超疏水纸质包装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水纸质包装材料的制备方法，包括：以含氟丙烯酸酯单体包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体的丙烯酸酯混合单体为原料，制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性二氧化硅微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水剂；将所述疏水剂涂布在纸质包装材料表面。利用本发明专利技术的方法制备的超疏水纸质包装材料具有超疏水的特点，水在其表面无法附着，具有卓悦的防水防脏效果。

Preparation method of super hydrophobic paper packing material

The invention discloses a superhydrophobic paper packaging materials preparation methods, including: fluorinated acrylate monomer including tertiary amine acrylate monomer and acrylate monomer mixed acrylic monomers as raw materials, preparation of fluorine modified acrylic resin; adding hydrophobic silica particles on the fluoride modified acrylate resin was modified, preparation of hydrophobic agent; the hydrophobic coating on the surface of paper packaging materials. The super hydrophobic paper packing material prepared by the method of the invention has the characteristics of super hydrophobic, the water can not be adhered on the surface of the paper, and the utility model has excellent waterproof and anti dirty effect.

【技术实现步骤摘要】
超疏水纸质包装材料的制备方法
本专利技术涉及一种纸质包装材料的制备方法，具体地说，是一种超疏水纸质包装材料的制备方法。
技术介绍
纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一，有着较大的发展空间，被认定为最有前途的绿色包装材料之一。而纸张的主要化学成分是纤维素和半纤维素，属于大分子多糖，其分子结构亲水性强，比较容易从周围的环境中吸收水分，从而导致纸板的强度下降。已有许多研究表明，纸制包装材料在吸水受潮后其强度会降到原来的10％～20％。因此纸制包装材料在运输、储存过程中，防水性能非常重要。材料表面的自由能决定了这种材料是亲水还是疏水，自由能越低，疏水性越强；表面微观的粗糙度则决定了亲疏水的强度，表面粗糙，疏水性越强。按照热力学的规律，表面能高的物质无法在表面能低的表面铺展开。水是表面能比较高的物质，因此水在表面能比水低的物质表面无法铺开渗入，因此改善纸质包装材料防水性能的手段主要有表面涂布和复合防水层两种，都是运用了这样的原理。复合防水层是在原先纯纸浆的纸质材料上，复合上防水的材料，使得达到具有防水性的效果。一种是在普通纸质材料表面贴合防水材料，如塑料树脂薄膜等防水的片状结构；一种是在纸浆中加入防水材料，从而使得制成的材料具有防水性能。单独增贴防水材料的方法，表面防水性能良好，但是一旦水从接缝处渗入纸质包装，就会造成包装的软化变形，失去了防水的功能。而且增加复合层一般成本比表面涂布处理高，而且对于纸质包装材料后续的回收也会增加工序。而采用防水混合纸浆制造来获取防水性能往往为了权衡包装要求，防水性能较差，在长期高湿度情况下，防水性能难以保障。表面涂布只需要在普通纸质包装材料表面通过涂布设备增加一层防水的表层，因此工艺简单，而且防水表层可以在印刷等工艺结束后进行，对于包装的其中通过表面涂布来增加包装材料的防水性能，是厂家普遍使用的方法。常见的手段包括施胶、光油涂布等。施胶多用松香胶，纸张获得的防水性能有限，施胶剂的疏水性不强，涂布不均匀厚度不一会造成防水性能的不稳定；通过光油涂布也只能部分提高防水性能，很难满足日益提高的防水要求。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，含硅、氟的物质表现出极强的疏水性，水在这样的表面会尽量让自已缩成一个球形，无法铺开渗入。基于这种发现，专利技术人在普通丙烯酸酯树脂的合中引入含氟丙烯酸树脂，合成了一种氟改性丙烯酸酯树脂，并加入疏水性二氧化硅微粒作为改性剂制备得到疏水剂，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决上述问题，提供一种成本低廉使用方便的使得纸质包装产品具有较好防水性能的防水材料制备方法，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是通过简单涂布的方法，提供一种可以在大部分纸质包装生产企业实施的制备方法，不需要额外增设设备，只需将涂布进行替换在普通包装材料成型的基础上提高其防水的能力，以便获得性能更好的产品。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种超疏水纸质包装材料的制备方法其包括以下步骤：以含氟丙烯酸酯单体、叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体为原料，制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性二氧化硅微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水剂；以及将所述疏水剂涂布在纸质包装材料表面。优选的是，其中，所述氟改性丙烯酸酯树脂的原料包括：含氟丙烯酸酯单体10～30重量份、叔胺基丙烯酸酯类单体10～20重量份、一般丙烯酸酯类单体40～70重量份以及引发剂和溶剂，其中所述引发剂为0.5-6重量份，所述溶剂为10～30重量份。优选的是，其中，所述氟改性丙烯酸酯树脂的制备步骤为：在装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管的反应釜中，加入所述溶剂和0.2～3重量份的引发剂，将所述的含氟丙烯酸酯单体、所述叔胺基丙烯酸酯类单体、所述一般丙烯酸酯类单体以及0.3～3重量份的引发剂混合溶液通过所述恒压滴液漏斗在85～100℃下滴加到所述反应釜中，滴加过程在2～4小时内完成，滴加完成后保温回流反应2～4小时。优选的是，其中，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯混合单体包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体；其中，所述叔胺基丙烯酸酯类单体包括丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙胺基丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二乙胺基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯中的一种或多种；所述一般丙烯酸酯类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或多种。优选的是，其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述溶剂为乙酸丁酯或丙酮。优选的是，其中，所述疏水剂中含有：氟改性丙烯酸酯树脂50～60重量份、疏水性二氧化硅微粒2～10重量份以及交联剂、淀粉和水，其中所述交联剂为5-15重量份，所述淀粉为30～60重量份，所述水2000～3000重量份。优选的是，其中，所述疏水剂的制备步骤为：将所述淀粉和所述水混合得到的淀粉胶黏剂，将所述氟改性丙烯酸酯树脂、所述交联剂和所述疏水性二氧化硅微粒在常温下混合均匀，然后加入到所述的淀粉胶黏剂中，搅拌分散15～60min。优选的是，其中，所述疏水性二氧化硅微粒表面上具有三甲基硅烷基，所述疏水性二氧化硅微粒的一次平均粒径为3～100nm，比表面积为50～300m2/g，所述交联剂为乙二醛或者戊二醛。优选的是，其中，所述涂布过程采用网纹辊上胶的方式，涂布压力0.2～0.4MPa，冷缸压力0.3～0.4MPa，烘道张力0.2～0.4MPa，涂布过程中所述疏水剂的涂布量为1～50g/m2。优选的是，其中，所述纸质包装材料为纸板、瓦楞纸或其他包装纸，其由基于纤维的原材料制成，并且所述纸质包装材料至少在其中一个表面上涂布所述疏水剂，所述涂布表面压制有规律的网格结构，所述网格为边长为1～3mm的正方形或者菱形，压制深度为0.05～0.2mm，所述涂布表面经磨毛处理。本专利技术至少包括以下有益效果：由于将氟改性丙烯酸酯单体引入丙烯酸酯树脂中，利用含氟树脂的优异耐化学性和低表面能，因此有效改善包装纸和纸板的疏水性能；由于采用了疏水性二氧化硅微粒作为涂料改性剂，因此在增加疏水性的同时，改善了涂料中由于含氟树脂存在导致疏水剂中淀粉胶水乳液难以分散，难以稳定存储和利用的关键难题；由于涂布过程中所述疏水剂的涂布量极少，因此对纸质包装的其他性能没有影响；由于疏水剂中绝大部分为水和淀粉，因此成分低廉，且附着能力强，不易脱落；由于表面超疏水，污水无法附着在其表面，因此也要防脏防污渍的效果。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面将对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。<实例1>(1)氟改性丙烯酸酯树脂的制备在装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水纸质包装材料的制备方法，其包括以下步骤：以含氟丙烯酸酯单体和包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体的丙烯酸酯混合单体为原料，制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性二氧化硅微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水剂；以及将所述疏水剂涂布在纸质包装材料表面。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水纸质包装材料的制备方法，其包括以下步骤：以含氟丙烯酸酯单体和包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体的丙烯酸酯混合单体为原料，制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性二氧化硅微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水剂；以及将所述疏水剂涂布在纸质包装材料表面。2.如权利要求1所述的超疏水纸质包装材料的制备方法，其特征在于，所述氟改性丙烯酸酯树脂的原料包括：含氟丙烯酸酯单体10～30重量份、叔胺基丙烯酸酯类单体10～20重量份、一般丙烯酸酯类单体40～70重量份以及引发剂和溶剂，其中所述引发剂为0.5～6重量份，所述溶剂为10～30重量份。3.如权利要求1或2所述的超疏水纸质包装材料的制备方法，其特征在于，所述氟改性丙烯酸酯树脂的制备步骤为：在装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管的反应釜中，加入所述溶剂和0.2～3重量份的引发剂，将所述的含氟丙烯酸酯单体、所述叔胺基丙烯酸酯类单体、所述一般丙烯酸酯类单体以及0.3～3重量份的引发剂混合溶液通过所述恒压滴液漏斗在85～100℃下滴加到所述反应釜中，滴加过程在2～4小时内完成，滴加完成后保温回流反应2～4小时。4.如权利要求1所述的超疏水纸质包装材料的制备方法，其特征在于，其中，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯混合单体包括叔胺基丙烯酸酯类单体和一般丙烯酸酯类单体；其中，所述叔胺基丙烯酸酯类单体包括丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙胺基丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二乙胺基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯中的一种或多种；所述一般丙烯酸酯类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，黄煜琪，孙俊军，索艳格，朱民强，钟沙洁，王召霞，
申请(专利权)人：浙江大胜达包装有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33