，加入80ml正己烷，超声分散1.5h，加入5g防水改性剂，在75℃下反应9h，冷却至25℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
31.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在180℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
32.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，40份环氧树脂、120份聚乙烯、10份聚四氟乙烯、20份改性二氧化硅-二硫化钼、3份硬质酸钠、3份邻苯二甲酸二甲酯。
33.实施例3
34.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，加入1.6g单宁酸，搅拌120min，滴加盐酸，调节ph为1，在185℃下反应24h，冷却至27℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
35.步骤二：防水改性剂的制备：取15g三氟丙基甲基环三硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、8.5g八甲基环四硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、6g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(购自湖北远成赛创科技有限公司)、7gkh-550(购自湖北巨胜科技有限公司)，在60℃下搅拌40min，升温至110℃，加入6g四甲基氢氧化铵(购自上海易恩化学技术有限公司，货号：r002610)，反应8h，继续升温至135℃，反应40min，降温至75℃，加入40g马来酸酐，反应70min，得到防水改性剂。
36.步骤三：改性二氧化硅-二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分
散60min，加入20ml正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.7，在65℃下反应24h，加入7ml3-巯丙基三甲氧基硅烷(购自湖北巨胜科技有限公司)，反应14h，洗涤，在65℃下干燥，加入80ml正己烷，超声分散2.5h，加入5g防水改性剂，在85℃下反应11h，冷却至27℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
37.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在200℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
38.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，50份环氧树脂、140份聚乙烯、15份聚四氟乙烯、30份改性二氧化硅-二硫化钼、6份硬质酸钠、6份邻苯二甲酸二甲酯。
39.实施例4：不添加单宁酸，其余与实施例1相同。
40.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，在180℃下反应23h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
41.步骤二：防水改性剂的制备：取15g三氟丙基甲基环三硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、8.5g八甲基环四硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、6g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(购自湖北远成赛创科技有限公司)、7gkh-550(购自湖北巨胜科技有限公司)，在55℃下搅拌35min，升温至107℃，加入6g四甲基氢氧化铵(购自上海易恩化学技术有限公司，货号：r002610)，反应7h，继续升温至130℃，反应35min，降温至73℃，加入40g马来酸酐，反应60min，得到防水改性剂。
42.步骤三：改性二氧化硅-二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分散50min，加入20ml正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.6，在60℃下反应23h，加入7ml3-巯丙基三甲氧基硅烷(购自湖北巨胜科技有限公司)，反应12h，洗涤，在60℃下干燥，加入80ml正己烷，超声分散2h，加入5g防水改性剂，在80℃下反应10h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
43.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在190℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
44.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，45份环氧树脂、130份聚乙烯、13份聚四氟乙烯、25份改性二氧化硅-二硫化钼、4份硬质酸钠、4份邻苯二甲酸二甲酯。
45.实施例5：不接枝二氧化硅，其余与实施例1相同。
46.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，加入1.6g单宁酸，搅拌100min，滴加盐酸，调节ph为1，在180℃下反应23h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
47.步骤二：防水改性剂的制备：取15g三氟丙基甲基环三硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、8.5g八甲基环四硅氧烷(购自上海易恩化学技术有限公司)、6g四甲基四乙烯基环四硅氧烷(购自湖北远成赛创科技有限公司)、7gkh-550(购自湖北巨胜科技有限公司)，在55℃下搅拌35min，升温至107℃，加入6g四甲基氢氧化铵(购自上海易恩化学技术有限公司，货号：r002610)，反应7h，继续升温至130℃，反应35min，降温至73℃，加入40g马来
酸酐，反应60min，得到防水改性剂。
48.步骤三：改性二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分散50min，加入5g防水改性剂，在80℃下反应10h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
49.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在190℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
50.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，45份环氧树脂、130份聚乙烯、13份聚四氟乙烯、25份改性二氧化硅-二硫化钼、4份硬质酸钠、4份邻苯二甲酸二甲酯。
51.实施例6：不添加改性防水剂，其余与实施例1相同。
52.步骤一：二硫化钼的制备：取2g钼酸钠、1.8g硫脲、40ml去离子水，搅拌均匀，加入1.6g单宁酸，搅拌100min，滴加盐酸，调节ph为1，在180℃下反应23h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。
53.步骤二：改性二氧化硅-二硫化钼的制备：取1g二硫化钼、100ml去离子水，超声分散50min，加入20ml正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.6，在60℃下反应23h，加入7ml3-巯丙基三甲氧基硅烷(购自湖北巨胜科技有限公司)，反应12h，洗涤，在60℃下干燥，加入80ml正己烷，超声分散2h，加入6g六甲基二硅氮烷，在80℃下反应10h，冷却至26℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼。
54.步骤四：将环氧树脂(购自湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司)、聚乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、聚四氟乙烯(购自上海易恩化学技术有限公司)、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；将塑料薄膜在190℃下加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。
55.所述纸塑复合袋包括以下成分：按重量计，45份环氧树脂、130份聚乙烯、13份聚四氟乙烯、25份改性二氧化硅-二硫化钼、4份硬质酸钠、4份邻苯二甲酸二甲酯。
56.实验
57.取实施例1至实施例6制备得到的纸塑复合袋进行性能测试，将10μl水滴于纸塑复合袋表面，采用量角法测试接触角，以此表征其防水性；取橡皮擦，在橡皮擦上施加5n的负载力，对纸塑复合袋进行摩擦，摩擦80次，摩擦距离为3cm，摩擦速度为2s/1次，测试纸塑复合袋破损的长度，以此表征其耐摩擦性，得到的数据如下表所示：
[0058] 接触角
°
mm实施例1134.70.08实施例2134.50.08实施例3134.60.08实施例4131.43.14实施例5133.65.28实施例6113.20.17
[0059]
结论：由表上数据可知，实施例4不添加单宁酸，二硫化钼的比表面积小，二氧化硅的负载量的负载量少，耐磨性变差。实施例5不接枝二氧化硅，磨损长度长，耐磨性差。由实
施例1-3和实施例6对比可知，添加改性防水剂，改性防水剂上带有羧基可以与二氧化硅-二硫化钼上的羟基进行反应，提高了二氧化硅-二硫化钼在体系中的分散性能，增强了二氧化硅-二硫化钼和改性防水剂之间的结合力，使得更多的甲基可以负载在二氧化硅-二硫化钼上，增强了纸塑复合袋的使用性能。
[0060]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：取二硫化钼、去离子水，超声分散40-60min，加入正硅酸四乙酯，加入氨水，调节ph值为9.5-9.7，在55-65℃下反应22-24h，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷，反应10-14h，洗涤，在55-65℃下干燥，加入正己烷，超声分散1.5-2.5h，加入防水改性剂，在75-85℃下反应9-11h，冷却至25-27℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅-二硫化钼；步骤二：将环氧树脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，混合均匀，挤出成型，得到塑料薄膜；步骤三：取塑料薄膜，加热，涂覆在纸质层的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。2.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：步骤一中，二硫化钼的制备方法为：取钼酸钠、硫脲、去离子水，搅拌均匀，加入单宁酸，搅拌90-120min，滴加盐酸，在175-185℃下反应22-24h，冷却至25-27℃，过滤，洗涤，干燥，得到二硫化钼。3.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：步骤一中，防水改性剂的制备方法为：取三氟丙基甲基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、kh-550，在50-60℃下搅拌30-40min，升温至105-110℃，加入四甲基氢氧化铵，反应6-8h，继续升温至125-135℃，反应30-40min，降温至70-75℃，加入马来酸酐，反应50-70min，得到防水改性剂。4.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：步骤二中，塑料薄膜包括以下成分：按重量计，40-50份环氧树脂、120-140份聚乙烯、10-15份聚四氟乙烯、20-30份改性二氧化硅-二硫化钼、3-6份硬质酸钠、3-6份邻苯二甲酸二甲酯。5.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：所述纸质层为牛皮纸。6.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：所述塑料层与所述纸质层厚度比为1：1。7.根据权利要求1所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法，其特征在于：步骤三中，将塑料薄膜加热至180-200℃，涂覆在纸质层的两面，干燥，得到一种防水耐磨型纸塑复合袋。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种防水耐磨型纸塑复合袋的制备方法制备得到的一种防水耐磨型纸塑复合袋。

技术总结

本发明公开了一种防水耐磨型纸塑复合袋及其制备方法。使用环氧树脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、改性二氧化硅-二硫化钼、硬质酸钠、邻苯二甲酸二甲酯，制备塑料薄膜。然后将塑料薄膜加热，涂覆在牛皮纸的两面，干燥，得到防水耐磨型纸塑复合袋。其中改性改性二氧化硅-二硫化钼由单宁酸改性后的二硫化钼接枝二氧化硅得到，从而大大增强纸塑复合袋的耐磨性。并且添加了改性防水剂，与二氧化硅-二硫化钼进行反应，使得二氧化硅-二硫化钼上接枝大量甲基，降低二氧化硅-二硫化钼的表面能，使得制备得到纸塑复合袋具有防水性，增强了纸塑复合袋的使用寿命，扩大了纸塑复合袋的应用范围。扩大了纸塑复合袋的应用范围。