具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒
阅读说明：本技术 具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒 (Environment-friendly paper file box with mould-proof and insect-proof functions ) 是由 赵惠宇 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒,属于文具用品技术领域。且档案盒包括盒体,盒体的两侧面均设有通风孔；盒体由防霉防虫纸板制成。所述防霉防虫纸板是通过向纸浆中添加超支化季鏻盐和复配精油而制成的,利用了超支化季鏻盐的抗菌性能和复配精油的驱虫作用；所述超支化季鏻盐不但自身具有良好的水溶性,而且超支化季鏻盐的分子结构中含有大量的疏水空腔,这些疏水空腔可以容纳复配精油,促进复配精油在纸浆中的溶解性能,且超支化季鏻盐含有大量的氮、磷元素,增加了纸板的阻燃性能；因此,获得档案盒具有防霉防虫和阻燃性能。(The invention discloses an environment-friendly paper file box with mildew-proof and insect-proof functions, and belongs to the technical field of stationery. The file box comprises a box body, and both side surfaces of the box body are provided with vent holes; the box body is made of mildew-proof insect-proof paperboard. The mildew-proof and insect-proof paperboard is prepared by adding hyperbranched quaternary phosphonium salt and compound essential oil into paper pulp, and utilizes the antibacterial property of the hyperbranched quaternary phosphonium salt and the insect expelling effect of the compound essential oil; the hyperbranched quaternary phosphonium salt has good water solubility, the molecular structure of the hyperbranched quaternary phosphonium salt contains a large number of hydrophobic cavities, the hydrophobic cavities can contain compound essential oil to promote the dissolving performance of the compound essential oil in paper pulp, and the hyperbranched quaternary phosphonium salt contains a large number of nitrogen and phosphorus elements to increase the flame retardant performance of the paper board; therefore, the obtained file box has mildew-proof, insect-proof and flame-retardant properties.)
技术领域
本发明属于文具用品技术领域，具体地，涉具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒。
背景技术
档案盒是我们日常工作中必不可少的文具用品，现有的档案盒分为纸质档案盒和塑料档案盒。相较于纸质档案盒来说，塑料档案盒不易霉变且防虫，近些年发展较快。但是塑料档案盒采用橡胶或塑料制成，易造成环境污染，且其使降解速率慢，易形成塑料垃圾，不环保。相较于塑料档案盒，纸质档案盒可由废纸生产而成，且易降解，更加环保。但是，其在使用过程中由于其木质属性，易生虫，发生霉变，损伤盒内的资料。
如中国专利CN110973852A公开的一种防虫防霉型档案密封处理装置，包括档案保存箱、防腐箱和档案盒，档案保存箱设置在防腐箱上端，档案保存箱内部设置有档案盒放置腔，防腐箱内部设置有干燥剂，空腔上密封铰接有密封盖，档案盒后端上部为弧形结构，下端为矩形结构，档案盒活动卡接在档案盒放置腔上，卡接处设置有卡扣组件和密封构件。在上述发明中通过干燥剂的使用达到防虫防霉的目的，可知需要不定期的替换干燥剂，随着干燥剂失效，档案盒的防霉防虫功效也就丧失了。
因此，本发明提供具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒，以解决现有纸质档案盒易霉变，易生虫的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒，包括盒体，盒体的两侧面均设有通风孔，以促进盒体内的空气流通，避免纸质资料的霉变。
进一步地，所述盒体由防霉防虫纸板制成。
进一步地，所述防霉防虫纸板包括以下重量份组分：纸浆95-115份、阳离子聚丙烯酰胺0.5-1.5份、硅溶胶0.3-1份、超支化季鏻盐15-25份、复配精油1.5-3.5份。
进一步地，所述纸浆包括以下重量百分比组分：15-23%秸秆浆、40-65%木屑浆，余量为废旧纸板浆。
进一步地，所述纸浆打浆度30-400SR。
进一步地，所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比1-3:0.2-1:0.6-1.7混合组成。
进一步地，所述超支化季鏻盐通过以下步骤制成：
S1、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入乙腈、二氯单体、三羟甲基氧化膦和氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应14h，旋蒸除去溶剂，用去离子水和乙醇洗涤2-4次，真空干燥至恒重，得超支化氮磷化合物，其中，二氯单体、三羟甲基氧化膦的摩尔比为2n+1:n，n为三羟甲基氧化膦的物质的量，加入氢氧化钠的物质的量与三羟甲基氧化膦的物质的量相等；
在上述反应利用了二氯单体中氯与三羟甲基氧化膦中羟基的反应，生成超支化氮磷化合物，控制二氯单体、三羟甲基氧化膦的摩尔比为2n+1:n，使获得的超支化氮磷化合物以氯封端，为后续反应奠定基础；
超支化氮磷化合物的分子结构式如下所示：
其中，为，为。
S2、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入乙腈、超支化氮磷化合物、溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻和氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应8h，旋蒸除去溶剂，用去离子水和乙醇清洗洗涤2-4次，真空干燥至恒重，得超支化季鏻盐，其中，超支化氮磷化合物、溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻的摩尔比为1：m，m为超支化氮磷化合物中氮的物质的量，加入氢氧化钠的物质的量与溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻的物质的量相等。
在上述反应中利用超支化氮磷化合物中的氯与溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻中的羟基反应，获得超支化季鏻盐，对上述超支化氮磷化合物进行季鏻盐化，一方面，在纸浆中的溶解能力超支化季鏻盐比超支化氮磷化合物更强，另一方面，接入季鏻盐，增加了其抗菌性能；最后因二氯单体含有烷基支链，在超支化季鏻盐溶解于纸浆时，这些支链自发靠近、聚拢形成疏水腔，这些疏水腔可以容纳复配精油，促进复配精油在纸浆中的溶解。
进一步地，所述二氯单体通过以下步骤制成：
S11、将己胺、丙烯酸甲酯和甲醇搅拌均匀后，在20-30℃下搅拌反应6h，然后旋蒸去除甲醇，所得物溶解在二氯甲烷中，充分搅拌，向其中滴加1M HCI溶液，直至pH小于1，之后加入去离子水洗涤，用二氯甲烷萃取3次，然后旋蒸除去溶剂，得二羟基中间体，其中，己胺、丙烯酸甲酯的摩尔比为1:2.1-2.3；
S12、将二羟基中间体和无水二氯甲烷加入带有尾气处理装置的三口烧瓶中，搅拌均匀，滴入氯化亚砜，滴加速度为1-2滴/秒，用氢氧化钠溶液对尾气进行处理，冰水浴搅拌反应5h，然后抽滤，并用二氯甲烷洗涤2-3次，真空干燥至恒重，得二氯单体，其中，二羟基中间体和氯化亚砜的摩尔比为1:3.5-4.5。
二氯单体的分子结构式如下所示：
进一步地，所述溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻通过以下步骤制成：
将三苯基膦、对溴苯酚、乙二醇和溴化镍加入带有通氮装置、搅拌装置和温度计的三口瓶中，在氮气保护、180℃下，搅拌反应8h，冷却至室温，然后将反应物溶于二氯甲烷中，之后用去离子水洗涤3-5次，旋蒸除去溶剂二氯甲烷后，真空干燥至恒重，得到产物溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻，其中，三苯基膦、对溴苯酚的摩尔比为1:1.5-2，溴化镍的加入质量为三苯基膦的质量的3-5%。
进一步地，所述防霉防虫纸板通过以下方法制成：
将纸浆用标准纤维解离器疏解20000转，加入阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶，搅拌均匀，再加入超支化季鏻盐和复配精油，搅拌均匀，用抄片器抄制成定量250-400g/m2的纸页，然后用压榨机在2.5kg/cm2下加压4-6min，再用转鼓干燥机烘干，得防霉防虫纸板。
本发明的有益效果：
本发明利用防霉防虫纸板制成档案盒，达到档案盒的防霉防虫效果，不需在档案盒中添加干燥剂，其防霉防虫效果耐久，且本发明在档案盒的两侧面设有通风孔，能够保持档案盒内空气的流通，保证档案盒内纸质资料的干燥；
所述防霉防虫纸板是通过向纸浆中添加超支化季鏻盐和复配精油而制成的，利用了超支化季鏻盐的抗菌性能和复配精油的驱虫作用；所述超支化季鏻盐不但自身具有良好的水溶性，能溶于纸浆，而且超支化季鏻盐的分子结构中含有大量的烷基链构成的疏水空腔，这些疏水腔可以容纳复配精油，促进复配精油在纸浆中的溶解性能，解决复配精油和纸浆的相容性问题，避免在加工过程中复配精油漂浮在纸浆表面，最终不能进入纸板中；所述超支化季鏻盐含有大量的氮、磷元素，所以该超支化季鏻盐的引入，增加了纸板的阻燃性能，即增加了档案盒的阻燃性能；
所述纸浆由秸秆浆、木屑浆和废旧纸板浆构成，环保；
综上所述，本发明提供的纸质档案盒具有优良的防霉防虫功效，以及具有阻燃性能，且环保经济。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、盒体；2、通风孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒，包括盒体1，盒体1的两侧面均设有通风孔2。
实施例1：
溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻通过以下步骤制成：
将0.1mol三苯基膦、0.15mol对溴苯酚、100mL乙二醇和0.8g溴化镍加入带有通氮装置、搅拌装置和温度计的三口瓶中，在氮气保护、180℃下，搅拌反应8h，冷却至室温，然后将反应物溶于二氯甲烷中，之后用去离子水洗涤3次，旋蒸除去溶剂二氯甲烷后，50℃真空干燥12h，得到产物溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻。
实施例2：
溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻通过以下步骤制成：
将0.1mol三苯基膦、0.2mol对溴苯酚、150mL乙二醇和1.13g溴化镍加入带有通氮装置、搅拌装置和温度计的三口瓶中，在氮气保护、180℃下，搅拌反应8h，冷却至室温，然后将反应物溶于二氯甲烷中，之后用去离子水洗涤5次，旋蒸除去溶剂二氯甲烷后，50℃真空干燥12h，得到产物溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻。
实施例3：
二氯单体通过以下步骤制成：
S11、将0.1mol己胺、0.21mol丙烯酸甲酯和100mL甲醇搅拌均匀后，在20℃下搅拌反应6h，然后旋蒸去除甲醇，所得物溶解在80mL二氯甲烷中，充分搅拌，向其中滴加1M HCI溶液，直至pH小于1，之后加入80mL去离子水洗涤，用120mL二氯甲烷萃取3次，然后旋蒸除去溶剂，得二羟基中间体；
S12、将0.1mol二羟基中间体和100mL无水二氯甲烷加入带有尾气处理装置的三口烧瓶中，搅拌均匀，滴入0.35mol氯化亚砜，滴加速度为1滴/秒，用1M氢氧化钠溶液150mL对尾气进行处理，冰水浴搅拌反应5h，然后抽滤，并用二氯甲烷洗涤2次，70℃真空干燥至恒重，得二氯单体。
实施例4：
二氯单体通过以下步骤制成：
S11、将0.1mol己胺、0.23mol丙烯酸甲酯和150mL甲醇搅拌均匀后，在30℃下搅拌反应6h，然后旋蒸去除甲醇，所得物溶解在100mL二氯甲烷中，充分搅拌，向其中滴加1M HCI溶液，直至pH小于1，之后加入100mL去离子水洗涤，用150mL二氯甲烷萃取3次，然后旋蒸除去溶剂，得二羟基中间体；
S12、将0.1mol二羟基中间体和100mL无水二氯甲烷加入带有尾气处理装置的三口烧瓶中，搅拌均匀，滴入0.45mol氯化亚砜，滴加速度为2滴/秒，用1M氢氧化钠溶液150mL对尾气进行处理，冰水浴搅拌反应5h，然后抽滤，并用二氯甲烷洗涤3次，70℃真空干燥至恒重，得二氯单体。
实施例5：
超支化季鏻盐通过以下步骤制成：
S1、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入100mL乙腈、0.3mol实施例3制备二氯单体、0.1mol实施例1制备的三羟甲基氧化膦和0.1mol氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应14h，旋蒸除去溶剂，用100mL去离子水和乙醇（去离子水和乙醇的体积比为1:1）溶液洗涤4次，80℃真空干燥箱干燥24h，得超支化氮磷化合物；
S2、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入100mL乙腈、0.01mol超支化氮磷化合物、0.03mol溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻和0.03mol氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应8h，旋蒸除去溶剂，用100mL去离子水和乙醇（去离子水和乙醇的体积比为1:1）溶液洗涤4次，80℃真空干燥24h，得超支化季鏻盐。
实施例6：
超支化季鏻盐通过以下步骤制成：
S1、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入250mL乙腈、0.7mol实施例4制备的二氯单体、0.3mol实施例2制备的三羟甲基氧化膦和0.3mol氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应14h，旋蒸除去溶剂，用200mL去离子水和乙醇溶液（去离子水和乙醇的体积比为1:1）洗涤2次，80℃真空干燥24h，得超支化氮磷化合物；
S2、在通氮气、装有冷凝回流装置和机械搅拌器的四口烧瓶中，加入250mL乙腈、0.01mol超支化氮磷化合物、0.07mol溴化（4-羟基苯基）-苯基鏻和0.07mol氢氧化钠搅拌均匀，氮气保护下，加热回流反应8h，旋蒸除去溶剂，用200mL去离子水和乙醇溶液（去离子水和乙醇的体积比为1:1）洗涤2次，80℃真空干燥24h，得超支化季鏻盐。
实施例7：
防霉防虫纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆95g、阳离子聚丙烯酰胺0.5g、硅溶胶0.3g、实施例5制备的超支化季鏻盐15g、复配精油1.5g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：15%秸秆浆、65%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度300SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比1:0.2:0.6混合组成；
步骤二、将纸浆用标准纤维解离器疏解20000转，加入阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶，搅拌均匀，再加入超支化季鏻盐和复配精油，搅拌均匀，用抄片器抄制成定量250g/m2的纸页，然后用压榨机在2.5kg/cm2下加压4min，再用转鼓干燥机烘干，得防霉防虫纸板。
实施例8：
防霉防虫纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆100g、阳离子聚丙烯酰胺1g、硅溶胶0.7g、实施例5制备的超支化季鏻盐20g、复配精油2g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：23%秸秆浆、40%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度400SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比2:0.5:1混合组成；
步骤二、将纸浆用标准纤维解离器疏解20000转，加入阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶，搅拌均匀，再加入超支化季鏻盐和复配精油，搅拌均匀，用抄片器抄制成定量400g/m2的纸页，然后用压榨机在2.5kg/cm2下加压6min，再用转鼓干燥机烘干，得防霉防虫纸板。
实施例9：
防霉防虫纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆115g、阳离子聚丙烯酰胺1.5g、硅溶胶1g、实施例5制备的超支化季鏻盐25g、复配精油3.5g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：17%秸秆浆、55%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度370SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比3:1:1.7混合组成；
步骤二、将纸浆用标准纤维解离器疏解20000转，加入阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶，搅拌均匀，再加入超支化季鏻盐和复配精油，搅拌均匀，用抄片器抄制成定量350g/m2的纸页，然后用压榨机在2.5kg/cm2下加压5min，再用转鼓干燥机烘干，得防霉防虫纸板。
实施例10：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：将实施例7制备的防霉防虫纸板按照档案盒的平面模板压制折线，以及压孔得通风孔2，然后按照折线折装成盒体1，得具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒。
实施例11：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：将实施例8制备的防霉防虫纸板按照档案盒的平面模板压制折线，以及压孔得通风孔2，然后按照折线折装成盒体1，得具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒。
实施例12：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：将实施例9制备的防霉防虫纸板按照档案盒的平面模板压制折线，以及压孔得通风孔2，然后按照折线折装成盒体1，得具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒。
对比例1：
纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆95g、阳离子聚丙烯酰胺0.5g、硅溶胶0.3g、季鏻盐XT-411 15g、复配精油1.5g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司，季鏻盐XT-411购买于山东鑫泰水处理技术股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：15%秸秆浆、65%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度300SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比1:0.2:0.6混合组成；
步骤二、同实施例7中的步骤二。
对比例2：
纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆100g、阳离子聚丙烯酰胺1g、硅溶胶0.7g、实施例5制备的超支化季鏻盐20g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：23%秸秆浆、40%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度400SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比2:0.5:1混合组成；
步骤二、同实施例8中的步骤二。
对比例3：
纸板通过以下方法制成：
步骤一、按照以下配方取料：纸浆115g、阳离子聚丙烯酰胺1.5g、硅溶胶1g、复配精油3.5g；阳离子聚丙烯酰胺购买于纳尔科（上海）贸易有限公司、硅溶胶购买于苏州天马精细化学品股份有限公司；
所述纸浆包括以下组分：17%秸秆浆、55%木屑浆，余量为废旧纸板浆；所述纸浆打浆度370SR；所述复配精油为薰衣草精油、香茅精油、薄荷精油按照质量比3:1:1.7混合组成；
步骤二、同实施例9中的步骤二。
对比例4：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：与实施例10相比，不同之处在于使用对比例1制备的纸板。
对比例5：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：与实施例11相比，不同之处在于使用对比例2制备的纸板。
对比例6：
具有防霉防虫功能的环保型纸质档案盒：与实施例12相比，不同之处在于使用对比例3制备的纸板。
实施例13：
一、取实施例10-12和对比例4-6获得的档案盒各20个用于装放同样材料制成的纸张，分成两组，每组中实施例10-12和对比例4-6获得的档案盒各10个：
将实施例10-12和对比例4-6获得的档案盒放置于不同房间的壁橱（材质箱体）中，保持两个房间的环境相同，且湿度为45%，存放3个月后，观察霉变和生虫情况，结果显示，实施例10-12获得的档案盒内的纸张无霉变，壁橱内无生虫，对比例4获得的档案盒内的纸张霉变率9.2%，壁橱内有大量虫，对比例5获得的档案盒内的纸张无霉变，壁橱内有大量虫，对比例6获得的档案盒内的纸张霉变率43.4%，壁橱内有大量虫；从上述情况可以看出实施例10-12获得的档案盒的防霉防虫功能优于对比例3-5获得的档案盒的对应性能。
二、极限氧指数燃烧测试：取实施例10-12和对比例4-6获得的档案盒按照GB/T2406.2-2009标准测定，标准规定，在氧气、氮气混合气流中，测试可以维持试样燃烧所需最低氧浓度，定义为极限氧指数，具体操作方法按照该标准执行，测试数据如下所示。
实施例10
实施例11
实施例12
对比例4
对比例5
对比例6
极限氧指数
29.4%
31.6%
33.1%
22.9%
30.8%
17.4%
从上述数据可以看出，实施例10-12获得的档案盒的阻燃性能优于对比例4、对比例6获得的档案盒的对应性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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