一种防潮涂布液、制备方法及瓦楞纸箱与流程

1.本发明属于防潮包装技术领域，尤其涉及一种防潮涂布液、制备方法及瓦楞纸箱。

背景技术：

2.随着“以纸代塑”在行业内的不断推进，瓦楞纸箱的优势逐渐显露，其成本低廉、资源丰富、可回收且易降解，日益成为一种极具前景的绿包装材料。然而，由于纸板的主要成分是纤维素和半纤维素，其表面含有大量亲水性羟基，使其在实际使用过程中很容易受潮而失去其原有功能。因此，有必要对瓦楞纸箱进行防潮疏水改性。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种防潮涂布液、制备方法及瓦楞纸箱，旨在解决现有的纸箱包装防潮功能弱的问题。
4.本发明是这样实现的，一种防潮涂布液，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~59%、硬脂酸12%~25%、聚二甲基硅氧29%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~3%，纳米sio2粒子5%~20%，其余为水。
5.本发明的进一步技术方案是：所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~50%、硬脂酸12%~20%、聚二甲基硅氧烷29%~45%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~2.5%，纳米sio2粒子5%~15%，其余为水。
6.本发明的进一步技术方案是：所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液30%~59%、硬脂酸16%~25%、聚二甲基硅氧烷35%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1.5%~3%，纳米sio2粒子8%~20%，其余为水。
7.本发明的进一步技术方案是：所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液32%~48%、硬脂酸18%~23%、聚二甲基硅氧烷32%~43%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂2%~3%，纳米sio2粒子7%~18%，其余为水。
8.本发明的另一目的在于提供一种防潮涂布液的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤s1：将纳米sio2粒子分散于无水乙醇中，在常温下进行磁力搅拌，制得纳米sio2粒子的醇溶液，同时将硅烷偶联剂加入无水乙醇与去离子水的混合液中，室温下静置
水解，制得硅烷偶联剂的醇水溶液；步骤s2：将步骤s1制备的硅烷偶联剂的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，在加热条件下磁力搅拌制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；步骤s3：将硬脂酸和所述步骤s2制得的纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入聚二甲基硅氧烷，加热条件下搅拌，即可得到防潮涂布液。
9.本发明的进一步技术方案是：所述步骤s1中，制备纳米sio2粒子的醇溶液时，纳米sio2粒子的用量为1份~3份，无水乙醇的用量为60ml~100ml；制备硅烷偶联剂的醇水溶液时，硅烷偶联剂的用量为0.05份~0.15份，醇水混合液中无水乙醇与去离子水的体积比为9：1。
10.本发明的进一步技术方案是：所述步骤s1中，磁力搅拌的速度为3000r/min，搅拌时间为0.5h~2.5h，静置水解时间为0.5h~1h。
11.本发明的进一步技术方案是：步骤s2中，制备所述改性纳米sio2分散液时，设置加热温度为40℃~75℃，反应时间为1h~6h。
12.本发明的进一步技术方案是：所述步骤s3中，硬脂酸与纳米sio2粉末的用量比在1：1~1：10之间，聚二甲基硅氧烷与纳米sio2粉末的质量比在2：1~1：2之间；搅拌的时间为0.5h~2h，温度为40℃~60℃。
13.本发明的另一目的在于提供一种涂布防潮涂布液的瓦楞纸箱，将瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂布板上，配合线棒将防潮涂布液均匀涂布于瓦楞纸板的基材表面，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱，其中线棒的规格为10μm~30μm，控制涂布量在2g/m2~8g/m2；干燥固化温度为60℃~120℃，时间为0.5h~2h。
14.本发明的有益效果是：本发明以具有疏水性烷基链的硬脂酸作为提供低表面能的物质，降低涂层表面张力，选用纳米二氧化硅粒子提高涂层的表面粗糙度，选用聚二甲基硅氧烷，在其提供低表面能的同时还能增强涂料与包装纸箱之间的结合性能，提高机械耐久性，提高涂层附着力及耐磨性能，解决了纸箱防潮的问题。
具体实施方式
15.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
16.本发明提供了一种防潮涂布液，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~59%、硬脂酸12%~25%、聚二甲基硅氧29%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~3%，纳米sio2粒子5%~20%，其余为水。
17.优先地，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~50%、硬脂酸12%~20%、聚二甲基硅氧烷29%~45%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~2.5%，纳米sio2粒子5%~15%，其余为水。
18.优先地，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液30%~59%、硬脂酸16%~25%、聚二甲基硅氧烷35%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1.5%~3%，纳米sio2粒子8%~20%，其余为水。
19.优先地，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液32%~48%、硬脂酸18%~23%、聚二甲基硅氧烷32%~43%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂2%~3%，纳米sio2粒子7%~18%，其余为水。
20.本发明还提供了一种防潮涂布液的制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤s1：将纳米sio2粒子分散于无水乙醇中，在常温下进行磁力搅拌，制得纳米sio2粒子的醇溶液，同时将硅烷偶联剂加入无水乙醇与去离子水的混合液中，室温下静置水解，制得硅烷偶联剂的醇水溶液；步骤s2：将步骤s1制备的硅烷偶联剂的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，在加热条件下磁力搅拌制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；步骤s3：将硬脂酸和所述步骤s2制得的纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入聚二甲基硅氧烷，加热条件下搅拌，即可得到防潮涂布液。
21.优先地，所述步骤s1中，制备纳米sio2粒子的醇溶液时，纳米sio2粒子的用量为1份~3份，无水乙醇的用量为60ml~100ml；制备硅烷偶联剂的醇水溶液时，硅烷偶联剂的用量为0.05份~0.15份，醇水混合液中无水乙醇与去离子水的体积比为9：1。
22.优先地，所述步骤s1中，磁力搅拌的速度为3000r/min，搅拌时间为0.5h~2.5h，静置水解时间为0.5h~1h。
23.优先地，制备所述改性纳米sio2分散液时，设置加热温度为40℃~75℃，反应时间为1h~6h。
24.优先地，所述步骤s3中，硬脂酸与纳米sio2粉末的用量比在1：1~1：10之间，聚二甲基硅氧烷与纳米sio2粉末的质量比在2：1~1：2之间；搅拌的时间为0.5h~2h，温度为40℃~60℃。
25.本发明还提供了一种涂布防潮涂布液的瓦楞纸箱，将瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂布板上，配合线棒将防潮涂布液均匀涂布于瓦楞纸板的基材表面，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱，其中线棒的规格为10μm~30μm，控制涂布量在2g/m2~8g/m2；干燥固化温度为60℃~120℃，时间为0.5h~2h。
26.本发明提供了一种防潮涂布液，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，本发明利用低表面能物质和可构建表面粗糙度的纳米材料相结合的方式制备超疏水溶液，并通过涂布的方式将其应用到瓦楞纸箱中去，所述硬脂酸是具有疏水性长烷基链的低表面能物质，能降低涂层的表面张力；所述纳米sio2粒子有利于涂层表面形成粗糙结构；引入分子粘合剂所述聚二甲基硅氧烷，能够增强涂层与基底之间的粘合力，提高涂层附着力及耐磨性
能。本发明所涉及到的制备防潮包装的原材料成本低，方法简单，无需复杂设备及条件，可以通过印刷上光工艺实现，且其中所配制的各溶液均为水性体系，不会给环境及人类健康带来负面影响，可以推广至大规模的生产中。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（kh570）。
27.接下来通过实施例说明本发明所提供的防潮涂布液的制备过程，以及涂布有该防潮涂布液的瓦楞纸箱的制作过程。
28.实施例一：首先，将1g纳米sio2粒子分散于60ml无水乙醇中，常温下磁力搅拌1h，制得纳米sio2粒子的醇溶液；同时将0.05gkh570加入18ml无水乙醇与2ml去离子水的混合体系中，室温下静置水解0.5h，制得kh570的醇水溶液；接着，将kh570的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，60℃下磁力搅拌4h制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；然后，将0.5g硬脂酸和0.5g纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入0.25g聚二甲基硅氧烷，60℃下磁力搅拌2h，即可得到防潮涂布液；最后，将bc坑瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂覆面板之上，通过真空泵的作用将纸板吸附于涂布台上，使其固定。取一根10μm的线棒，将其卡进仪器两端固定槽内进行安装，在300mm/min的涂布速度下完成对纸板的一次防潮涂布液的涂布，涂布量为4g/m2，将涂布后的纸板置于真空干燥箱中，在60℃下干燥0.5h，100℃固化1h，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱。
29.实施例二：首先，将2g纳米sio2粒子分散于80ml无水乙醇中，常温下磁力搅拌1h，制得纳米sio2粒子的醇溶液；同时将0.1gkh570加入18ml无水乙醇与2ml去离子水的混合体系中，室温下静置水解1h，制得kh570的醇水溶液；接着，将kh570的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，60℃下磁力搅拌3h制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；然后，将0.25g硬脂酸和0.5g纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入0.5g聚二甲基硅氧烷，50℃下磁力搅拌1h，即可得到防潮涂布液；最后，将bc坑瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂覆面板之上，通过真空泵的作用将纸板吸附于涂布台上，使其固定。取一根20μm的线棒，将其卡进仪器两端固定槽内进行安装，在500mm/min的涂布速度下完成对纸板的一次防潮涂布液的涂布，涂布量为2g/m2，将涂布后的纸板置于真空干燥箱中，在60℃下干燥1h，120℃固化1h，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱。
30.实施例三：首先，将3g纳米sio2粒子分散于120ml无水乙醇中，常温下磁力搅拌1h，制得纳米sio2粒子的醇溶液；同时将0.15gkh570加入18ml无水乙醇与2ml去离子水的混合体系中，室温下静置水解1h，制得kh570的醇水溶液；接着，将kh570的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，60℃下磁力搅拌2h制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；然后，将0.2g硬脂酸和1g纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入2g聚
二甲基硅氧烷，60℃下磁力搅拌2h，即可得到防潮涂布液；最后，将bc坑瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂覆面板之上，通过真空泵的作用将纸板吸附于涂布台上，使其固定。取一根30μm的线棒，将其卡进仪器两端固定槽内进行安装，在600mm/min的涂布速度下完成对纸板的一次防潮涂布液的涂布，涂布量为8g/m2，将涂布后的纸板置于真空干燥箱中，在80℃下干燥1h，120℃固化1.5h，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱。
31.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种防潮涂布液，其特征在于，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~59%、硬脂酸12%~25%、聚二甲基硅氧29%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~3%，纳米sio2粒子5%~20%，其余为水。2.根据权利要求1所述的一种防潮涂布液，其特征在于，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液25%~50%、硬脂酸12%~20%、聚二甲基硅氧烷29%~45%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~2.5%，纳米sio2粒子5%~15%，其余为水。3.根据权利要求1所述的一种防潮涂布液，其特征在于，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液30%~59%、硬脂酸16%~25%、聚二甲基硅氧烷35%~50%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1.5%~3%，纳米sio2粒子8%~20%，其余为水。4.根据权利要求1所述的一种防潮涂布液，其特征在于，所述防潮涂布液包括改性纳米sio2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米sio2分散液32%~48%、硬脂酸18%~23%、聚二甲基硅氧烷32%~43%，其余为水，其中所述改性纳米sio2分散液包括硅烷偶联剂及纳米sio2粒子，各成分占所述改性纳米sio2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂2%~3%，纳米sio2粒子7%~18%，其余为水。5.一种权利要求1-4任一项所述的防潮涂布液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤s1：将纳米sio2粒子分散于无水乙醇中，在常温下进行磁力搅拌，制得纳米sio2粒子的醇溶液，同时将硅烷偶联剂加入无水乙醇与去离子水的混合液中，室温下静置水解，制得硅烷偶联剂的醇水溶液；步骤s2：将步骤s1制备的硅烷偶联剂的醇水溶液逐滴加入纳米sio2粒子的醇溶液中，在加热条件下磁力搅拌制得改性纳米sio2分散液，反应完成后干燥，研磨成纳米sio2粉末待用；步骤s3：将硬脂酸和所述步骤s2制得的纳米sio2粉末分散于无水乙醇中，搅拌均匀后加入聚二甲基硅氧烷，加热条件下搅拌，即可得到防潮涂布液。6.根据权利要求5所述的一种防潮涂布液的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，制备纳米sio2粒子的醇溶液时，纳米sio2粒子的用量为1份~3份，无水乙醇的用量为60ml~100ml；制备硅烷偶联剂的醇水溶液时，硅烷偶联剂的用量为0.05份~0.15份，醇水混合液中无水乙醇与去离子水的体积比为9：1。7.根据权利要求6所述的一种防潮涂布液的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，磁力搅拌的速度为3000r/min，搅拌时间为0.5h~2.5h，静置水解时间为0.5h~1h。8.根据权利要求5所述的一种防潮涂布液的制备方法，其特征在于，步骤s2中，制备所述改性纳米sio2分散液时，设置加热温度为40℃~75℃，反应时间为1h~6h。9.根据权利要求5所述的一种防潮涂布液的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，硬
脂酸与纳米sio2粉末的用量比在1：1~1：10之间，聚二甲基硅氧烷与纳米sio2粉末的质量比在2：1~1：2之间；搅拌的时间为0.5h~2h，温度为40℃~60℃。10.一种涂布所述权利要求1-4任一项所述的防潮涂布液的瓦楞纸箱，其特征在于，将瓦楞纸板裁切为a4大小，置于真空吸附涂布机的涂布板上，配合线棒将防潮涂布液均匀涂布于瓦楞纸板的基材表面，干燥固化后将若干张瓦楞纸板组合成瓦楞纸箱，其中线棒的规格为10μm~30μm，控制涂布量在2g/m2~8g/m2；干燥固化温度为60℃~120℃，时间为0.5h~2h。

技术总结

本发明提供了一种防潮涂布液、制备方法及瓦楞纸箱，所述防潮涂布液包括改性纳米SiO2分散液、硬脂酸及聚二甲基硅氧烷，各成分占总溶液的重量百分比为：改性纳米SiO2分散液25%~59%、硬脂酸12%~25%、聚二甲基硅氧29%~50%，其余为水，其中所述改性纳米SiO2分散液包括硅烷偶联剂及纳米SiO2粒子，各成分占所述改性纳米SiO2分散液的重量百分比为：硅烷偶联剂1%~3%，纳米SiO2粒子5%~20%，其余为水。该溶液能降低涂层的表面张力，增强涂层与基底之间的粘合力，提高涂层附着力及耐磨性能，解决了纸箱防潮的问题。潮的问题。

技术研发人员：

陈枫 胡泽顺

受保护的技术使用者：

美盈森集团股份有限公司

技术研发日：

2021.08.17

技术公布日：

2023/2/17