一种高强度瓦楞纸板用复合材料及其制备方法与流程

文档序号:32337561发布日期:2022-11-26 08:34阅读:73来源:国知局

1.本发明涉及瓦楞纸板材料技术领域,尤其涉及一种高强度瓦楞纸板用复合材料及其制备方法。


背景技术:

2.瓦愣纸材料是一种无毒、无污染、易回收、可重用、易降解、绿色环保材料,在产品包装、模型制作和建筑等方面已发展成熟。瓦楞纸板以低克重、低成本、高强度、优良的缓冲性能和环境友好等特性成为一种使用非常普遍的纸包装材料,其占纸包装制品的75%左右。近些年来电商行业发展迅速,这使得瓦楞纸板的需求量也不断增加。瓦楞纸板经过模切、压痕、钉箱或粘箱制成瓦楞纸箱,随着产品运输的种类越来越多,对于纸箱包装产品的要求也越来越高,由于其多在长途运输中应用,瓦楞纸箱包装产品在运输或者堆码过程中,都要承受各种来自外界的静压和动压的影响,存在着稳定性较差,易发生垮塌的现象,瓦楞纸箱的抗压强度是否能达到有效保护产品的要求,是衡量瓦楞纸箱安全性和可靠性的重要参数之一。
3.瓦楞纸板是一个多层的黏合体,它最少由一层波浪形芯纸夹层(俗称“坑张”、“瓦楞纸”、“瓦楞芯纸”、“瓦楞纸芯”、“瓦楞原纸”)及一层纸板(又称“箱板纸”、“箱纸板”)构成,具有较高的机械强度,能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌,现有技术中为了增加其强度也仅仅是增加层数,这样的瓦楞纸板虽然满足了现在众多商品包装运输的需求,而且也会由于其自身的限制而达不到要求,传统的瓦楞纸强度低,抗冲击差,易撕裂,易戳穿,遇水更易破损,尤其在运输含水较大或者由于物品低温容易产生冷凝水时,不能满足需求。由于其常作为运输包装,需要具备防水、防火、保鲜、阻燃等功能,但普通的瓦楞纸质箱具并不具备上述功能,因此必须对瓦楞纸箱进行特殊加工,进一步提升瓦楞纸箱的使用范围,以此适应当代的产品包装运输需求。
4.cn113352720a公开了一种高强度复合单瓦楞纸板及其制备方法,所述高强度复合单瓦楞纸板包括复合单瓦楞纸芯以及与复合单瓦楞纸芯上下表面粘合固定的面纸和里纸,包括如下步骤:瓦楞纸芯制备、复合单瓦楞纸芯制备、面纸和里纸的预加热、瓦楞纸板复合以及防水涂层涂覆,在上述步骤中所用的胶黏剂为改性蛋白-淀粉复合胶黏剂,所述胶黏剂包括如下重量份的原料:脱脂大豆粉或脱脂棉籽粉40-60份、改性淀粉8-15份、水180-400份、改性剂1-4份、交联剂4-20份和防霉剂0.2-0.5份。该制备方法简单高效、环保无毒且成本低廉,适合大规模生产,所制得的瓦楞纸板抗压强度和粘合强度高、结构稳定且不易跑楞。但是该发明的高强度复合单瓦楞纸板在高温环境下存在容易燃烧的缺陷。


技术实现要素:

5.有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种同时具有防水、阻燃性能的高强度的瓦楞纸板用复合材料。
6.为实现上述目的,本发明提供了一种高强度的瓦楞纸板用复合材料,通过用特殊
的胶粘剂进行粘合,赋予其阻燃性的同时同时增强其与瓦楞纸板的粘接性,该粘合剂能在瓦楞原纸的纸纤维间形成网状胶层结构,并且成膜后水很难进入,使得瓦楞纸板的强度不容易受到潮湿环境的影响;另外该粘合剂渗透进入了纸纤维中,增强了纸纤维之间的结合强度,提高了瓦楞纸板的耐破强度和边压强度。
7.为了实现上述发明目的,本发明采用了如下的技术方案:
8.一种高强度瓦楞纸板用复合材料的制备方法,包括如下步骤:
9.s1将瓦楞原纸进行预热,预热温度为105-110℃;
10.s2将步骤s1的预热后的瓦楞原纸通过加热至200-220℃得到瓦楞辊,使得瓦楞芯纸起楞以形成瓦楞纸;
11.s3将里纸和面纸进行预加热处理,预加热温度为103-110℃;
12.s4将胶粘剂分别均匀涂覆于面纸和里纸靠近瓦楞纸的一侧;
13.s5将瓦楞纸粘接于里纸涂覆有胶粘剂的一侧,再将面纸涂覆有胶粘剂的一侧粘接于瓦楞纸上,然后进行热压合,热压温度为150-160℃,然后冷却;
14.s6将步骤s5冷却后的瓦楞纸上表面和下表面均匀涂覆一层防水涂层,并通过蒸汽烘干机干燥后进行纵切压痕和横切,然后通过输送机运送至堆码机,对瓦楞纸板进行上下震动清除碎屑,在瓦楞纸板下降的同时将其整理整齐后即得所述高强度瓦楞纸板用复合材料。
15.优选的,所述胶粘剂包括如下重量份的组分:50-80份绿豆淀粉、2-3份酚醛树脂、5-10份阻燃剂、0.1-0.5份甲基丙烯酸羟丙酯、0.2-0.5份防腐剂、300-350份水。
16.优选的,所述绿豆淀粉为改性绿豆淀粉,其制备方法如下:
17.将100-200g麦麸磨碎过20-40目筛后与500-600g水混合后搅拌10min得到悬浮液,加入24-32gα-淀粉酶,酶解时间为6-8h;酶解完毕后加热至90-110℃,灭酶5-10min;然后加入200-300ml 0.2-0.5mol/l氢氧化钠水溶液,在室温下搅拌3-5h后在6000-8000rpm条件下离心20-30min;用1-2mol/l盐酸调节体系的ph值为3-5,然后在6000-8000rpm转速下离心20-30min;收集上清液,加入100-200ml 60-80wt%乙醇水溶液沉淀上清液,搅拌10-20min后过滤,收集沉淀物,并在-20~-10℃下冷冻干燥20-24h得到麦麸酶解物;
18.将3-5g绿豆淀粉加入到20-30g 10-20wt%麦麸酶解物水溶液中,在40-60℃下搅拌10-20min后升温至90-100℃,继续搅拌10-20min,冷却至40-60℃,搅拌10-20min后,在6000-8000rpm转速下离心20-30min后收集沉淀物,并在-20~-10℃下冷冻干燥20-24h得到改性绿豆淀粉。
19.绿豆淀粉,是由绿豆用水浸涨磨碎后,沉淀而成的粉末。绿豆淀粉特点是:粘性足,色洁白而有光泽,其结构中支链淀粉的存在,导致糊化的产生以及直链淀粉呈现的胶凝作用,这样绿豆淀粉就具备了成为良好胶粘剂的条件,但由于其黏度较大导致其流动性和渗透性能非常差,如果直接作为胶粘剂进行使用,达不到很好的粘接效果;发明通过用麦麸酶解物对绿豆淀粉进行改性,麦麸酶解物和绿豆淀粉之间的氢键相互作用可以提高混合浆料的凝胶强度同时可以提高绿豆淀粉凝胶的持水性,有利于提高胶粘剂的粘接强度。
20.优选的,所述阻燃剂的制备方法如下:
21.1)将膨润土球磨成粉后煅烧得到活化膨润土;
22.2)将活化膨润土碱化得到微孔膨润土;
23.3)大豆蛋白与微孔膨润土反应得到大豆蛋白-微孔膨润土复合物;
24.4)大豆蛋白-微孔膨润土复合物、海藻酸钠、三聚氰胺氰尿酸盐反应得到所述阻燃剂。
25.进一步优选的,所述阻燃剂的制备方法如下:
26.1)将膨润土置于球磨罐中,在200-300rpm下球磨3-4h并过50-80目筛;然后置于马弗炉中在200-250℃下预热20-30min后升温至900-1000℃,煅烧1-2h后,冷却至室温得到活化膨润土;
27.2)将活化膨润土与5-10wt%氢氧化钠水溶液混合后静置2-3h;加热至75-85℃,搅拌反应3-5h;冷却,过滤,收集滤渣;滤渣用水洗涤至滤液的ph值为中性后在80-100℃条件下干燥8-10h,得到微孔膨润土;
28.3)按质量比为1:5-10将大豆蛋白溶于水中,室温下搅拌5-10min得到大豆蛋白水溶液;按质量比为1:10-15将微孔膨润土分散于水中得到微孔膨润土分散液;将大豆蛋白水溶液加入到微孔膨润土分散液中,在2000-3000rpm转速下搅拌10-12h;过滤,收集滤渣,将滤渣在80-100℃下干燥6-8h得到大豆蛋白-微孔膨润土复合物;
29.4)将50-80g大豆蛋白-微孔膨润土复合物、6-12g海藻酸钠、5-10g三聚氰胺氰尿酸盐分散于150-200g水中后加入至球磨机中,转子转速为2000-4000rpm,于室温下球磨2-3h,在3000-4000rpm转速下离心30-60min,收集沉淀物,然后将沉淀物置于60-80℃下干燥6-8h得到所述阻燃剂。
30.发明人通过煅烧对膨润土进行活化,并制得了微孔膨润土;然后通过在膨润土上接枝大豆蛋白,使得膨润土能更好的分散于基体材料中,并且在材料燃烧时,能很好的发挥其阻燃性能;三聚氰胺氰尿酸盐作为气源,促进阻燃剂形成泡沫层,释放出大量不燃性气体,稀释环境中的氧气;海藻酸钠可以和燃烧产生的水形成具有粘度的水溶液,可以隔离燃烧物并抑制进一步燃烧,三者的协同提高了阻燃剂的阻燃效果。
31.优选的,所述防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠中的一种。
32.优选的,所述胶粘剂的制备方法如下:
33.s1将绿豆淀粉加入水中,搅拌得到绿豆淀粉乳液;
34.s2往绿豆淀粉乳液中加入氢氧化钠水溶液,混匀后加入高锰酸钾,反应得到预混料;
35.s3向预混料中加入酚醛树脂、阻燃剂、甲基丙烯酸羟丙酯、防腐剂,搅拌后得到所述胶粘剂。
36.进一步优选的,所述绿豆淀粉、水、氢氧化钠水溶液、高锰酸钾的用量比为1g:100-200g:5-10ml:0.5-1g。
37.进一步优选的,所述氢氧化钠水溶液的浓度为5-10wt%。
38.在瓦楞纸板生产过程中,通常是通过胶粘剂将多层瓦楞纸板进行粘合,并得到瓦楞纸板。胶粘剂主要由水、淀粉、氢氧化钠、硼砂混料而成,但是这种胶粘剂的粘度以及粘稠较高,容易导致在实际使用过程中难以对瓦楞制成进行上胶,并且在后续瓦楞纸板容易出现脱胶的情况,而且还存在抗水性差及阻燃性差等缺点;发明人采用本发明所制备的粘合剂对瓦楞纸进行粘合时,该粘合剂能在瓦楞原纸的纸纤维间形成网状胶层结构,并且成膜后水很难进入,使得瓦楞纸板的强度不容易受到潮湿环境的影响;通过在其中加入由大豆
蛋白-微孔膨润土复合物、大豆蛋白-微孔膨润土复合物能促进阻燃剂膨润土在基体材料中的分散,并且能与瓦楞原纸中的纤维素进行交联,有效提高阻燃剂的流失,提高其阻燃性,并且微孔膨润土的吸附能力有利于提升绿豆淀粉、酚醛树脂、甲基丙烯酸酯等组分的结合强度,进一步提升胶粘剂的内聚力,有利于提升胶粘剂的粘接强度以及持粘力。
39.与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
40.本发明通过用麦麸酶解物对绿豆淀粉进行改性,麦麸酶解物和绿豆淀粉之间的氢键相互作用可以提高混合浆料的凝胶强度同时可以提高绿豆淀粉凝胶的持水性,有利于提高胶粘剂的粘接强度;本发明通过添加特殊的胶粘剂,在赋予瓦楞纸板复合材料阻燃性能的同时增强其与瓦楞纸板的粘接性,该粘合剂能在瓦楞原纸的纸纤维间形成网状胶层结构,并且成膜后水很难进入,使得瓦楞纸板的强度不容易受到潮湿环境的影响;另外该粘合剂渗透进入了纸纤维中,增强了纸纤维之间的结合强度,提高了瓦楞纸板的耐破强度和边压强度。
具体实施方式
41.为免赘述,以下实施例中用到的物品若无特别说明则均市售产品,用到的方法若无特别说明则均为常规方法。
42.本发明所用部分原料来源如下:
43.绿豆淀粉,品牌甘汁园,南京甘汁园糖业有限公司。
44.酚醛树脂,含量为99.5%,粘度为5000mpa
·
s,无锡久耐防腐材料有限公司。
45.麦麸,硬度为8,光泽度为86,灵寿县奥联矿产品有限公司。
46.α-淀粉酶,酶活力为10万u/g,河北九星化工产品有限公司。
47.大豆蛋白,粒度为100-150目,蛋白质含量≥55%,水分含量≤7%,脂肪含量≤1%,灰分含量≤4%,纤维总量≤4%,山东冠特生物工程有限公司。
48.膨润土,200目,有效成分含量为89%,膨胀系数为6,表观粘度为25mpa
·
s,建平佳鑫矿业有限责任公司。
49.海藻酸钠,含量为99%,酸值≥230,干燥失重≤15%,济南嘉阳化工有限公司。
50.三聚氰胺氰尿酸盐,含量为99%,密度为1.7g/cm3,熔点为350℃,上海启仁化工有限公司。
51.甲基丙烯酸羟丙酯,含量为99%,密度为1.066g/cm3,山东锐力环保科技有限公司。
52.防水涂料,为丙烯酸聚合物乳液防水涂料ⅱ型,固含量为60%,表干时间为4h,南昌红盾防水材料有限公司。
53.实施例1
54.一种高强度瓦楞纸板用复合材料的制备方法,包括如下步骤:
55.s1将瓦楞原纸进行预热,预热温度为108℃,预热时间为8min;
56.s2将步骤s1的预热后的瓦楞原纸通过加热至210℃得到瓦楞辊,使得瓦楞芯纸起楞以形成瓦楞纸;
57.s3将里纸和面纸进行预加热处理,预加热温度为105℃,预加热时间为8min;
58.s4按涂覆量15g/m2将胶粘剂分别均匀涂覆于面纸和里纸靠近瓦楞纸的一侧;
59.s5将瓦楞纸粘接于里纸涂覆有胶粘剂的一侧,再将面纸涂覆有胶粘剂的一侧粘接于瓦楞纸上,然后进行热压合,热压温度为155℃,然后冷却至室温;
60.s6将步骤s5冷却后的瓦楞纸上表面和下表面均匀涂覆一层丙烯酸聚合物乳液防水涂料,并通过蒸汽烘干机干燥后进行纵切压痕和横切,然后通过输送机运送至堆码机,对瓦楞纸板进行上下震动清除碎屑,在瓦楞纸板下降的同时将其整理整齐后即得所述高强度瓦楞纸板用复合材料。
61.所述胶粘剂的制备方法如下:
62.s1将50g绿豆淀粉加入5000g水中,在400rpm转速下搅拌20min得到绿豆淀粉乳液;
63.s2往绿豆淀粉乳液中加入300ml 10wt%氢氧化钠水溶液,在400rpm转速下搅拌30min后加入25g高锰酸钾,反应1h得到预混料;
64.s3向预混料中加入2g酚醛树脂、8g阻燃剂、0.3g甲基丙烯酸羟丙酯、0.2g苯甲酸钠,在800rpm转速下搅拌50min得到所述胶粘剂。
65.所述绿豆淀粉为改性绿豆淀粉,其制备方法如下:
66.将100g麦麸磨碎过40目筛后与500g水混合后搅拌10min得到悬浮液,加入25gα-淀粉酶,酶解时间为6h;酶解完毕后加热至90℃,灭酶10min;然后加入200ml 0.2mol/l氢氧化钠水溶液,在室温下搅拌4h后在7000rpm转速下离心20min;用1mol/l盐酸调节体系的ph值为4,然后在7000rpm条件下离心20min;收集上清液,加入100ml 70wt%乙醇水溶液沉淀上清液,搅拌15min后过滤,收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到麦麸酶解物;
67.将4g绿豆淀粉加入到25g 15wt%麦麸酶解物水溶液中,在50℃下搅拌10min后升温至90℃,继续搅拌10min,冷却至50℃,搅拌10min后,在7000rpm转速下离心20min后收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到改性绿豆淀粉。
68.所述阻燃剂的制备方法如下:
69.1)将100g膨润土置于球磨罐中,在200rpm下球磨3h并过50目筛;然后置于马弗炉中在220℃下预热20min后升温至950℃,煅烧2h后,冷却至室温得到活化膨润土;
70.2)取80g活化膨润土与800ml 10wt%氢氧化钠水溶液混合后静置2h;加热至80℃,搅拌反应4h;冷却,过滤,收集滤渣;滤渣用水洗涤至滤液的ph值为中性后在90℃条件下干燥10h,得到微孔膨润土;
71.3)将30g大豆蛋白溶于180g水中,室温下搅拌10min得到大豆蛋白水溶液;将50g微孔膨润土分散于300g水中得到微孔膨润土分散液;将大豆蛋白水溶液加入到微孔膨润土分散液中,在2500rpm转速下搅拌10h;过滤,收集滤渣,将滤渣在80℃下干燥8h得到大豆蛋白-微孔膨润土复合物;
72.4)将50g大豆蛋白-微孔膨润土复合物、6g海藻酸钠、5g三聚氰胺氰尿酸盐分散于180g水中后加入至球磨机中,转子转速为3000rpm,于室温下球磨3h,在3000rpm转速下离心30min,收集沉淀物,然后将沉淀物置于60℃下干燥7h得到所述阻燃剂。
73.对比例1
74.一种高强度瓦楞纸板用复合材料的制备方法,包括如下步骤:
75.s1将瓦楞原纸进行预热,预热温度为108℃,预热时间为8min;
76.s2将步骤s1的预热后的瓦楞原纸通过加热至210℃得到瓦楞辊,使得瓦楞芯纸起楞以形成瓦楞纸;
77.s3将里纸和面纸进行预加热处理,预加热温度为105℃,预加热时间为8min;
78.s4按涂覆量15g/m2将胶粘剂分别均匀涂覆于面纸和里纸靠近瓦楞纸的一侧;
79.s5将瓦楞纸粘接于里纸涂覆有胶粘剂的一侧,再将面纸涂覆有胶粘剂的一侧粘接于瓦楞纸上,然后进行热压合,热压温度为155℃,然后冷却至室温;
80.s6将步骤s5冷却后的瓦楞纸上表面和下表面均匀涂覆一层丙烯酸聚合物乳液防水涂料,并通过蒸汽烘干机干燥后进行纵切压痕和横切,然后通过输送机运送至堆码机,对瓦楞纸板进行上下震动清除碎屑,在瓦楞纸板下降的同时将其整理整齐后即得所述高强度瓦楞纸板用复合材料。
81.所述胶粘剂的制备方法如下:
82.s1将50g绿豆淀粉加入5000g水中,在400rpm转速下搅拌20min得到绿豆淀粉乳液;
83.s2往绿豆淀粉乳液中加入300ml 10wt%氢氧化钠水溶液,在400rpm转速下搅拌30min后加入25g高锰酸钾,反应1h得到预混料;
84.s3向预混料中加入2g酚醛树脂、8g阻燃剂、0.3g甲基丙烯酸羟丙酯、0.2g苯甲酸钠,在800rpm转速下搅拌50min得到所述胶粘剂。
85.所述绿豆淀粉为改性绿豆淀粉,其制备方法如下:
86.将100g麦麸磨碎过40目筛后与500g水混合后搅拌10min得到悬浮液,加入25gα-淀粉酶,酶解时间为6h;酶解完毕后加热至90℃,灭酶10min;然后加入200ml 0.2mol/l氢氧化钠水溶液,在室温下搅拌4h后在7000rpm转速下离心20min;用1mol/l盐酸调节体系的ph值为4,然后在7000rpm条件下离心20min;收集上清液,加入100ml70wt%乙醇水溶液沉淀上清液,搅拌15min后过滤,收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到麦麸酶解物;
87.将4g绿豆淀粉加入到25g 15wt%麦麸酶解物水溶液中,在50℃下搅拌10min后升温至90℃,继续搅拌10min,冷却至50℃,搅拌10min后,在7000rpm转速下离心20min后收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到改性绿豆淀粉。
88.所述阻燃剂的制备方法如下:
89.1)将100g膨润土置于球磨罐中,在200rpm下球磨3h并过50目筛;然后置于马弗炉中在220℃下预热20min后升温至950℃,煅烧2h后,冷却至室温得到活化膨润土;
90.2)取80g活化膨润土与800ml 10wt%氢氧化钠水溶液混合后静置2h;加热至80℃,搅拌反应4h;冷却,过滤,收集滤渣;滤渣用水洗涤至滤液的ph值为中性后在90℃条件下干燥10h,得到微孔膨润土;
91.3)将50g微孔膨润土、6g海藻酸钠、5g三聚氰胺氰尿酸盐分散于180g水中后加入至球磨机中,转子转速为3000rpm,于室温下球磨3h,在3000rpm转速下离心30min,收集沉淀物,然后将沉淀物置于60℃下干燥7h得到所述阻燃剂。
92.对比例2
93.一种高强度瓦楞纸板用复合材料的制备方法,包括如下步骤:
94.s1将瓦楞原纸进行预热,预热温度为108℃,预热时间为8min;
95.s2将步骤s1的预热后的瓦楞原纸通过加热至210℃得到瓦楞辊,使得瓦楞芯纸起楞以形成瓦楞纸;
96.s3将里纸和面纸进行预加热处理,预加热温度为105℃,预加热时间为8min;
97.s4按涂覆量15g/m2将胶粘剂分别均匀涂覆于面纸和里纸靠近瓦楞纸的一侧;
98.s5将瓦楞纸粘接于里纸涂覆有胶粘剂的一侧,再将面纸涂覆有胶粘剂的一侧粘接于瓦楞纸上,然后进行热压合,热压温度为155℃,然后冷却至室温;
99.s6将步骤s5冷却后的瓦楞纸上表面和下表面均匀涂覆一层丙烯酸聚合物乳液防水涂料,并通过蒸汽烘干机干燥后进行纵切压痕和横切,然后通过输送机运送至堆码机,对瓦楞纸板进行上下震动清除碎屑,在瓦楞纸板下降的同时将其整理整齐后即得所述高强度瓦楞纸板用复合材料。
100.所述胶粘剂的制备方法如下:
101.s1将50g绿豆淀粉加入5000g水中,在400rpm转速下搅拌20min得到绿豆淀粉乳液;
102.s2往绿豆淀粉乳液中加入300ml 10wt%氢氧化钠水溶液,在400rpm转速下搅拌30min后加入25g高锰酸钾,反应1h得到预混料;
103.s3向预混料中加入2g酚醛树脂、8g阻燃剂、0.3g甲基丙烯酸羟丙酯、0.2g苯甲酸钠,在800rpm转速下搅拌50min得到所述胶粘剂。
104.所述绿豆淀粉为改性绿豆淀粉,其制备方法如下:
105.将100g麦麸磨碎过40目筛后与500g水混合后搅拌10min得到悬浮液,加入25gα-淀粉酶,酶解时间为6h;酶解完毕后加热至90℃,灭酶10min;然后加入200ml 0.2mol/l氢氧化钠水溶液,在室温下搅拌4h后在7000rpm转速下离心20min;用1mol/l盐酸调节体系的ph值为4,然后在7000rpm条件下离心20min;收集上清液,加入100ml 70wt%乙醇水溶液沉淀上清液,搅拌15min后过滤,收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到麦麸酶解物;
106.将4g绿豆淀粉加入到25g 15wt%麦麸酶解物水溶液中,在50℃下搅拌10min后升温至90℃,继续搅拌10min,冷却至50℃,搅拌10min后,在7000rpm转速下离心20min后收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到改性绿豆淀粉。
107.所述阻燃剂的制备方法如下:
108.1)将100g膨润土置于球磨罐中,在200rpm下球磨3h并过50目筛;然后置于马弗炉中在220℃下预热20min后升温至950℃,煅烧2h后,冷却至室温得到活化膨润土;
109.2)将50g活化膨润土、6g海藻酸钠、5g三聚氰胺氰尿酸盐分散于180g水中后加入至球磨机中,转子转速为3000rpm,于室温下球磨3h,在3000rpm转速下离心30min,收集沉淀物,然后将沉淀物置于60℃下干燥7h得到所述阻燃剂。
110.对比例3
111.一种高强度瓦楞纸板用复合材料的制备方法,包括如下步骤:
112.s1将瓦楞原纸进行预热,预热温度为108℃,预热时间为8min;
113.s2将步骤s1的预热后的瓦楞原纸通过加热至210℃得到瓦楞辊,使得瓦楞芯纸起楞以形成瓦楞纸;
114.s3将里纸和面纸进行预加热处理,预加热温度为105℃,预加热时间为8min;
115.s4按涂覆量15g/m2将胶粘剂分别均匀涂覆于面纸和里纸靠近瓦楞纸的一侧;
116.s5将瓦楞纸粘接于里纸涂覆有胶粘剂的一侧,再将面纸涂覆有胶粘剂的一侧粘接于瓦楞纸上,然后进行热压合,热压温度为155℃,然后冷却至室温;
117.s6将步骤s5冷却后的瓦楞纸上表面和下表面均匀涂覆一层丙烯酸聚合物乳液防水涂料,并通过蒸汽烘干机干燥后进行纵切压痕和横切,然后通过输送机运送至堆码机,对瓦楞纸板进行上下震动清除碎屑,在瓦楞纸板下降的同时将其整理整齐后即得所述高强度
瓦楞纸板用复合材料。
118.所述胶粘剂的制备方法如下:
119.s1将50g绿豆淀粉加入5000g水中,在400rpm转速下搅拌20min得到绿豆淀粉乳液;
120.s2往绿豆淀粉乳液中加入300ml 10wt%氢氧化钠水溶液,在400rpm转速下搅拌30min后加入25g高锰酸钾,反应1h得到预混料;
121.s3向预混料中加入2g酚醛树脂、8g阻燃剂、0.3g甲基丙烯酸羟丙酯、0.2g苯甲酸钠,在800rpm转速下搅拌50min得到所述胶粘剂。
122.所述绿豆淀粉为改性绿豆淀粉,其制备方法如下:
123.将100g麦麸磨碎过40目筛后与500g水混合后搅拌10min得到悬浮液,加入25gα-淀粉酶,酶解时间为6h;酶解完毕后加热至90℃,灭酶10min;然后加入200ml 0.2mol/l氢氧化钠水溶液,在室温下搅拌4h后在7000rpm转速下离心20min;用1mol/l盐酸调节体系的ph值为4,然后在7000rpm条件下离心20min;收集上清液,加入100ml 70wt%乙醇水溶液沉淀上清液,搅拌15min后过滤,收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到麦麸酶解物;
124.将4g绿豆淀粉加入到25g 15wt%麦麸酶解物水溶液中,在50℃下搅拌10min后升温至90℃,继续搅拌10min,冷却至50℃,搅拌10min后,在7000rpm转速下离心20min后收集沉淀物,并在-20℃下冷冻干燥24h得到改性绿豆淀粉。
125.所述阻燃剂的制备方法如下:
126.1)将100g膨润土置于球磨罐中,在200rpm下球磨3h并过50目筛得到膨润土粉末;
127.2)将50g膨润土粉末、6g海藻酸钠、5g三聚氰胺氰尿酸盐分散于180g水中后加入至球磨机中,转子转速为3000rpm,于室温下球磨3h,在3000rpm转速下离心30min,收集沉淀物,然后将沉淀物置于60℃下干燥7h得到所述阻燃剂。
128.测试例1
129.胶粘剂的粘接强度测试:在恒温恒湿条件下,取规格为16cm
×
1.5cm的两张纸条,将胶粘剂涂于其中一张纸条上,再将两张纸条粘合,粘接的长度固定为10cm,粘接好的纸条自然干燥2h后用纸力拉力机测定粘接强度,测试结果如表1所示:
130.表1胶粘剂的粘接强度测试结果
[0131] 粘接强度(n)实施例165对比例160对比例257对比例354
[0132]
从表1的实验结果可以看出,实施例1制得的瓦楞纸板用复合材料具有最好的粘性,而实施例1与其它对比例的区别在于添加了所制备的胶粘剂中添加了大豆蛋白-微孔膨润土复合物,可能的原因是大豆蛋白-微孔膨润土复合物能促进阻燃剂膨润土在胶粘剂中的分散,并且能与瓦楞原纸中的纤维素进行交联,并且微孔膨润土的吸附能力有利于提升绿豆淀粉、酚醛树脂、甲基丙烯酸酯等组分的结合强度,进一步提升胶粘剂的内聚力,有利于提升胶粘剂的粘接强度。
[0133]
测试例2
[0134]
瓦楞纸板用复合材料强度测试:对实施例1和对比例1-3中制得的瓦楞纸板复合材
料进行耐破强度、边压强度的测试,其中,耐破强度和边压强度分别按照gb/t6545-1998《瓦楞纸板耐破强度的测定法》和gb/t6546-2021《瓦楞纸板边压强度的测定》标准进行测试,瓦楞纸板复合材料的测试结果如下表2所示。
[0135]
表2瓦楞纸板用复合材料强度测试结果
[0136] 耐破强度(kpa)边压强度(kn/m)实施例126838.2对比例125217.5对比例223026.8对比例320086.1
[0137]
从表2的实验结果可以看出,实施例1制得的瓦楞纸板用复合材料具有最高的强度,可能的原因是实施例1制得胶粘剂能很好的对面纸、里纸及瓦楞纸进行粘接,该粘合剂能在瓦楞原纸的纸纤维间形成网状胶层结构,并未成膜后水很难进入,使得瓦楞纸板的强度不容易受到潮湿环境的影响;通过在其中加入由大豆蛋白-微孔膨润土复合物,复合物能促进阻燃剂膨润土在基体材料中的分散,在增强粘接剂强度的同时能与瓦楞原纸中的纤维素进行交联,复杂交联结构能提升复合材料的力学性能,并且微孔膨润土的吸附能力提升了绿豆淀粉、酚醛树脂、甲基丙烯酸酯等组分的结合强度,提高了胶粘剂的粘接强度以及持粘力,粘接性良好的瓦楞纸板由于渗透进入了胶粘剂,该胶粘剂增强了纸纤维之间的结合强度,从而提高了瓦楞纸板的耐破强度和边压强度。
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