阅读说明：本技术 一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法 (Method for improving flame retardant property of corrugated paper for packaging ) 是由 刘丹丹 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法,涉及包装材料技术领域,本发明方法处理过的瓦楞纸具有较高的边压强度和耐破强度和较小的吸水量,其力学性能、耐水性能和阻燃性能均相较于对照组得到显著提高,性能优异；利用正硅酸甲酯和四烷基氯化铵形成气凝胶将针状硅灰石、片状蒙脱土进行有机结合,得到的硅灰石-蒙脱土气凝胶具有坚固的三维网状结构,并且孔道丰富,不仅大大提高了目标材料的耐破性能和抗压性能,同时提高了后续改性剂在其孔道和表面的负载量,进一步增强阻燃效果。(The invention discloses a method for improving the flame retardant property of corrugated paper for packaging, which relates to the technical field of packaging materials, wherein the corrugated paper treated by the method has higher edge crush strength and bursting strength and smaller water absorption capacity, and the mechanical property, the water resistance and the flame retardant property of the corrugated paper are obviously improved and excellent compared with those of a control group; the aerogel formed by methyl orthosilicate and tetraalkylammonium chloride is organically combined with needle-shaped wollastonite and sheet-shaped montmorillonite, and the obtained wollastonite-montmorillonite aerogel has a firm three-dimensional network structure and rich pores, so that the bursting resistance and the compression resistance of a target material are greatly improved, the loading capacity of a subsequent modifier in the pores and the surface of the target material is improved, and the flame retardant effect is further enhanced.)

一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，尤其是一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法。

背景技术

瓦楞纸板是一种纸质复合板材，是具有粘-弹-塑性的非金属夹层材料，由波纹状瓦楞芯纸和内外面纸粘合而成，用于制造各种瓦楞纸箱，纸托盘，纸衬垫，纸护角，展示架，纸家具，纸玩具，轻质建材制品等，产品呈现多元化趋势，工业应用前景广阔。

在一些温度较高的环境中，纸制的瓦楞纸箱一般都是极易被火点燃的，当瓦楞纸板直接遭遇明火时，容易发生燃烧现象，直接的破坏了所包装的物品，给人们带来经济损失。

专利（申请号为2018102994217）公开了一种阻燃瓦楞纸，由阻燃层、瓦楞纸芯、填充层和阻燃层依次复合组成，然而其工艺繁琐、层与层之间结合不牢固，力学性能、防水性能较差，并且，其阻燃性能还有待进一步提高。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法，包括以下步骤：

（1）将以重量份计的10-15份硅灰石、12-14份蒙脱土放入球磨机中，在30-50rpm下球磨5-10min，然后将其与5-8倍体积的去离子水混合，在1200-1300rpm下搅拌分散成悬浮液后，降速至200-400rpm，并向其中加入20-25份正硅酸甲酯、5-10份四烷基氯化铵，继续搅拌10-20min后转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在155-165℃下反应12-14h，冷却，过滤，冷冻干燥，得到硅灰石-蒙脱土气凝胶；

（2）将步骤（1）所得20-30份硅灰石-蒙脱土气凝胶加入到50-60份改性剂中，在30-40℃、100-200rpm、0.2-0.3MPa下搅拌30-40min，然后加入10-15份柠檬酸三丁酯、0.5-1份二月桂酸二丁基锡，在70-80℃、500-800rpm下搅拌反应3-5h，得到阻燃处理液；

（3）将瓦楞纸利用乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液进行喷雾润湿，然后在15-20℃下干燥2-3h，接着将所得瓦楞纸浸入阻燃处理液中，利用超声处理浸渍12-15s，取出，然后转入45-50℃烘箱中，干燥55-65min即可。

进一步的，步骤（2）所述改性剂制备方法为：将15-20份木薯淀粉与30-50份冰乙酸、15-20份乙酸酐在76-78℃、400-500rpm下搅拌反应2-3h，然后降温至10-13℃，回收冰乙酸，将所得液体加入蒸馏水中析出沉淀，过滤后，将其再次加入到去离子水中，在90-92℃下搅拌糊化15-20min，加入10-15份氢氧化镁、5-8份磷酸胍，在30-40℃下搅拌10-20min即可。

进一步的，步骤（3）所述乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液质量分数为10-20%。

进一步的，步骤（3）所述超声处理条件为45-50KHz。

本发明的有益效果：本发明方法处理过的瓦楞纸具有较高的边压强度和耐破强度和较小的吸水量，其力学性能、耐水性能和阻燃性能均相较于对照组得到显著提高，性能优异。利用正硅酸甲酯和四烷基氯化铵形成气凝胶将针状硅灰石、片状蒙脱土进行有机结合，得到的硅灰石-蒙脱土气凝胶具有坚固的三维网状结构，并且孔道丰富，不仅大大提高了目标材料的耐破性能和抗压性能，同时提高了后续改性剂在其孔道和表面的负载量，进一步增强阻燃效果；对木薯淀粉进行乙酰化后，淀粉分子结构改变，改善其亲水性能，加入氢氧化镁和磷酸胍形成改性剂，协同增效，阻燃效果提升，同时其表面包裹乙酰化木薯淀粉，降低其吸水性能，同时，表面的乙酰化木薯淀粉与后续加入柠檬酸三丁酯发生交联反应，成膜致密，防水性能进一步提升；在瓦楞纸浸渍阻燃处理液前，利用乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液对其进行喷雾处理，可以提升瓦楞纸与阻燃处理液的界面结合力，防止其脱落，并增大其涂布附着量，进一步提升阻燃性能。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法，包括以下步骤：

（1）将以重量份计的10份硅灰石、12份蒙脱土放入球磨机中，在30rpm下球磨5min，然后将其与5倍体积的去离子水混合，在1200rpm下搅拌分散成悬浮液后，降速至200rpm，并向其中加入20份正硅酸甲酯、5份四烷基氯化铵，继续搅拌10min后转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在155℃下反应12h，冷却，过滤，冷冻干燥，得到硅灰石-蒙脱土气凝胶；

（2）将步骤（1）所得20份硅灰石-蒙脱土气凝胶加入到50份改性剂中，在30℃、100rpm、0.2MPa下搅拌30min，然后加入10份柠檬酸三丁酯、0.5份二月桂酸二丁基锡，在70℃、500rpm下搅拌反应3h，得到阻燃处理液；

（3）将瓦楞纸利用乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液进行喷雾润湿，然后在15℃下干燥2h，接着将所得瓦楞纸浸入阻燃处理液中，利用超声处理浸渍12s，取出，然后转入45℃烘箱中，干燥55min即可。

进一步的，步骤（2）所述改性剂制备方法为：将15份木薯淀粉与30份冰乙酸、15份乙酸酐在76℃、400rpm下搅拌反应2h，然后降温至10℃，回收冰乙酸，将所得液体加入蒸馏水中析出沉淀，过滤后，将其再次加入到去离子水中，在90℃下搅拌糊化15min，加入10份氢氧化镁、5份磷酸胍，在30℃下搅拌10min即可。

进一步的，步骤（3）所述乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液质量分数为10%。

进一步的，步骤（3）所述超声处理条件为45KHz。

实施例2

一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法，包括以下步骤：

（1）将以重量份计的12份硅灰石、13份蒙脱土放入球磨机中，在40rpm下球磨8min，然后将其与7倍体积的去离子水混合，在1250rpm下搅拌分散成悬浮液后，降速至300rpm，并向其中加入23份正硅酸甲酯、8份四烷基氯化铵，继续搅拌15min后转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在160℃下反应13h，冷却，过滤，冷冻干燥，得到硅灰石-蒙脱土气凝胶；

（2）将步骤（1）所得25份硅灰石-蒙脱土气凝胶加入到55份改性剂中，在35℃、150rpm、0.25MPa下搅拌35min，然后加入12份柠檬酸三丁酯、0.8份二月桂酸二丁基锡，在75℃、600rpm下搅拌反应4h，得到阻燃处理液；

（3）将瓦楞纸利用乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液进行喷雾润湿，然后在18℃下干燥3h，接着将所得瓦楞纸浸入阻燃处理液中，利用超声处理浸渍14s，取出，然后转入48℃烘箱中，干燥60min即可。

进一步的，步骤（2）所述改性剂制备方法为：将18份木薯淀粉与40份冰乙酸、18份乙酸酐在77℃、450rpm下搅拌反应3h，然后降温至11℃，回收冰乙酸，将所得液体加入蒸馏水中析出沉淀，过滤后，将其再次加入到去离子水中，在91℃下搅拌糊化18min，加入13份氢氧化镁、6份磷酸胍，在35℃下搅拌15min即可。

进一步的，步骤（3）所述乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液质量分数为15%。

进一步的，步骤（3）所述超声处理条件为47KHz。

实施例3

一种提高包装用瓦楞纸阻燃性能的方法，包括以下步骤：

（1）将以重量份计的15份硅灰石、14份蒙脱土放入球磨机中，在50rpm下球磨10min，然后将其与8倍体积的去离子水混合，在1300rpm下搅拌分散成悬浮液后，降速至400rpm，并向其中加入25份正硅酸甲酯、10份四烷基氯化铵，继续搅拌20min后转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在165℃下反应14h，冷却，过滤，冷冻干燥，得到硅灰石-蒙脱土气凝胶；

（2）将步骤（1）所得30份硅灰石-蒙脱土气凝胶加入到60份改性剂中，在40℃、200rpm、0.3MPa下搅拌40min，然后加入15份柠檬酸三丁酯、1份二月桂酸二丁基锡，在80℃、800rpm下搅拌反应5h，得到阻燃处理液；

（3）将瓦楞纸利用乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液进行喷雾润湿，然后在20℃下干燥3h，接着将所得瓦楞纸浸入阻燃处理液中，利用超声处理浸渍15s，取出，然后转入50℃烘箱中，干燥65min即可。

进一步的，步骤（2）所述改性剂制备方法为：将20份木薯淀粉与50份冰乙酸、20份乙酸酐在78℃、500rpm下搅拌反应3h，然后降温至13℃，回收冰乙酸，将所得液体加入蒸馏水中析出沉淀，过滤后，将其再次加入到去离子水中，在92℃下搅拌糊化20min，加入15份氢氧化镁、8份磷酸胍，在40℃下搅拌20min即可。

进一步的，步骤（3）所述乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液质量分数为20%。

进一步的，步骤（3）所述超声处理条件为50KHz。

对照组：未处理瓦楞纸。

性能测试：

（本实验所用瓦楞纸为B 楞，购自特耐王有限公司，定量为 544.72 g/m ²）

瓦楞纸板的物理力学性能测定：边压强度测定按照 GB/T2679.17—1997 《瓦楞纸板边压强度的测定（边缘补强法）》中的规定执行；耐破度测定按照 GB/T 6545—1998《瓦楞纸板耐破强度的测定法》中的规定执行；吸水性测定按照GB/T 1540—2002《纸和纸板吸水性的测定可勃法》。

测试结果如表1所示：

表1

由表1可以看出，本发明方法处理过的瓦楞纸具有较高的边压强度和耐破强度和较小的吸水量，其力学性能和耐水性能较好。

燃烧性能测定按照 GB/T 14656—2009《阻燃纸和纸板燃烧性能试验方法》中的规定执行（CZF-3 型水平垂直燃烧测定仪，南京江宁分析仪器有限公司），测定结果如表2所示：

表2

由表2可以看出，本发明方法处理过的瓦楞纸阻燃性能较为优异。