一种石塑复合板材及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及包装材料技术领域，尤其涉及一种石塑复合板材及其制备方法。


背景技术：

[0002]
瓦楞纸板是一个多层的黏合体，它最少由一层波浪形瓦楞芯纸及一层纸板构成，具有较好的弹性和延伸性，能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌，主要用于果蔬、家电、易碎商品的外包装。
[0003]
现有技术中，瓦楞纸主要由纤维原料制成，在湿度较高的环境中长期使用时，易吸潮吸湿，造成纸张机械强度、抗震性的大幅度降低，通过在瓦楞纸表面涂覆防水涂料的方式可提高其防水抗潮性能，但是传统防水涂膜普遍存在耐磨性差、抗划痕强度低的缺点，一旦涂膜表面被磨损或划破，水分即可渗入瓦楞纸板，降低其硬度和机械强度，加速瓦楞纸的霉变和腐烂。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种石塑复合板材及其制备方法。
[0005]
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0006]
本发明第一方面提供一种石塑复合板材，由瓦楞面纸、瓦楞纸芯和瓦楞里纸依次复合而成，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙55-60份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆20-35份、环糊精6-8份、氧化木薯淀粉17-20份、复合增强纤维9-11份、偶氮二甲酰胺0.5-0.8份、防腐剂0.1-0.15份、聚乙烯醇1-3份、抗水剂8-10份、硅藻土21-25份。
[0007]
优选地，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙55份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆20份、环糊精6份、氧化木薯淀粉17份、复合增强纤维9份、偶氮二甲酰胺0.5份、防腐剂0.1份、聚乙烯醇1份、抗水剂8份、硅藻土21份。
[0008]
优选地，所述改性剂包括硬胶酸钡1-2份、硬脂酸锌1-2份、改性共聚聚丙烯(k8003)1-2份；所述复合增强纤维由海泡石绒、碳化硼纤维、硼酸铝晶须按1：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)的重量比混合制成。
[0009]
优选地，所述防腐剂为苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾和丙酸钙中的一种或几种。
[0010]
优选地，所述抗水剂包括酸性硅溶胶60-75份、聚丙烯酸乳液10-25份、阴离子表面活性剂0.1-0.4份、有机硅改性剂2-4份。
[0011]
优选地，所述阴离子表面活性剂由亲水亲油平衡值为2-7和12-17的两类阴离子表面活性剂混合而成。
[0012]
优选地，所述亲水亲油平衡值为2-7的阴离子表面活性剂为司班80、emcol eo-50或moa-3；所述亲水亲油平衡值为12-17的阴离子表面活性剂为吐温20、吐温40或peg400。
[0013]
优选地，所述有机硅改性剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、十二烷基三
甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
[0014]
优选地，所述聚丙烯酸乳液的玻璃化温度为5-10℃，固含量为45-48％。
[0015]
本发明第二方面提供所述的石塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0016]
s1、将所述酸性硅溶胶和聚丙烯酸乳液搅拌混合均匀，然后加入所述阴离子表面活性剂，搅拌下升温至55-65℃，1-1.5h内滴加完毕所述有机硅改性剂，保温7-9h，搅拌下冷却，即得所述抗水剂；
[0017]
s2、将所述阔叶木浆和环糊精混合后，进行打浆，打浆浓度为3-4.5％，加入所述氧化木薯淀粉和硅藻土，65-70℃温度条件下熬浆1-3h，然后加入所述碳酸钙、共聚聚丙烯(k8003)、均聚聚丙烯(t03)、改性剂、复合增强纤维、偶氮二甲酰胺、防腐剂、聚乙烯醇和抗水剂，混合均匀，经抄纸、烘干、卷曲处理后，由165-185℃瓦楞辊起楞成瓦楞纸芯；
[0018]
s3、将所述瓦楞纸芯喷涂施胶后与瓦楞面纸、瓦楞里纸进行压合，55-60℃温度条件下固化干燥后，即得所述石塑复合板材。
[0019]
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0020]
本发明的石塑复合板材机械强度高，耐磨性、抗震性优良；同时还具有疏水的功能，用于食品生鲜类产品的包装运输中，可有效减少食品运输过程中产生的受潮变质浪费问题，提高了食品的保鲜度和保质期，减少了食品的浪费。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0022]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]
本发明提供一种石塑复合板材，由瓦楞面纸、瓦楞纸芯和瓦楞里纸依次复合而成，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙55-60份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆20-35份、环糊精6-8份、氧化木薯淀粉17-20份、复合增强纤维9-11份、偶氮二甲酰胺0.5-0.8份、防腐剂0.1-0.15份、聚乙烯醇1-3份、抗水剂8-10份、硅藻土21-25。
[0024]
作为一个优选实施例，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙55份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆20份、环糊精6份、氧化木薯淀粉17份、复合增强纤维9份、偶氮二甲酰胺0.5份、防腐剂0.1份、聚乙烯醇1份、抗水剂8份、硅藻土21份。
[0025]
作为一个优选实施例，所述改性剂包括硬胶酸钡1-2份、硬脂酸锌1-2份、改性共聚聚丙烯(k8003)1-2份；所述复合增强纤维由海泡石绒、碳化硼纤维、硼酸铝晶须按1：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)的重量比混合制成。
[0026]
作为一个优选实施例，所述防腐剂为苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾和丙酸钙中的一种或几种。
[0027]
作为一个优选实施例，所述抗水剂包括酸性硅溶胶60-75份、聚丙烯酸乳液10-25份、阴离子表面活性剂0.1-0.4份、有机硅改性剂2-4份。
[0028]
作为一个优选实施例，所述阴离子表面活性剂由亲水亲油平衡值为2-7和12-17的
两类阴离子表面活性剂混合而成。
[0029]
作为一个优选实施例，所述亲水亲油平衡值为2-7的阴离子表面活性剂为司班80、emcol eo-50或moa-3；所述亲水亲油平衡值为12-17的阴离子表面活性剂为吐温20、吐温40或peg400。
[0030]
作为一个优选实施例，所述有机硅改性剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
[0031]
作为一个优选实施例，所述聚丙烯酸乳液的玻璃化温度为5-10℃，固含量为45-48％。
[0032]
上述石塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0033]
s1、将所述酸性硅溶胶和聚丙烯酸乳液搅拌混合均匀，然后加入所述阴离子表面活性剂，搅拌下升温至55-65℃，1-1.5h内滴加完毕所述有机硅改性剂，保温7-9h，搅拌下冷却，即得所述抗水剂；
[0034]
s2、将所述阔叶木浆和环糊精混合后，进行打浆，打浆浓度为3-4.5％，加入所述氧化木薯淀粉和硅藻土，65-70℃温度条件下熬浆1-3h，然后加入所述碳酸钙、共聚聚丙烯(k8003)、均聚聚丙烯(t03)、改性剂、复合增强纤维、偶氮二甲酰胺、防腐剂、聚乙烯醇和抗水剂，混合均匀，经抄纸、烘干、卷曲处理后，由165-185℃瓦楞辊起楞成瓦楞纸芯；
[0035]
s3、将所述瓦楞纸芯喷涂施胶后与瓦楞面纸、瓦楞里纸进行压合，55-60℃温度条件下固化干燥后，即得所述石塑复合板材。
[0036]
实施例1
[0037]
一种石塑复合板材，由瓦楞面纸、瓦楞纸芯和瓦楞里纸依次复合而成，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙55份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆20份、环糊精6份、氧化木薯淀粉17份、复合增强纤维9份、偶氮二甲酰胺0.5份、苯甲酸0.1份、聚乙烯醇1份、抗水剂8份、硅藻土21份；
[0038]
其中，所述改性剂包括硬胶酸钡1份、硬脂酸锌1份、改性共聚聚丙烯(k8003)1份；所述复合增强纤维由海泡石绒、碳化硼纤维、硼酸铝晶须按1：0.1：0.1的重量比混合制成；
[0039]
所述抗水剂包括酸性硅溶胶60份、聚丙烯酸乳液10份、司班80和吐温200.1份、甲基三甲氧基硅烷2份，所述聚丙烯酸乳液的玻璃化温度为5℃，固含量为45％。
[0040]
上述石塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0041]
s1、将所述酸性硅溶胶和聚丙烯酸乳液搅拌混合均匀，然后加入所述阴离子表面活性剂，搅拌下升温至55℃，1h内滴加完毕所述有机硅改性剂，保温7h，搅拌下冷却，即得所述抗水剂；
[0042]
s2、将所述阔叶木浆和环糊精混合后，进行打浆，打浆浓度为3％，加入所述氧化木薯淀粉和硅藻土，65℃温度条件下熬浆1h，然后加入所述碳酸钙、共聚聚丙烯(k8003)、均聚聚丙烯(t03)、改性剂、复合增强纤维、偶氮二甲酰胺、防腐剂、聚乙烯醇和抗水剂，混合均匀，经抄纸、烘干、卷曲处理后，由165℃瓦楞辊起楞成瓦楞纸芯；
[0043]
s3、将所述瓦楞纸芯喷涂施胶后与瓦楞面纸、瓦楞里纸进行压合，55℃温度条件下固化干燥后，即得所述石塑复合板材。
[0044]
实施例2
[0045]
一种石塑复合板材，由瓦楞面纸、瓦楞纸芯和瓦楞里纸依次复合而成，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙58份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆27份、环糊精7份、氧化木薯淀粉19份、复合增强纤维10份、偶氮二甲酰胺0.6份、山梨酸0.13份、聚乙烯醇2份、抗水剂9份、硅藻土23份；
[0046]
其中，所述改性剂包括硬胶酸钡1份、硬脂酸锌2份、改性共聚聚丙烯(k8003)2份；所述复合增强纤维由海泡石绒、碳化硼纤维、硼酸铝晶须按1：0.2：0.3的重量比混合制成；
[0047]
所述抗水剂包括酸性硅溶胶68份、聚丙烯酸乳液18份、emcol eo-50和吐温400.3份、十二烷基三甲氧基硅烷3份，所述聚丙烯酸乳液的玻璃化温度为7℃，固含量为46％。
[0048]
上述石塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0049]
s1、将所述酸性硅溶胶和聚丙烯酸乳液搅拌混合均匀，然后加入所述阴离子表面活性剂，搅拌下升温至60℃，1.2h内滴加完毕所述有机硅改性剂，保温8h，搅拌下冷却，即得所述抗水剂；
[0050]
s2、将所述阔叶木浆和环糊精混合后，进行打浆，打浆浓度为4％，加入所述氧化木薯淀粉和硅藻土，68℃温度条件下熬浆2h，然后加入所述碳酸钙、共聚聚丙烯(k8003)、均聚聚丙烯(t03)、改性剂、复合增强纤维、偶氮二甲酰胺、防腐剂、聚乙烯醇和抗水剂，混合均匀，经抄纸、烘干、卷曲处理后，由170℃瓦楞辊起楞成瓦楞纸芯；
[0051]
s3、将所述瓦楞纸芯喷涂施胶后与瓦楞面纸、瓦楞里纸进行压合，58℃温度条件下固化干燥后，即得所述石塑复合板材。
[0052]
实施例3
[0053]
一种石塑复合板材，由瓦楞面纸、瓦楞纸芯和瓦楞里纸依次复合而成，所述瓦楞纸芯包括以下重量份的组分：碳酸钙60份、共聚聚丙烯(k8003)20份、均聚聚丙烯(t03)15份、改性剂5份、阔叶木浆35份、环糊精8份、氧化木薯淀粉20份、复合增强纤维11份、偶氮二甲酰胺0.8份、山梨酸钾0.15份、聚乙烯醇3份、抗水剂10份、硅藻土25份；
[0054]
其中，所述改性剂包括硬胶酸钡2份、硬脂酸锌2份、改性共聚聚丙烯(k8003)2份；所述复合增强纤维由海泡石绒、碳化硼纤维、硼酸铝晶须按1：0.3：0.5的重量比混合制成；
[0055]
所述抗水剂包括酸性硅溶胶75份、聚丙烯酸乳液25份、moa-3和peg4000.4份、十八烷基三乙氧基硅烷4份，所述聚丙烯酸乳液的玻璃化温度为10℃，固含量为48％。
[0056]
上述石塑复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0057]
s1、将所述酸性硅溶胶和聚丙烯酸乳液搅拌混合均匀，然后加入所述阴离子表面活性剂，搅拌下升温至65℃，1.5h内滴加完毕所述有机硅改性剂，保温9h，搅拌下冷却，即得所述抗水剂；
[0058]
s2、将所述阔叶木浆和环糊精混合后，进行打浆，打浆浓度为4.5％，加入所述氧化木薯淀粉和硅藻土，70℃温度条件下熬浆3h，然后加入所述碳酸钙、共聚聚丙烯(k8003)、均聚聚丙烯(t03)、改性剂、复合增强纤维、偶氮二甲酰胺、防腐剂、聚乙烯醇和抗水剂，混合均匀，经抄纸、烘干、卷曲处理后，由185℃瓦楞辊起楞成瓦楞纸芯；
[0059]
s3、将所述瓦楞纸芯喷涂施胶后与瓦楞面纸、瓦楞里纸进行压合，60℃温度条件下固化干燥后，即得所述石塑复合板材。
[0060]
应用例
[0061]
分别对实施例1-3制备的石塑复合板材进行疏水性能(水接触角、油接触角)和机
械性能(边压强度、耐破强度)的测试：
[0062]
1、所用石塑复合板材为e型楞瓦楞纸板，面纸为250g/m2粉灰纸、芯纸和里纸选用的是200g/m2的a2级箱板纸；
[0063]
2、液体在纸张表面所成接触角采用jic-1湿润角测量仪进行测试；
[0064]
3、边压强度根据gb/t 6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》的要求，使用hd-503型多功能环压/边压试验机进行测试；
[0065]
4、耐破强度根据gb/t 6545-1998《瓦楞纸板耐破强度的测定法》的要求，使用hd-504型破裂强度试验机进行测试。测试结果如下表1所示；
[0066]
表1
[0067][0068]
由表1中数据可知，本发明制备的石塑复合板材的耐破强度高，拒水性能优良。
[0069]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。