一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺的制作方法

本发明属于卷烟材料制备领域，涉及一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺。
背景技术：
：瓦楞纸箱由于其主要成分是吸水性较强的纸纤维，容易受潮，在应用于卷烟材料中时，其防水性能影响卷烟的品质和保质期，现有的瓦楞纸箱通常是直接在瓦楞纸板的表面涂布防水材料，但是涂布的防水材料防水持久性较差，长时间在水中浸渍时容易出现渗水的情况，不能实现完全防水，只能表面轻微防水，当瓦楞纸箱存储在潮湿环境中或者在运输途中被雨水淋湿时容易造成内部的浸水，进而影响其中卷烟的质量。由于纸纤维为易燃材料，并且其中盛装的卷烟也为易燃品，因此纸箱的阻燃性能至关重要，但是现有的纸纤维很难实现高阻燃的性能需求。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺，通过在底层面纸和顶层面纸的内外表面涂布疏水涂料，该疏水涂料通过将天然植物油进行半皂化反应，油脂中的部分酯基分解，形成羟基，而部分酯基保留，由于双酚a型环氧树脂链上的羟基与天然植物油皂化后形成的部分羟基均能够与异佛尔酮二异氰酸酯反应，进而使得双酚a型环氧树脂链上接枝部分皂化天然植物油，其中的皂化羟基发生交联反应，而未皂化的酯基则存在于双酚a型环氧树脂链上，使得环氧树脂的疏水性能增强，同时使用的1,6-己二胺为长链氨基固化剂，与双酚a型环氧树脂开环固化时接枝在环氧树脂上，进而提高了涂料的疏水性能，进而使得疏水涂料具有极高的疏水性能，提高了面纸的疏水性能，进而避免了瓦楞纸箱存储在潮湿环境中或者在运输途中被雨水淋湿时容易造成内部的浸水，进而影响其中卷烟的质量的问题。本发明通过在芯纸的上下面和瓦楞纸的两面均涂布阻燃聚乙烯醇，由于阻燃聚乙烯醇中含有相连接的硼、氮、磷三种元素，其中硼元素在燃烧过程中能够形成玻璃状的覆盖物，实现可燃物与空气的隔绝，同时磷-氮能够促进可燃物材料脱水成炭，并且磷酸分子在气相中分解成po˙和hpo˙游离基，能够捕捉材料燃烧生成的h˙和˙oh游离基，中断燃烧反应，并且燃烧过程中产生的水分能够使体系温度降低，进一步实现阻燃的效果，通过三者的协同效果进而提高了阻燃聚乙烯醇的阻燃效果，解决了现有的纸纤维很难实现高阻燃的性能需求的问题。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺，具体制备过程如下：第一步，将底层面纸和顶层面纸的内外表面均涂布一层疏水涂料，同时在芯纸的表面和底面涂布阻燃聚乙烯醇，然后将底层面纸、顶层面纸和芯纸进行微波干燥；第二步，取底层瓦楞纸和顶层瓦楞纸，并在两个瓦楞纸的两面均喷涂阻燃聚乙烯醇胶体，喷涂后直接将顶层瓦楞纸的底部黏附在芯纸的表面，同时将底层瓦楞纸顶部黏附在芯纸的底面，然后将顶层面纸通过瓦楞纸上的阻燃聚乙烯胶体黏附在顶层瓦楞纸的顶部，同时将底层面纸黏附在底层瓦楞纸的底部；第三步，将第二步中黏附后的瓦楞纸板放入微波干燥器中进行微波干燥，然后通过钉箱机钉箱，得到多层防水阻燃瓦楞纸箱；其中疏水涂料的具体制备过程如下：①配置浓度为5％的氢氧化钠溶液，加热至90-100℃，然后向其中加入天然植物油，恒温反应4-5h，然后降温至室温，同时向反应容器中滴加稀盐酸，调节溶液的ph＝7-8，然后向反应容器中加入双酚a型环氧树脂，搅拌混合后保持温度不变向其中逐滴滴加异佛尔酮二异氰酸酯，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后反应7-8h，得到疏水基体树脂液；②向第①步中制备的疏水基体树脂液中加入1,6-己二胺，搅拌混合均匀后得到疏水涂料；由于天然植物油中含有疏水酯基，在高温下皂化时部分酯基分解，形成羟基，而部分酯基保留，由于双酚a型环氧树脂链上的羟基与天然植物油皂化后形成的部分羟基均能够与异佛尔酮二异氰酸酯反应，进而使得双酚a型环氧树脂链上接枝部分皂化天然植物油，其中的皂化羟基发生交联反应，而未皂化的酯基则存在于双酚a型环氧树脂链上，使得环氧树脂的疏水性能增强；同时使用的1,6-己二胺为长链氨基固化剂，与双酚a型环氧树脂开环固化时接枝在环氧树脂上，进而提高了涂料的疏水性能；其中第①步中每毫升5％的氢氧化钠溶液中加入天然植物油4.1-4.3ml；每升天然植物油中加入双酚a型环氧树脂23.1-23.4g，加入异佛尔酮二异氰酸酯3.2-3.3g；每克双酚a型环氧树脂中加入1,6-己二胺0.21-0.23g，其中双酚a型环氧树脂为e44型环氧树脂；其中阻燃聚乙烯醇胶体的具体制备过程如下：步骤1，将聚乙烯醇加入100-110℃的热水中，搅拌回流直到聚乙烯醇溶解，然后向其中加入硼酸，保持温度不变恒温搅拌反应10-12h；由于聚乙烯醇链上含有大量的羟基，能够与硼酸进行交联反应，每个硼酸分子中的两个羟基可以与两个聚乙烯醇链进行交联，交联后由于聚乙烯醇的空间位阻较大，造成硼酸分子剩余一个羟基不能反应；其中每克聚乙烯醇中加入热水50-60ml，加入硼酸2.38-2.42g；步骤2，接着向第一步的反应容器中加入尿素，保持温度不变搅拌反应10-12h，然后再向反应容器中加入磷酸，恒温搅拌反应5-6h，得到粘稠的胶液；其中每克聚乙烯醇中加入尿素2.49-2.51g，加入磷酸4.07-4.08g；由于尿素的分子结构较小空间位阻小，能够穿插在两层聚乙烯醇链之间，同时由于两个聚乙烯醇链之间的硼酸分子剩余一个羟基没有进行反应，该羟基在高温下可以与尿素中的一个脲氨基进行交联反应，进而使得尿素接枝在两个聚乙烯醇链之间，同时再添加磷酸时，磷酸能够与尿素中的另一个氨基进行反应，使得磷酸分子接枝在尿素上，进而使得制备的聚合物中含有相连接的硼、氮、磷三种元素，其中硼元素在燃烧过程中能够形成玻璃状的覆盖物，实现可燃物与空气的隔绝，同时磷-氮能够促进可燃物材料脱水成炭，并且磷酸分子在气相中分解成po˙和hpo˙游离基，能够捕捉材料燃烧生成的h˙和˙oh游离基，中断燃烧反应，并且燃烧过程中产生的水分能够使体系温度降低，进一步实现阻燃的效果，通过两者的协同效果进而提高了阻燃聚乙烯醇的阻燃效果；本发明的有益效果：本发明通过在底层面纸和顶层面纸的内外表面涂布疏水涂料，该疏水涂料通过将天然植物油进行半皂化反应，油脂中的部分酯基分解，形成羟基，而部分酯基保留，由于双酚a型环氧树脂链上的羟基与天然植物油皂化后形成的部分羟基均能够与异佛尔酮二异氰酸酯反应，进而使得双酚a型环氧树脂链上接枝部分皂化天然植物油，其中的皂化羟基发生交联反应，而未皂化的酯基则存在于双酚a型环氧树脂链上，使得环氧树脂的疏水性能增强，同时使用的1,6-己二胺为长链氨基固化剂，与双酚a型环氧树脂开环固化时接枝在环氧树脂上，进而提高了涂料的疏水性能，进而使得疏水涂料具有极高的疏水性能，提高了面纸的疏水性能，进而避免了瓦楞纸箱存储在潮湿环境中或者在运输途中被雨水淋湿时容易造成内部的浸水，进而影响其中卷烟的质量的问题。本发明通过在芯纸的上下面和瓦楞纸的两面均涂布阻燃聚乙烯醇，由于阻燃聚乙烯醇中含有相连接的硼、氮、磷三种元素，其中硼元素在燃烧过程中能够形成玻璃状的覆盖物，实现可燃物与空气的隔绝，同时磷-氮能够促进可燃物材料脱水成炭，并且磷酸分子在气相中分解成po˙和hpo˙游离基，能够捕捉材料燃烧生成的h˙和˙oh游离基，中断燃烧反应，并且燃烧过程中产生的水分能够使体系温度降低，进一步实现阻燃的效果，通过三者的协同效果进而提高了阻燃聚乙烯醇的阻燃效果，解决了现有的纸纤维很难实现高阻燃的性能需求的问题。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1为本发明多层防水阻燃瓦楞纸箱的局部结构示意图。具体实施方式请参阅图1，结合如下实施例进行详细说明：实施例1疏水涂料的具体制备过程如下：①配置1l浓度为5％的氢氧化钠溶液，加热至90-100℃，然后向其中加入4.1l天然植物油，恒温反应4-5h，然后降温至室温，同时向反应容器中滴加稀盐酸，调节溶液的ph＝7-8，然后向反应容器中加入23.1kge44型环氧树脂，搅拌混合后保持温度不变向其中逐滴滴加3.2kg异佛尔酮二异氰酸酯，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后反应7-8h，得到疏水基体树脂液；②向第①步中制备的疏水基体树脂液中加入4.851kg1,6-己二胺，搅拌混合均匀后得到疏水涂料。阻燃聚乙烯醇胶体的具体制备过程如下：步骤1，将1kg聚乙烯醇加入50l100-110℃的热水中，搅拌回流直到聚乙烯醇溶解，然后向其中加入2.38kg硼酸，保持温度不变恒温搅拌反应10-12h；步骤2，接着向第一步的反应容器中加入2.49kg尿素，保持温度不变搅拌反应10-12h，然后再向反应容器中加入4.07kg磷酸，恒温搅拌反应5-6h，得到粘稠的胶液。实施例2：疏水涂料的具体制备过程如下：①配置1l浓度为5％的氢氧化钠溶液，加热至90-100℃，然后向其中加入4.1l天然植物油，恒温反应4-5h，然后降温至室温，同时向反应容器中滴加稀盐酸，调节溶液的ph＝7-8，然后向反应容器中加入28kge44型环氧树脂，搅拌混合后保持温度不变向其中逐滴滴加3.2kg异佛尔酮二异氰酸酯，边滴加边剧烈搅拌，滴加完全后反应7-8h，得到疏水基体树脂液；②向第①步中制备的疏水基体树脂液中加入5.88kg1,6-己二胺，搅拌混合均匀后得到疏水涂料。阻燃聚乙烯醇胶体的具体制备过程如下：步骤1，将1kg聚乙烯醇加入50l100-110℃的热水中，搅拌回流直到聚乙烯醇溶解，然后向其中加入2.38kg硼酸，保持温度不变恒温搅拌反应10-12h；步骤2，接着向第一步的反应容器中加入2.49kg尿素，保持温度不变搅拌反应10-12h，得到粘稠的胶液。实施例3：疏水涂料的具体制备过程如下：向反应容器中加入23.1kge44型环氧树脂，搅拌混合后保持温度不变向其中加入4.851kg1,6-己二胺，搅拌混合均匀后得到疏水涂料。阻燃聚乙烯醇胶体的具体制备过程如下：将1kg聚乙烯醇加入50l100-110℃的热水中，搅拌回流直到聚乙烯醇溶解，然后向其中加入2.38kg硼酸，保持温度不变恒温搅拌反应10-12h得到粘稠的胶液。实施例4：一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺，具体制备过程如下：第一步，将底层面纸1和顶层面纸5的内外表面均涂布一层实施例1制备的疏水涂料，同时在芯纸3的表面和底面涂布实施例1制备的阻燃聚乙烯醇，然后将底层面纸1、顶层面纸5和芯纸3进行微波干燥；第二步，取底层瓦楞纸2和顶层瓦楞纸4，并在两个瓦楞纸的两面均喷涂实施1制备的阻燃聚乙烯醇胶体，喷涂后直接将顶层瓦楞纸4的底部黏附在芯纸3的表面，同时将底层瓦楞纸2顶部黏附在芯纸3的底面，然后将顶层面纸5通过瓦楞纸上的阻燃聚乙烯胶体黏附在顶层瓦楞纸4的顶部，同时将底层面纸1黏附在底层瓦楞纸2的底部；第三步，将第二步中黏附后的瓦楞纸板放入微波干燥器中进行微波干燥，然后通过钉箱机钉箱，得到多层防水阻燃瓦楞纸箱；实施例5：一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺，具体制备过程与实施例4相同，将实施例4中第一步和第二步中使用的实施例1制备的阻燃聚乙烯醇替换为实施例2中制备的阻燃聚乙烯醇，同时将第一步中实施例1制备的疏水涂料替换为实施例2中制备的疏水涂料。实施例6：一种多层防水阻燃瓦楞纸箱的制备工艺，具体制备过程与实施例4相同，将实施例4中第一步和第二步中使用的实施例1制备的阻燃聚乙烯醇替换为实施例3中制备的阻燃聚乙烯醇，同时将第一步中实施例1制备的疏水涂料替换为实施例3中制备的疏水涂料。实施例7：取相同大小的实施例4-6中制备的顶层面纸和底层面纸，然后将面纸折成凹槽状，并向凹槽中倒入相同量的清水，静置5min、10min、30min、1h后观察的表面渗水情况，结果如表1所示：表1实施例4-6中制备的面纸的防水性能测定结果由表1可知，实施例4中制备的面纸，在其中倒入水1h后人没有水印，由此可知该面纸具有较高的疏水性能，而实施例5中制备的面纸在10min时，就有水印，由于在面纸表面涂布的疏水涂料中添加的半皂化植物油的含量较少，进而使得环氧树脂链上的疏水基团含量减少，进而使得面纸表面含有透水的空隙，容易造成面纸在长时间的水中浸渍时，水容易透出；同时实施例6中制备的面纸在浸渍5min时，就有水渗出，由于面纸的表面涂布的涂料为环氧树脂涂料，固化后的环氧树脂涂料中含有氨基和羟基吸水基团，进而使得面纸不能防水。实施例8：对实施例4-6中制备的芯纸和没有涂布阻燃聚乙烯醇的芯纸同时进行氧指数测试，具体测试结果如表2所示，(其中氧指数<22％属易燃材料,氧指数在22％-27％之间属可燃材料,氧指数>27％属难燃材料)表2实施例4-6制备的芯纸和没有涂布阻燃聚乙烯醇的芯纸的氧指数测定结果实施例4实施例5实施例6未涂布阻燃聚乙烯醇的芯纸氧指数％29.2％26.5％24.8％17.3％由表2可知，实施例4中制备的芯纸氧指数达到29.2％，属于难燃烧的材料，能够实现很好的阻燃性能，而实施例5中由于没有添加磷酸，使得其中的芯纸阻燃性能降低，实施例6中没有添加尿素，使得阻燃胶体中氮元素含量降低，进而使得芯纸的阻燃性进一步降低。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12