瓦楞纸板矿物胶、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及瓦楞纸板领域，具体而言，涉及一种瓦楞纸板矿物胶、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]由瓦楞制板制备而成的瓦楞纸箱是在生活中应用非常广泛的一种包装容器，具有价格低廉、制作工艺简易、可自然降解，不污染环境、可回收利用的显著优势。
[0003]现有瓦楞纸板生产线上大都使用各类淀粉胶粘剂将瓦楞状板和纸板进行粘结。然而，淀粉本身不溶于水，在水中淀粉会随着温度升高而发生体积膨胀，膨胀到一定程度则破裂，与水溶成糊状，成为粘稠的液体。在纸板粘结过程中，渗透于瓦楞峰顶和平纸板的表面微孔中，待水分蒸发后形成具有一定网状交联的物理机械粘合力。
[0004]但是这种单纯的胶结剂中的水分子会向纸板内部不断渗透，在瓦楞中形成水分梯度，使得整个瓦楞纸板迅速受潮变软，导致瓦楞纸板的强度下降。由这种胶结剂制备而成的瓦楞纸板由于强度较弱，因此会导致组合成的瓦楞纸箱作为容器进行货物存储或运输时叠放的层数不高，空间利用率低。而且，在环境较为恶劣的运输过程中，例如长途海运时，由于海上的湿度比较大，纸箱非常容易受潮，当纸箱吸收水分达到一定程度后，其强度会极具下降，甚至是破烂。
[0005]除此之外，随着现代运输业的发展，瓦楞纸箱运输的货物也越来越多样化。例如新鲜蔬菜、瓜果、花丼等。这些货物在长时间的运输过程中常常发霉腐烂、新鲜度大大降低等。
[0006]如何克服现有瓦楞纸板胶结剂的缺陷，提高其性能，从而制备出功效突出的瓦楞纸板和瓦楞纸箱成为备受广大生产厂家关注的问题。
[0007]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008]本发明的第一目的在于提供一种由淀粉浆和具有特定组成的多孔性矿物粉组成的瓦楞纸板矿物胶。该矿物胶能够吸附水分，进而克服了传统瓦楞纸板生产过程中所用胶黏剂中的水分子易向纸板内部渗透的缺陷，大大增强了瓦楞纸板的强度。此外，该矿物胶可调节湿度，适用于湿度较大的环境、还能吸附有害气体和乙烯等，再加上具有抑菌抗菌作用，能延长所储食品的保鲜时间。同时，本发明提供的矿物胶还可显著增加瓦楞纸板的粘合力，使其不易变形。
[0009]本发明的第二目的在于提供一种所述的瓦楞纸板的制备方法，该方法可将原料粉碎成粒度较小的粉末，增加其表面积，并保证其粘结能力。
[0010]本发明的第三目的在于提供所述矿物胶的用途，应用其制备瓦楞纸板。
[0011]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0012]一种瓦楞纸板矿物胶，所述矿物胶包括矿物粉和淀粉浆，所述矿物粉的质量占所述淀粉浆质量的5%?30% ；
[0013]以重量份计，所述矿物粉包括:木炭0.7?2.5份、黄土 1.3?3份、硅藻土 1.7?3份、玉石粉0.5?1.5份、麦板石1.2?2.4份和沸石85?95份。
[0014]本发明提供的瓦楞纸板矿物胶包括矿物粉和淀粉浆，矿物粉的制备原料包括木炭、黄土、硅藻土、玉石粉、麦板石和沸石，均为多孔性的组分，具有较强的吸附能力，将其与淀粉浆混合后制备得到的瓦楞纸板矿物胶与传统瓦楞纸板生产过程中所用的胶黏剂相比，能够吸附水分，避免向纸板内部不断渗透，克服了传统胶黏剂的缺陷，从而大大增强瓦楞纸板的强度，提高其抗压能力，同时也使得瓦楞纸板在湿度较大的环境中应用时不易破烂。
[0015]而且，本发明中的矿物胶不但可以吸附水分，增加瓦楞纸板的强度，还可以通过吸附水分达到调节纸箱内部湿度的目的、还可以吸附其他组分，例如有害气体、乙烯等，从而可通过防止纸箱中新鲜蔬菜、瓜果和花丼水分蒸发并抑制其呼吸作用达到保鲜的目的，保鲜时间延长。
[0016]本发明制备的瓦楞纸板矿物胶还具有显著的抗菌抑菌性能，加上能够吸附有害气体，两者共同作用，能够显著降低瓦楞纸箱中存放的新鲜蔬菜、瓜果和花丼的腐烂变质程度。
[0017]矿物粉和淀粉浆之间的质量比影响瓦楞纸板胶的性能，矿物粉的含量太高时会破坏矿物胶的粘结性能，含量太低则矿物粉的性能不突出，最优选地，矿物粉的质量占淀粉浆质量的5%?30%，使得瓦楞纸板胶可大大增加瓦楞纸板的粘合力。
[0018]矿物粉中各组分的配比关系也显著影响瓦楞纸板胶的性能，优选地，以重量份计，所述矿物粉包括:木炭0.7?2.5份、黄土 1.3?3份、娃藻土 1.7?3份、玉石粉0.5?
1.5份、麦板石1.2?2.4份和沸石85?95份。进一步优选，以重量份计，所述矿物胶包括:木炭1.5?2.0份、黄土 2.0?2.5份、娃藻土 2.5?3份、玉石粉1.0?1.3份、麦板石1.5?2.0份和沸石90?95份。
[0019]优选地，所述矿物粉的粒度为300目以上，不会影响矿物胶的粘结性能，更重要的是，可增加矿物粉末的表面积，大大增强其吸附能力。进一步优选地，所述矿物粉的粒度为300目?500目。
[0020]优选地，所述木炭为活性炭，使得矿物胶的吸附性能一步增强。
[0021]在瓦愣纸板矿物胶中，淀粉楽起到粘结的作用，淀粉楽优选为玉米淀粉楽，玉米淀粉的蛋白含量低，保证淀粉浆的粘合性能。玉米淀粉浆中包括玉米淀粉和水，同时还添加了火碱和硼砂。添加的火碱溶于水时会产生热量，与淀粉作用，可降低淀粉的糊化作用，提高粘度。而硼砂溶于水后放出游离酸，通过氢键与淀粉结合，增加胶粘剂膜的坚固性，促进胶粘剂粘力。各组分的用量对玉米淀粉浆的粘度产生影响，优选地，以质量分数计，所述玉米淀粉浆包括玉米淀粉20%?30%、火碱0.4%?0.6%、硼砂0.25%?0.5%和水余量。
[0022]一种本发明所提供的矿物胶的制备方法，包括如下步骤:
[0023](I)将木炭、黄土、硅藻土、玉石粉和麦板石粉碎成粉末；沸石在500?550°C下粉碎，制得沸石粉；将所述沸石粉与所述粉末混合均匀，制备得到矿物粉；
[0024](2)将所述淀粉浆与步骤(I)中得到的矿物粉末混合均匀。
[0025]本发明提供的所述瓦楞纸板矿物胶的制备方法简便快捷，既能增加矿物粉的表面积，也能保证矿物胶的粘结性能。该方法中，高温下粉碎沸石可将其粉碎成粒度较小的沸石粉，增加其表面积。
[0026]优选地，所述步骤(2)中，所述混合为:进行高剪切搅拌10?15分钟。通过高剪切搅拌，进一步将矿物胶中的所有组分混合均匀，同时也使得胶黏剂和矿物粉末的颗粒直径接近纳米级。
[0027]一种本发明提供的瓦楞纸板矿物胶在作为瓦楞纸板胶，制备瓦楞纸板中的应用。
[0028]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0029](I)本发明提供的瓦楞纸板矿物胶能够吸附水分，避免水分子向纸板内部不断渗透，克服了传统胶黏剂的缺陷，从而大大增强瓦楞纸板的强度，提高其抗压能力，同时也使得瓦楞纸板在湿度较大的环境中应用时不易破烂。
[0030](2)本发明提供的矿物胶还可以通过吸附水分达到调节纸箱内部湿度的目的、还可以吸附其他组分，例如有害气体、乙烯等，从而可通过防止纸箱中新鲜蔬菜、瓜果和花丼水分蒸发并抑制其呼吸作用达到保鲜的目的，保鲜时间延长。
[0031](3)本发明提供的瓦楞纸板矿物胶还具有显著的抗菌抑菌性能，加上能够吸附有害气体，两者共同作用，能够显著降低瓦楞纸箱中存放的新鲜蔬菜、瓜果和花丼的腐烂变质程度。
[0032](4)本发明提供的瓦楞纸板胶可大大增加瓦楞纸板的粘合力。
[0033](5)本发明提供了一种所述瓦楞纸板矿物胶的制备方法，该制备方法简便快捷，既能增加矿物粉的表面积，也能保证矿物胶的粘结性能。该方法中，高温下粉碎沸石可将其粉碎成粒度较小的沸石粉，增加其表面积。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0035]实施例1
[0036]在实施例1中，矿物粉末的质量占淀粉浆质量的5%，具体的制备方法如下:
[0037]制备矿物粉:称取木炭70g、黄土 130g、娃藻土 170g、玉石粉50g、麦板石120g、沸石8500g。将木炭、黄土、硅藻土、玉石粉和麦板石粉碎成300目的粉末，将沸石在500°C下多孔净化处理后粉碎成300目的沸石粉，然后将两次粉碎的粉末混合均匀，得到矿物粉备用。
[0038]制备玉米淀粉浆:在本实施例中，玉米淀粉浆中包括玉米淀粉20%、火碱0.4%、硼砂0.25%和水余量。经计算，称取36kg玉米淀粉、723g火碱和452g硼砂备用，水的用量为 143kg。
[0039]将全部火碱溶于Ikg水中，制成火碱溶液。取71kg水放入反应罐中，加热至30°C。将18kg玉米淀粉缓缓投入反应罐中，边投边搅拌，搅拌均匀后，将火碱溶液均分三次加入反应罐中，每次均搅拌15分钟。然后将反应罐的温度升高至65°C，搅拌20分钟，制得熟浆。然后取71kg水投入另一反应罐中，加热至30°C。将剩余的玉米淀粉投入反应罐中，边投边搅拌。将硼砂磨成粉末，加入反应罐中搅拌10分钟。最后，将制得的熟浆加入反应罐中，边加边搅拌，全部加入后，继续搅拌15分钟，制备得到玉米淀粉浆。
[0040]将矿物粉与玉米淀粉浆混合均匀，制得瓦楞纸板矿物胶。
[0041]实施例2
[0042]在实施例2中，矿物粉末的质量占淀粉浆质量的17%，具体的制备方法如下:
[0043]制备矿物粉:称取木炭150g、黄土 200g、娃藻土 250g、玉石粉100g、麦板石150g、沸石9000g。将木炭、黄土、硅藻土、玉石粉和麦板石粉碎成300目的粉末，将沸石在500°C下多孔净化处理后粉碎成300目的沸石粉，然后将两次粉碎的粉末混合均匀，得到矿物粉备用O
[0044]制备玉米淀粉浆:在本实施例中，玉米淀粉浆中包括玉米淀粉20%、火碱0.4%、硼砂0.25%和水余量。经计算，称取11.6kg玉米淀粉、232g火碱和145g硼砂备用，水的用量为46kg。
[0045]将全部火碱溶于Ikg水中，制成火碱溶液。取22kg水放入反应罐中，加热至35°C。将5.8kg玉米淀粉缓缓投入反应罐中，边投边搅拌，搅拌均匀后，将火碱溶液均分三次加入反应罐中，每次均搅拌10分钟。然后将反应罐的温度升高至60°C，搅拌15分钟，制得熟浆。然后取23kg水投入另一反应罐中，加热至30°C。将剩余的玉米淀粉投入反应罐中，边投边搅拌。将硼砂磨成粉末，加入反应罐中搅拌10分钟。最后，将制得的熟浆加入反应罐中，边加边搅拌，全部加入后，继续搅拌15分钟，制备得到玉米淀粉浆。
[0046]将矿物粉与玉米淀粉浆混合均匀，制得瓦楞纸板矿物胶。
[0047]实施例3
[0048]在实施例3中，矿物粉末的质量占淀粉浆质量的23%，具体的制备方法如下:
[0049]制备矿物粉:称取木炭200g、黄土 250g、娃藻土 300g、玉石粉130g、麦板石200g、沸石9500g。将木炭、黄土、硅藻土、玉石粉和麦板石粉碎成400目的粉末，将沸石在500°C下多孔净化