本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液及其制備和使用方法，適用于改善瓦楞紙箱的低溫性能以及機(jī)械強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
目前，在營養(yǎng)新理念的倡導(dǎo)下，隨著人民生活水平的普遍提高，冷凍食品被普遍看好，消費(fèi)量越來越大，冷凍(藏)食品以其方便、快捷、衛(wèi)生的特點(diǎn)，成為近幾年來廣受歡迎的商品。同時(shí)冷凍食品易保存、易儲(chǔ)藏、保鮮期長、營養(yǎng)豐富、味道鮮美諸多特點(diǎn)使之深受消費(fèi)者的喜愛?？v觀整個(gè)冷凍食品市場，乳品、果汁、冷飲、肉類的消費(fèi)量有了較大地提升。冷凍食品目前包裝運(yùn)輸材料主要還是瓦楞紙箱，但在瓦楞紙箱包裝行業(yè)，紙箱出現(xiàn)吸水變軟、變形現(xiàn)象，或經(jīng)受油脂滲透后，瓦楞紙板的平壓強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度降低尤為明顯，嚴(yán)重影響包裝的質(zhì)量使用效果，出現(xiàn)質(zhì)量問題。另外，紙箱在進(jìn)行冷鏈?zhǔn)称返蜏刭A藏，冷凍運(yùn)輸，要求在潮濕、低溫流通環(huán)境中仍具有持續(xù)高抗壓強(qiáng)度要求。在冷運(yùn)行業(yè)中，尤其是速凍食品相關(guān)的冷藏與輸送領(lǐng)域中，冷凍食品儲(chǔ)存溫度應(yīng)在-18℃以下，冷藏庫溫度波動(dòng)不超過±2℃限值，運(yùn)輸過程中的溫度波動(dòng)不超過3℃限值，產(chǎn)品裝卸或進(jìn)出冷庫要迅速，在裝卸貨過程中，要嚴(yán)格控制作業(yè)環(huán)境溫度和時(shí)間，保證食品溫度不高于-12℃，零售環(huán)節(jié)冷凍陳列柜中的冷凍食品溫度應(yīng)保持在-15℃以下，短時(shí)間溫度回升不宜高于-12℃。上述條件就要求包裝箱必須具有較大的抗壓強(qiáng)度并且還要具有較高的防潮和防水能力，如果紙箱拔水度不夠高的話，水會(huì)滲到原紙里，這樣就很容易把瓦楞紙箱的抗壓力和挺度破壞掉，瓦楞紙箱就要喪失了他的防護(hù)功能，導(dǎo)致所保護(hù)的食品發(fā)生變質(zhì)腐爛。目前市面上采用的瓦楞紙箱大多會(huì)出現(xiàn)抗凍性能和機(jī)械強(qiáng)度不佳的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的抗凍性能和強(qiáng)度不佳的問題，提供一種能有效改善瓦楞紙箱的低溫性能和機(jī)械強(qiáng)度的防水抗凍浸漬液及其制備和使用方法。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液，其原料組成及其重量份比包括：浸漬溶體50～70、三元乙丙膠EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、熱塑性丙烯酸樹脂3～5、偶聯(lián)劑0.5～0.8、增強(qiáng)劑11～15。
所述增強(qiáng)劑包括納米級(jí)鈦白粉、黃麻短纖維，所述米級(jí)鈦白粉與黃麻短纖維的重量份比為3～5:8～10。
所述浸漬溶體為石蠟油，所述熱塑性丙烯酸樹脂由甲基丙烯酸正丁酯單體聚合而成，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧硅烷。
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的制備方法，該制備方法為：將各原料于100～110℃下按所需比例混合攪拌3～5min即可。
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的使用方法，該使用方法為：先于100～110℃下將瓦楞紙板置于所述浸漬液中浸漬5～10s，再將完成浸漬后的瓦楞紙板于110～130℃下進(jìn)行熱烘，最后在室溫下冷卻20min以上即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的原料組成及其重量份比包括：浸漬溶體50～70、三元乙丙膠EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、熱塑性丙烯酸樹脂3～5、偶聯(lián)劑0.5～0.8、增強(qiáng)劑11～16，該浸漬液中的硅烷基改性丙烯酸樹脂及活性基團(tuán)能與紙箱表面的異氰酸酯基團(tuán)發(fā)生固化反應(yīng)，使浸漬液迅速固化，形成牢固的增強(qiáng)防水膜，本設(shè)計(jì)同時(shí)采用低溫柔韌性好的三元乙丙膠和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為改性劑，不僅增強(qiáng)了紙箱的防水性能，而且保證了紙箱在零下18℃或更低的溫度下也能保持防水膜的完整性能。因此，本發(fā)明具有良好的防水和低溫性能。
2、本發(fā)明一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液中增強(qiáng)劑采用了納米級(jí)鈦白粉和黃麻短纖維，納米級(jí)鈦白粉的加入不僅能夠增加防水膜的強(qiáng)度、抗老化性能和光潔度，而且能保證浸漬過程的均勻性，黃麻短纖維一方面在低溫環(huán)境下具有良好的防水防潮性能，另一方面可顯著提高瓦楞紙箱的耐破強(qiáng)度和承壓強(qiáng)度。因此，本發(fā)明在顯著提升瓦楞紙箱機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)進(jìn)一步改善了防水防潮性能。
3、本發(fā)明一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的使用方法僅需在原有瓦楞紙箱生產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加瓦楞紙板的浸漬和熱烘工藝即可，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。因此，本發(fā)明使用方法簡單、經(jīng)濟(jì)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液，其原料組成及其重量份比包括：浸漬溶體50～70、三元乙丙膠EPDM 10～15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10～15、熱塑性丙烯酸樹脂3～5、偶聯(lián)劑0.5～0.8、增強(qiáng)劑11～15。
所述增強(qiáng)劑包括納米級(jí)鈦白粉、黃麻短纖維，所述米級(jí)鈦白粉與黃麻短纖維的重量份比為3～5:8～10。
所述浸漬溶體為石蠟油，所述熱塑性丙烯酸樹脂由甲基丙烯酸正丁酯單體聚合而成，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧硅烷。
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的制備方法，該制備方法為：將各原料于100～110℃下按所需比例混合攪拌3～5min即可。
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的使用方法，該使用方法為：先于100～110℃下將瓦楞紙板置于所述浸漬液中浸漬5～10s，再將完成浸漬后的瓦楞紙板于110～130℃下進(jìn)行熱烘，最后在室溫下冷卻20min以上即可。
本發(fā)明的原理說明如下：
本發(fā)明提出了一種用于瓦楞紙箱的浸漬液，該浸漬液與瓦楞紙箱能夠直接形成較強(qiáng)的化學(xué)鍵，迅速在瓦楞紙箱表面固化形成牢固的增強(qiáng)保護(hù)層，使得瓦楞包裝紙箱即使長期處于低溫冷凍環(huán)境、水中浸泡條件中其強(qiáng)度也不會(huì)明顯降低，且無揮發(fā)物污染，可用于冷凍運(yùn)輸產(chǎn)品包裝、低溫潮濕環(huán)境下產(chǎn)品的包裝儲(chǔ)存，也可用來裝運(yùn)活魚、海產(chǎn)品和含水量極高的一類商品。另外，所述浸漬液為透明無色粘稠液體，浸漬于瓦楞紙板上后紙板的顏色不會(huì)發(fā)生變化，因此不影響原紙箱的圖案、花紋等整體外觀。
浸漬溶體：石蠟油作為浸漬溶體，其加熱后能減小溶體的粘度，使黃麻短纖維能更均勻的被浸漬，同時(shí)，石蠟還具有防水、防潮作用，無毒環(huán)保。
熱塑性丙烯酸樹脂：由單體甲基丙烯酸正丁酯聚合而成，具有良好的彈性和較高的黏接性。
改性劑：三元乙丙膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物均為低溫柔性好的改性材料，兩者均可增強(qiáng)防水膜的柔性，增加防水膜的強(qiáng)度，使紙板在折疊過程中防水膜不被破壞，同時(shí)增強(qiáng)防水膜的防水性能。另外，以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為改性劑制得的防水膜還具有熔融粘度低、粘結(jié)力高、耐寒性高等優(yōu)點(diǎn)，但其軟化點(diǎn)、硬度和強(qiáng)度相對(duì)較低，因此，本發(fā)明將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與三元乙丙膠合用，以彌補(bǔ)上述不足。
納米鈦白粉：為無定型白色粉末，是一種無毒無味無污染的無機(jī)物。其表面分子狀態(tài)呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，加入后能在防水膜干燥時(shí)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顯著增加防水膜的強(qiáng)度；增加紙板的紫外線吸收效應(yīng)，從而提高紙板的耐候性、劃傷性；成倍提高防水膜的抗老化性能、光潔度；保證纖維浸漬的更均勻。另外，其還具有消毒殺菌作用，可滿足瓦楞紙箱的防霉性能要求。
黃麻短纖維：本發(fā)明采用非常環(huán)保的黃麻短纖維，其不僅強(qiáng)度高，且長度一般在400～900μm，該尺寸更適合浸漬。
熱烘：本發(fā)明使用方法中采用熱烘可加快浸漬液的固化定性，使紙板表面光滑圓整，浸漬均勻。
本發(fā)明所述各原材料說明如下：
石蠟油：10號(hào)石蠟油，市售。
三元乙丙膠：改性劑顆粒，美國陶氏生產(chǎn)，型號(hào)4725P，市售。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：改性劑顆粒，型號(hào)2806，VA％＝28，熔融指數(shù)6g/10min。
熱塑性丙烯酸樹脂：改性樹脂，珠狀聚合物。
乙烯基三甲氧硅烷：無色透明液體，型號(hào)A171，市售。
黃麻短纖維：長度1mm，直徑20～30μm。
納米級(jí)鈦白粉：白色粉末，金紅石型，平均粒徑≤100nm，市售。
實(shí)施例1：
一種瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液，其原料組成及其重量份比包括：石蠟油50、三元乙丙膠EPDM 10、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 10、熱塑性丙烯酸樹脂3、乙烯基三甲氧硅烷0.5、納米級(jí)鈦白粉3、黃麻短纖維8，其中，所述熱塑性丙烯酸樹脂由甲基丙烯酸正丁酯單體聚合而成。
上述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的制備方法為：將上述原料按所需比例加入浸漬槽內(nèi)中，并于100℃下混合攪拌5min即可。
上述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的使用方法為：先利用自動(dòng)送紙板機(jī)將瓦楞紙板送入裝有100℃浸漬液的浸漬槽內(nèi)浸漬10s，再從浸漬槽內(nèi)取出的浸漬后的瓦楞紙板，并除去多浸漬液，然后將其送入熱風(fēng)室，于110℃下以10m/min的速度移動(dòng)，進(jìn)一步使浸漬液滲透到紙板內(nèi)部，并使多余的浸漬液流走，最后將從熱風(fēng)室中移出的瓦楞紙板在室溫下冷卻20min即可。
實(shí)施例2：
步驟同實(shí)施例1，不同之處在于：
所述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的原料組成及其重量份比為：石蠟油70、三元乙丙膠EPDM 15、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 15、熱塑性丙烯酸樹脂5、乙烯基三甲氧硅烷0.8、納米級(jí)鈦白粉5、黃麻短纖維10。
所述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的制備方法中，混合溫度為110℃，混合時(shí)間為3min。
所述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的使用方法中，浸漬液的溫度為110℃，浸漬時(shí)間為5s，熱風(fēng)室內(nèi)的溫度為130℃，瓦楞紙板的移動(dòng)速度為15m/min，冷卻時(shí)間為30min。
實(shí)施例3：
步驟同實(shí)施例1，不同之處在于：
所述瓦楞紙箱用防水抗凍浸漬液的原料組成及其重量份比為：石蠟油60、三元乙丙膠EPDM 12.5、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA 12.5、熱塑性丙烯酸樹脂4、乙烯基三甲氧硅烷0.75、納米級(jí)鈦白粉4、黃麻短纖維9。
現(xiàn)將采用上述實(shí)施例使用方法制得的瓦楞紙箱進(jìn)行了性能指標(biāo)檢測，檢測數(shù)據(jù)如下：
1、低溫性能檢測
測試條件：將瓦楞紙箱置于-18±2℃的冷庫中7天，取出后于室溫下放置1小時(shí)。
測試結(jié)果：耐破強(qiáng)度：1530Kpa、戳穿強(qiáng)度：36J、邊壓強(qiáng)度：8300N/m、空想承壓強(qiáng)度：5603N。
2、耐水能力檢測
測試條件：將瓦楞紙箱于沒入20±2℃的自來水中浸泡1小時(shí)(瓦楞紙箱所處位置離水面至少30mm)。
耐破強(qiáng)度：≥1150Kpa
戳穿強(qiáng)度：≥22.5J
邊壓強(qiáng)度：≥5650N/m
空想承壓強(qiáng)度：≥3750N。