一种用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂及其制备方法与流程

本发明涉及瓦楞纸箱粘合剂领域，尤其是涉及一种用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂及其制备方法。

背景技术：

1、瓦楞纸作为一种重要的包装材料，广泛应用于内外销产品的包装、储运过程中。瓦楞纸箱具有综合性能优良、轻便、牢固、便于装卸运输、可回收利用等特点，家用电器、纺织、食品包装、快递运输等行业对瓦楞纸箱需求旺盛，是必不可少的包装材料。由于快递、餐饮等行业的快速发展，目前我国用于运输的瓦楞纸年产量超200亿平方米，已成为亚洲最大的瓦楞纸生产国。用于瓦楞纸箱的粘合剂通常对瓦楞纸的芯纸和面纸进行粘合，其对于瓦楞纸性能具有至关重要的作用，因此对用于瓦楞纸箱的粘合剂的研究具有重要意义。

2、现有技术中，用于瓦楞纸箱的粘合剂主要包括有硅酸钠无机粘合剂、淀粉粘合剂、糊精粘合剂等，其中以淀粉粘合剂为主。为提高对于瓦楞纸的粘合效率，进一步提高瓦楞纸及瓦楞纸箱产量，用于瓦楞纸箱的粘合剂的快干性能越来越受到重视。

3、为提高用于瓦楞纸箱的粘合剂的快干性能，现有技术通常采用添加硼砂、强固干燥剂的方式。其中，硼砂作为络合剂，具有交联增粘作用，可以显著提升瓦楞纸箱粘合剂的粘度，有利于提高粘合剂施用后的初粘力，并加快粘合剂的干燥速度，实现粘合剂的快干性能。同时，强固干燥剂作为助剂，同样可以辅助加快粘合剂的干燥速度，进一步增强粘合剂的快干性能。

4、但是，硼砂和强固干燥剂的添加，会导致瓦楞纸板存在有易脆裂、爆线的问题，大幅影响瓦楞纸及瓦楞纸箱的物理性能（如边压强度、耐破强度），不仅限制瓦楞纸板的产品稳定性，还限制瓦楞纸板的下游应用范围的拓展。进一步的，硼砂和强固干燥剂的添加还会导致快干型粘合剂在储存过程中，易于出现分层、沉淀现象，稳定储存时间短；特别是在高温环境下，快干型粘合剂的分层、沉淀问题突出，严重限制快干型粘合剂的应用性能。

5、同时，现有的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂还存在有涂布量大的问题，会导致瓦楞纸板出现搓板现象，影响后续印刷、涂装性能。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂及其制备方法，能够有效避免硼砂和强固干燥剂的添加，所导致的瓦楞纸板易脆裂、爆线的问题，以及储存过程中易于分层、沉淀的问题；能够在降低粘合剂涂布量，提高瓦楞纸板物理性能的同时，提高粘合剂的储存稳定性，特别是高温环境下的储存稳定性，有效提高粘合剂稳定储存时间。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂的制备方法，由以下步骤组成：制备催干稳定剂、制备增强剂、制备粘合剂。

4、所述制备催干稳定剂，由以下步骤组成：预处理、一次处理、二次处理。

5、所述预处理，将膨润土、高岭土、轻质碳酸钙、去离子水投入至球磨机内，球磨处理20-30min，然后投入硅烷偶联剂kh-550，继续球磨处理1-2h，制得球磨物；球磨物在真空度为0.03-0.05mpa环境下，75-85℃干燥3-5h，制得预处理物。

6、所述预处理中，膨润土、高岭土、轻质碳酸钙、硅烷偶联剂kh-550、去离子水的重量份比值为20-25:10-15:10-15:2-3:30-40；

7、球磨处理中，球料比为4-5:1，球磨速度为150-250rpm，球磨温度45-55℃。

8、所述一次处理，将预处理物投入至盛装有乙醇的密闭反应容器内，搅拌15-30min，采用氮气置换完全密闭反应容器内的空气，在氮气气氛环境下，搅拌条件下，升温至45-55℃，保温；然后以2-3ml/min的滴加速率，滴加甲基丙烯酸甲酯，滴加完成后，保温回流18-22h；滤出固体物，固体物即为制得的一次处理物。

9、所述一次处理中，预处理物、甲基丙烯酸甲酯、乙醇的重量份比值为1:9-11:50-60；

10、乙醇的体积浓度为95-100%。

11、所述二次处理，将一次处理物投入至盛装有乙醇的密闭反应容器内，搅拌15-30min，采用氮气置换完全密闭反应容器内的空气，在氮气气氛环境下，搅拌条件下，升温至45-55℃，保温；投入光引发剂1173（化学名称为：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）后，在紫外光照射条件下，以1-2ml/min的滴加速率，滴加四乙烯五胺，滴加完成后，保温回流15-20h；滤出固体物，固体物在真空度为0.05-0.07mpa环境下，60-70℃干燥至恒重，制得催干稳定剂。

12、所述二次处理中，一次处理物、光引发剂1173、四乙烯五胺、乙醇的重量份比值为1:0.06-0.07:9-11:65-75；

13、乙醇的体积浓度为95-100%。

14、所述制备增强剂，将碳纤维、十六烷基三甲基氯化铵投入至去离子水中，升温至50-60℃，保温，超声分散20-30min后，搅拌6-8h；离心分离出碳纤维并采用6-10倍体积的去离子水洗涤2-3次，置于55-65℃温度环境下，保温干燥7-9h，制得预处理碳纤维。将预处理碳纤维、蓖麻油、聚乙二醇硬脂酸酯投入至乙醇中，搅拌条件下，升温至50-60℃，保温回流3-5h后，离心分离出固体物并置于0.03-0.05mpa环境下，65-75℃干燥至恒重，制得增强剂。

15、所述制备增强剂中，碳纤维、十六烷基三甲基氯化铵、去离子水的重量份比值为6-8:3-4:100；

16、预处理碳纤维、蓖麻油、聚乙二醇硬脂酸酯、乙醇的重量份比值为8-10:3-4：0.2-0.3:70-80；

17、乙醇的体积浓度为95-100%。

18、所述制备粘合剂，将玉米淀粉、木薯淀粉投入至去离子水中，升温至40-50℃，保温搅拌20-50min；投入过硫酸铵，继续搅拌40-60min；然后投入甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸酯、亚硫酸氢钠，升温至50-55℃，保温搅拌2-4h；投入氢氧化钠、硼酸，升温至80-90℃，保温2-3h后，自然冷却至50-60℃时，投入催干稳定剂、增强剂、羧甲基纤维素钠、磷酸三丁酯，搅拌20-40min，制得用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂。

19、所述制备粘合剂中，玉米淀粉、木薯淀粉、去离子水、过硫酸铵、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸酯、亚硫酸氢钠、氢氧化钠、硼酸、催干稳定剂、增强剂、羧甲基纤维素钠、磷酸三丁酯的重量份比值为50-60:20-30:300-320:0.8-1:5-6:3-4:3-4:0.3-0.4:3-4:1-1.5:7-8:2.5-3.5:0.8-1:0.4-0.5。

20、一种用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂，采用前述的制备方法制得。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、（1）本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂的制备方法，通过对膨润土、高岭土、轻质碳酸钙进行预处理后，采用一次处理、二次处理制得催干稳定剂；以及通过蓖麻油对预处理碳纤维进行处理，制得增强剂；并通过将催干稳定剂、增强剂配合用于制备粘合剂步骤中，能够有效避免硼砂和强固干燥剂的添加，所导致的瓦楞纸板易脆裂、爆线的问题，以及储存过程中易于分层、沉淀的问题；能够在降低粘合剂涂布量，提高瓦楞纸板物理性能的同时，提高粘合剂的储存稳定性，特别是高温环境下的储存稳定性，有效提高粘合剂稳定储存时间。

23、（2）本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂，能够在降低粘合剂涂布量的同时，提高瓦楞纸板物理性能，在快干型粘合剂的施用量为6g/m2，瓦楞纸板定量为250g/m2条件下，瓦楞纸板的边压强度为41.3-44.9kn/m，耐破强度为2888-2931kpa。

24、（3）本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂，能够有效避免硼砂和强固干燥剂的添加，所导致的瓦楞纸板易脆裂、爆线的问题，在瓦楞纸板生产线车速为220m/min条件下，连续生产168h中爆线发生次数为0次，搓板发生次数为0次，有效保证后续对瓦楞纸板及瓦楞纸箱的印刷、涂装性能。

25、（4）本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂，粘合强度高，开放时间短，能够在快干的同时，实现良好的粘合性能，经试验，本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂的粘合强度为1480-1572n/m，开放时间为16-17s。

26、（5）本发明的用于瓦楞纸箱的快干型粘合剂，在温度为25℃，相对湿度为50%环境下，稳定储存时间为509-524d，储存稳定性好；在温度为40℃，相对湿度为50%环境下，稳定储存时间为451-467d，有效提高高温环境下的储存稳定性。