CN108716160A - 一种增强浆料添加层的制备方法及其在瓦楞纸板中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强浆料添加层的制备方法及其在瓦楞纸板中的应用，采用纳米三氧化二铝、苯磺酸于超临界反应釜中经惰性气体的氛围制备成复合纳米材料，并在乳化剂的作用下，经一系列的工艺操作制备成复合纳米凝胶，最后与植物淀粉纤维原料一起磨浆制备成半成品最后经后处理为增强浆料成品，混合到瓦楞纸板制浆浆料中去制备而成的瓦楞纸板，有效提高了瓦楞纸板的物理强度，且制备方法简单，工业化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种纸板包装的加工工艺，尤其是涉及一种增强浆料添加层的制备方法及其在瓦楞纸板中的应用。
背景技术
随着经济的发展，生活水平的提高，人们对包装的要求也越来越高，包装纸，主要用于包装目的的一类纸的统称。通常具有高的强度和韧性，较高的物理强度及一定的抗水性，能耐压、耐折。其细分纸种很多，各自有不同的性质和用途。包装用纸有牛皮纸、鸡皮纸、纸袋纸、羊皮纸、玻璃纸、中性包装纸、半透明纸、防锈纸、防油纸、食品包装纸等。
根据商品的特点，包装纸具有相应的特殊性能。对于瓦楞纸板的包装用途来说，其强度控制较为重要，如何在厚度不变的前提下提高一定的物理强度会带来更大的经济效益。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种增强浆料添加层的制备方法及其在瓦楞纸板中的应用，有效提高瓦楞纸板的物理强度。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：
一种增强浆料添加层的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合纳米凝胶的制备：首先将纳米三氧化二铝加入30-50倍体积去离子水中，加入苯磺酸，置入超临界反应釜中打开超声装置，控制温度为450℃，压力为13MPa，反应25-30min后打开混合惰性气体钢瓶，气体经冷机冷却成液体后，由高压泵加压后进入反应釜中，降温至300℃继续反应20-30min后取出混合溶液置于-4-0℃环境隔夜放置后过滤得滤液；加热滤液至60℃，加入乳化剂，加入量为滤液体积的20分之一；升温至70℃保温25min后进行高速搅拌6-10min；搅拌完毕后降温至室温，加入2g/L的维生素A醋酸酯，剧烈搅拌1-1.5h后置于-4-0℃环境隔夜放置得复合纳米溶胶；
(2)中层增强浆料半成品的制备：取植物淀粉纤维原料粉碎至粉末，加入10-15倍质量的水，按植物纤维淀粉原料质量的三分之一加入上述复合纳米凝胶，120℃、10MPa处理60min后进行磨浆处理制备成中层增强浆料半成品；
(3)中层增强浆料的制备：取中层增强浆料纤维半成品置于微波装置中100w微波处理3min后冷却至65℃进行保温处理3h得中层增强浆料成品。
更为优选的，所述纳米三氧化二铝与苯磺酸的质量比为5:3。
更为优选的，所述混合惰性气体为氮气与氦气体积比为1:2的混合物。
更为优选的，所述乳化剂为乳化剂OP。
更为优选的，步骤(1)中高速搅拌的速率为1000r/min，剧烈搅拌的速率为2000r/min。
更为优选的，所述植物淀粉纤维原料为玉米淀粉、大豆淀粉中的一种或多种。
本发明还公开了上述增强浆料添加层在瓦楞纸板中的应用，具体用于混合于瓦楞纸板制浆浆料中，其混合比例为瓦楞纸板制浆浆料质量的30％-60％。
有益效果：本发明提供的一种增强浆料添加层的制备方法及其在瓦楞纸板中的应用，采用纳米三氧化二铝、苯磺酸于超临界反应釜中经惰性气体的氛围制备成复合纳米材料，并在乳化剂的作用下，经一系列的工艺操作制备成复合纳米凝胶，最后与植物淀粉纤维原料一起磨浆制备成半成品最后经后处理为增强浆料成品，混合到瓦楞纸板制浆浆料中去制备而成的瓦楞纸板，有效提高了瓦楞纸板的物理强度，且制备方法简单，工业化程度高。
具体实施方式
实施例1：
一种增强浆料添加层的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合纳米凝胶的制备：首先将纳米三氧化二铝加入30倍体积去离子水中，加入苯磺酸，置入超临界反应釜中打开超声装置，控制温度为450℃，压力为13MPa，反应25min后打开混合惰性气体钢瓶，气体经冷机冷却成液体后，由高压泵加压后进入反应釜中，降温至300℃继续反应20min后取出混合溶液置于-4-0℃环境隔夜放置后过滤得滤液；加热滤液至60℃，加入乳化剂，加入量为滤液体积的20分之一；升温至70℃保温25min后进行高速搅拌6min；搅拌完毕后降温至室温，加入2g/L的维生素A醋酸酯，剧烈搅拌1h后置于-4-0℃环境隔夜放置得复合纳米溶胶；所述纳米三氧化二铝与苯磺酸的质量比为5:3；所述混合惰性气体为氮气与氦气体积比为1:2的混合物；所述乳化剂为乳化剂OP；高速搅拌的速率为1000r/min，剧烈搅拌的速率为2000r/min；
(2)中层增强浆料半成品的制备：取植物淀粉纤维原料粉碎至粉末，加入10倍质量的水，按植物纤维淀粉原料质量的三分之一加入上述复合纳米凝胶，120℃、10MPa处理60min后进行磨浆处理制备成中层增强浆料半成品；所述植物淀粉纤维原料为玉米淀粉、大豆淀粉中的质量比为3:1的混合物。
(3)中层增强浆料的制备：取中层增强浆料纤维半成品置于微波装置中100w微波处理3min后冷却至65℃进行保温处理3h得中层增强浆料成品。
上述增强浆料添加层在瓦楞纸板中的应用，具体用于混合于瓦楞纸板制浆浆料中，其混合比例为瓦楞纸板制浆浆料质量的30％。
实施例2：
一种增强浆料添加层的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合纳米凝胶的制备：首先将纳米三氧化二铝加入50倍体积去离子水中，加入苯磺酸，置入超临界反应釜中打开超声装置，控制温度为450℃，压力为13MPa，反应30min后打开混合惰性气体钢瓶，气体经冷机冷却成液体后，由高压泵加压后进入反应釜中，降温至300℃继续反应30min后取出混合溶液置于-4-0℃环境隔夜放置后过滤得滤液；加热滤液至60℃，加入乳化剂，加入量为滤液体积的20分之一；升温至70℃保温25min后进行高速搅拌10min；搅拌完毕后降温至室温，加入2g/L的维生素A醋酸酯，剧烈搅拌1.5h后置于-4-0℃环境隔夜放置得复合纳米溶胶；所述纳米三氧化二铝与苯磺酸的质量比为5:3；所述混合惰性气体为氮气与氦气体积比为1:2的混合物；所述乳化剂为乳化剂OP；高速搅拌的速率为1000r/min，剧烈搅拌的速率为2000r/min
(2)中层增强浆料半成品的制备：取植物淀粉纤维原料粉碎至粉末，加入15倍质量的水，按植物纤维淀粉原料质量的三分之一加入上述复合纳米凝胶，120℃、10MPa处理60min后进行磨浆处理制备成中层增强浆料半成品；所述植物淀粉纤维原料为玉米淀粉。
(3)中层增强浆料的制备：取中层增强浆料纤维半成品置于微波装置中100w微波处理3min后冷却至65℃进行保温处理3h得中层增强浆料成品。
上述增强浆料添加层在瓦楞纸板中的应用，具体用于混合于瓦楞纸板制浆浆料中，其混合比例为瓦楞纸板制浆浆料质量的60％。
实施例3：
一种增强浆料添加层的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合纳米凝胶的制备：首先将纳米三氧化二铝加入40倍体积去离子水中，加入苯磺酸，置入超临界反应釜中打开超声装置，控制温度为450℃，压力为13MPa，反应28min后打开混合惰性气体钢瓶，气体经冷机冷却成液体后，由高压泵加压后进入反应釜中，降温至300℃继续反应25min后取出混合溶液置于-4-0℃环境隔夜放置后过滤得滤液；加热滤液至60℃，加入乳化剂，加入量为滤液体积的20分之一；升温至70℃保温25min后进行高速搅拌7min；搅拌完毕后降温至室温，加入2g/L的维生素A醋酸酯，剧烈搅拌1.3h后置于-4-0℃环境隔夜放置得复合纳米溶胶；所述纳米三氧化二铝与苯磺酸的质量比为5:3；所述混合惰性气体为氮气与氦气体积比为1:2的混合物；所述乳化剂为乳化剂OP；高速搅拌的速率为1000r/min，剧烈搅拌的速率为2000r/min
(2)中层增强浆料半成品的制备：取植物淀粉纤维原料粉碎至粉末，加入13倍质量的水，按植物纤维淀粉原料质量的三分之一加入上述复合纳米凝胶，120℃、10MPa处理60min后进行磨浆处理制备成中层增强浆料半成品；所述植物淀粉纤维原料为大豆淀粉。
(3)中层增强浆料的制备：取中层增强浆料纤维半成品置于微波装置中100w微波处理3min后冷却至65℃进行保温处理3h得中层增强浆料成品。
上述增强浆料添加层在瓦楞纸板中的应用，具体用于混合于瓦楞纸板制浆浆料中，其混合比例为瓦楞纸板制浆浆料质量的45％。
将上述实施例1-3处理后得到的增强浆料应用后制备的瓦楞纸板，单瓦楞纸板，与未进行增强浆料添加制备的瓦楞纸板以对比例进行物理强度测试对比，测试指标为边压强度与耐破强度，测试方法与标准分析参考《GB/T6544-2008》，具体结果如表1所示：
表1：实施例与对比例物理强度对比
| 测试指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 边压强度(KN/m) | 6.5 | 7.3 | 7.0 | 5.5 |
| 耐破强度(KPa) | 2050 | 2600 | 2300 | 1200 |
从表1中数据可以看出，本发明进行增强浆料添加层应用制备的瓦楞纸板在物理强度上具有明显的提高。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种增强浆料添加层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)复合纳米凝胶的制备：首先将纳米三氧化二铝加入30-50倍体积去离子水中，加入苯磺酸，置入超临界反应釜中打开超声装置，控制温度为450℃，压力为13MPa，反应25-30min后打开混合惰性气体钢瓶，气体经冷机冷却成液体后，由高压泵加压后进入反应釜中，降温至300℃继续反应20-30min后取出混合溶液置于-4-0℃环境隔夜放置后过滤得滤液；加热滤液至60℃，加入乳化剂，加入量为滤液体积的20分之一；升温至70℃保温25min后进行高速搅拌6-10min；搅拌完毕后降温至室温，加入2g/L的维生素A醋酸酯，剧烈搅拌1-1.5h后置于-4-0℃环境隔夜放置得复合纳米溶胶；
(2)中层增强浆料半成品的制备：取植物淀粉纤维原料粉碎至粉末，加入10-15倍质量的水，按植物纤维淀粉原料质量的三分之一加入上述复合纳米凝胶，120℃、10MPa处理60min后进行磨浆处理制备成中层增强浆料半成品；
(3)中层增强浆料的制备：取中层增强浆料纤维半成品置于微波装置中100w微波处理3min后冷却至65℃进行保温处理3h得中层增强浆料成品。
2.根据权利要求1所述的增强浆料添加层的制备方法，其特征在于：所述纳米三氧化二铝与苯磺酸的质量比为5:3。
3.根据权利要求1所述的增强浆料添加层的制备方法，其特征在于：所述混合惰性气体为氮气与氦气体积比为1:2的混合物。
4.根据权利要求1所述的增强浆料添加层的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为乳化剂OP。
5.根据权利要求1所述的增强浆料添加层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中高速搅拌的速率为1000r/min，剧烈搅拌的速率为2000r/min。
6.根据权利要求1所述的增强浆料添加层的制备方法，其特征在于：所述植物淀粉纤维原料为玉米淀粉、大豆淀粉中的一种或多种。
7.一种权利要求1制备的增强浆料添加层在瓦楞纸板中的应用，其特征在于用于混合于瓦楞纸板制浆浆料中，其混合比例为瓦楞纸板制浆浆料质量的30％-60％。
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