本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液及其制备和使用方法，适用于改善瓦楞纸箱的低温性能以及机械强度。
背景技术：
目前，在营养新理念的倡导下，随着人民生活水平的普遍提高，冷冻食品被普遍看好，消费量越来越大，冷冻(藏)食品以其方便、快捷、卫生的特点，成为近几年来广受欢迎的商品。同时冷冻食品易保存、易储藏、保鲜期长、营养丰富、味道鲜美诸多特点使之深受消费者的喜爱。纵观整个冷冻食品市场，乳品、果汁、冷饮、肉类的消费量有了较大地提升。冷冻食品目前包装运输材料主要还是瓦楞纸箱，但在瓦楞纸箱包装行业，纸箱出现吸水变软、变形现象，或经受油脂渗透后，瓦楞纸板的平压强度、边压强度降低尤为明显，严重影响包装的质量使用效果，出现质量问题。另外，纸箱在进行冷链食品低温贮藏，冷冻运输，要求在潮湿、低温流通环境中仍具有持续高抗压强度要求。在冷运行业中，尤其是速冻食品相关的冷藏与输送领域中，冷冻食品储存温度应在-18℃以下，冷藏库温度波动不超过±2℃限值，运输过程中的温度波动不超过3℃限值，产品装卸或进出冷库要迅速，在装卸货过程中，要严格控制作业环境温度和时间，保证食品温度不高于-12℃，零售环节冷冻陈列柜中的冷冻食品温度应保持在-15℃以下，短时间温度回升不宜高于-12℃。上述条件就要求包装箱必须具有较大的抗压强度并且还要具有较高的防潮和防水能力，如果纸箱拔水度不够高的话，水会渗到原纸里，这样就很容易把瓦楞纸箱的抗压力和挺度破坏掉，瓦楞纸箱就要丧失了他的防护功能，导致所保护的食品发生变质腐烂。目前市面上采用的瓦楞纸箱大多会出现抗冻性能和机械强度不佳的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术存在的抗冻性能和强度不佳的问题，提供一种能有效改善瓦楞纸箱的低温性能和机械强度的防水抗冻浸渍液及其制备和使用方法。
为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液，其原料组成及其重量份比包括：浸渍溶体50～70、三元乙丙胶EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、热塑性丙烯酸树脂3～5、偶联剂0.5～0.8、增强剂11～15。
所述增强剂包括纳米级钛白粉、黄麻短纤维，所述米级钛白粉与黄麻短纤维的重量份比为3～5:8～10。
所述浸渍溶体为石蜡油，所述热塑性丙烯酸树脂由甲基丙烯酸正丁酯单体聚合而成，所述偶联剂为乙烯基三甲氧硅烷。
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的制备方法，该制备方法为：将各原料于100～110℃下按所需比例混合搅拌3～5min即可。
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的使用方法，该使用方法为：先于100～110℃下将瓦楞纸板置于所述浸渍液中浸渍5～10s，再将完成浸渍后的瓦楞纸板于110～130℃下进行热烘，最后在室温下冷却20min以上即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的原料组成及其重量份比包括：浸渍溶体50～70、三元乙丙胶EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、热塑性丙烯酸树脂3～5、偶联剂0.5～0.8、增强剂11～16，该浸渍液中的硅烷基改性丙烯酸树脂及活性基团能与纸箱表面的异氰酸酯基团发生固化反应，使浸渍液迅速固化，形成牢固的增强防水膜，本设计同时采用低温柔韧性好的三元乙丙胶和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为改性剂，不仅增强了纸箱的防水性能，而且保证了纸箱在零下18℃或更低的温度下也能保持防水膜的完整性能。因此，本发明具有良好的防水和低温性能。
2、本发明一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液中增强剂采用了纳米级钛白粉和黄麻短纤维，纳米级钛白粉的加入不仅能够增加防水膜的强度、抗老化性能和光洁度，而且能保证浸渍过程的均匀性，黄麻短纤维一方面在低温环境下具有良好的防水防潮性能，另一方面可显著提高瓦楞纸箱的耐破强度和承压强度。因此，本发明在显著提升瓦楞纸箱机械强度的同时进一步改善了防水防潮性能。
3、本发明一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的使用方法仅需在原有瓦楞纸箱生产线基础上增加瓦楞纸板的浸渍和热烘工艺即可，操作简单、方便，经济实用。因此，本发明使用方法简单、经济。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液，其原料组成及其重量份比包括：浸渍溶体50～70、三元乙丙胶EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、热塑性丙烯酸树脂3～5、偶联剂0.5～0.8、增强剂11～15。
所述增强剂包括纳米级钛白粉、黄麻短纤维，所述米级钛白粉与黄麻短纤维的重量份比为3～5:8～10。
所述浸渍溶体为石蜡油，所述热塑性丙烯酸树脂由甲基丙烯酸正丁酯单体聚合而成，所述偶联剂为乙烯基三甲氧硅烷。
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的制备方法，该制备方法为：将各原料于100～110℃下按所需比例混合搅拌3～5min即可。
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的使用方法，该使用方法为：先于100～110℃下将瓦楞纸板置于所述浸渍液中浸渍5～10s，再将完成浸渍后的瓦楞纸板于110～130℃下进行热烘，最后在室温下冷却20min以上即可。
本发明的原理说明如下：
本发明提出了一种用于瓦楞纸箱的浸渍液，该浸渍液与瓦楞纸箱能够直接形成较强的化学键，迅速在瓦楞纸箱表面固化形成牢固的增强保护层，使得瓦楞包装纸箱即使长期处于低温冷冻环境、水中浸泡条件中其强度也不会明显降低，且无挥发物污染，可用于冷冻运输产品包装、低温潮湿环境下产品的包装储存，也可用来装运活鱼、海产品和含水量极高的一类商品。另外，所述浸渍液为透明无色粘稠液体，浸渍于瓦楞纸板上后纸板的颜色不会发生变化，因此不影响原纸箱的图案、花纹等整体外观。
浸渍溶体：石蜡油作为浸渍溶体，其加热后能减小溶体的粘度，使黄麻短纤维能更均匀的被浸渍，同时，石蜡还具有防水、防潮作用，无毒环保。
热塑性丙烯酸树脂：由单体甲基丙烯酸正丁酯聚合而成，具有良好的弹性和较高的黏接性。
改性剂：三元乙丙胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物均为低温柔性好的改性材料，两者均可增强防水膜的柔性，增加防水膜的强度，使纸板在折叠过程中防水膜不被破坏，同时增强防水膜的防水性能。另外，以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为改性剂制得的防水膜还具有熔融粘度低、粘结力高、耐寒性高等优点，但其软化点、硬度和强度相对较低，因此，本发明将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与三元乙丙胶合用，以弥补上述不足。
纳米钛白粉：为无定型白色粉末，是一种无毒无味无污染的无机物。其表面分子状态呈现三维网状的结构，加入后能在防水膜干燥时形成网络结构，显著增加防水膜的强度；增加纸板的紫外线吸收效应，从而提高纸板的耐候性、划伤性；成倍提高防水膜的抗老化性能、光洁度；保证纤维浸渍的更均匀。另外，其还具有消毒杀菌作用，可满足瓦楞纸箱的防霉性能要求。
黄麻短纤维：本发明采用非常环保的黄麻短纤维，其不仅强度高，且长度一般在400～900μm，该尺寸更适合浸渍。
热烘：本发明使用方法中采用热烘可加快浸渍液的固化定性，使纸板表面光滑圆整，浸渍均匀。
本发明所述各原材料说明如下：
石蜡油：10号石蜡油，市售。
三元乙丙胶：改性剂颗粒，美国陶氏生产，型号4725P，市售。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：改性剂颗粒，型号2806，VA％＝28，熔融指数6g/10min。
热塑性丙烯酸树脂：改性树脂，珠状聚合物。
乙烯基三甲氧硅烷：无色透明液体，型号A171，市售。
黄麻短纤维：长度1mm，直径20～30μm。
纳米级钛白粉：白色粉末，金红石型，平均粒径≤100nm，市售。
实施例1：
一种瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液，其原料组成及其重量份比包括：石蜡油50、三元乙丙胶EPDM 10、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10、热塑性丙烯酸树脂3、乙烯基三甲氧硅烷0.5、纳米级钛白粉3、黄麻短纤维8，其中，所述热塑性丙烯酸树脂由甲基丙烯酸正丁酯单体聚合而成。
上述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的制备方法为：将上述原料按所需比例加入浸渍槽内中，并于100℃下混合搅拌5min即可。
上述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的使用方法为：先利用自动送纸板机将瓦楞纸板送入装有100℃浸渍液的浸渍槽内浸渍10s，再从浸渍槽内取出的浸渍后的瓦楞纸板，并除去多浸渍液，然后将其送入热风室，于110℃下以10m/min的速度移动，进一步使浸渍液渗透到纸板内部，并使多余的浸渍液流走，最后将从热风室中移出的瓦楞纸板在室温下冷却20min即可。
实施例2：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的原料组成及其重量份比为：石蜡油70、三元乙丙胶EPDM 15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 15、热塑性丙烯酸树脂5、乙烯基三甲氧硅烷0.8、纳米级钛白粉5、黄麻短纤维10。
所述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的制备方法中，混合温度为110℃，混合时间为3min。
所述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的使用方法中，浸渍液的温度为110℃，浸渍时间为5s，热风室内的温度为130℃，瓦楞纸板的移动速度为15m/min，冷却时间为30min。
实施例3：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述瓦楞纸箱用防水抗冻浸渍液的原料组成及其重量份比为：石蜡油60、三元乙丙胶EPDM 12.5、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 12.5、热塑性丙烯酸树脂4、乙烯基三甲氧硅烷0.75、纳米级钛白粉4、黄麻短纤维9。
现将采用上述实施例使用方法制得的瓦楞纸箱进行了性能指标检测，检测数据如下：
1、低温性能检测
测试条件：将瓦楞纸箱置于-18±2℃的冷库中7天，取出后于室温下放置1小时。
测试结果：耐破强度：1530Kpa、戳穿强度：36J、边压强度：8300N/m、空想承压强度：5603N。
2、耐水能力检测
测试条件：将瓦楞纸箱于没入20±2℃的自来水中浸泡1小时(瓦楞纸箱所处位置离水面至少30mm)。
耐破强度：≥1150Kpa
戳穿强度：≥22.5J
边压强度：≥5650N/m
空想承压强度：≥3750N。