石墨烯复合材料箱及其制备方法与流程

本发明属于节能环保产品，本发明涉及一种石墨烯复合材料箱的制备方法。

背景技术：

1、复合材料箱又被称为波纹纸板，是由多层材料粘合而成的纸板。复合材料箱由中间至少一层类似于瓦楞状的波纹芯纸(纸质材料或塑料材料)和至少一层纸板(牛皮纸)粘制而成。在机械性能方面，它具有非常好的延展性和弹性，和非常高的机械强度，能够承受运输过程中的摔跌和碰撞，主要用于包装中的纸箱产品。瓦楞纸箱在实际应用中的主要性能取决于以下三个因素：(1)芯纸：纸质或塑料制成的瓦楞芯纸；(2)面纸板的特性(两面牛皮纸)；(3)纸箱本身的结构。

2、传统意义上的复合材料箱芯纸和面纸板主要是由纸质材料构成，这种纸质材料虽然具有简单、方便、温度影响小的特点，而且耐光照、遮光性能也相当的出色，但是耐潮、耐湿的性能却比较差，如果将这种材料放在湿度较大的环境中使用，会严重影响其机械强度。目前市场上已经开始流行钙塑瓦楞纸芯的复合材料箱，也出现了硅钙塑纸芯的复合材料箱，但硅钙塑复合材料箱大多数还都停留在专利上，并没有针对这种材料进行系统的物理性能测试分析。

3、复合材料箱有很多种分类方法，根据不同的组合方式，可以将其分为以下几种类型：

4、(1)单面复合材料箱，也可以称为双层复合材料箱，它是由一层面纸板和一层瓦楞纸芯粘合制成。单面复合材料箱机械强度低，一般只用来当作简单的垫层、物体之间的间隔和包裹不规则形状物体的外包装。

5、(2)单楞双面复合材料箱，又可以称为三层复合材料箱，由中间的瓦楞芯纸和上下两层牛皮纸粘结而成，主要用于小纸箱和衬板的外包装。

6、(3)双楞双面复合材料箱，又可称为五层复合材料箱，由两层瓦楞芯纸分别夹在三层面纸板之间粘合制成。五层复合材料箱由于用纸多，机械强度大，所以一般用于体积较大，包装物品较重，运输等方面的包装。

7、(4)七层复合材料箱，由三层瓦楞纸芯分别夹于四层面纸板之间粘合制成，一般用来制作大型及特大型的瓦楞纸箱。这种复合材料箱强度非常大，一般用于包装很重要的物品。

8、(5)特强双体复合材料箱是由最简单的单面纸板发展而来，只是它中间的一层瓦楞芯纸由特殊材料制成或者是由两块厚芯纸相叠而成。

9、尽管目前的复合材料箱机械强度已经较高，能满足大多数情景下的应用，但这些复合材料箱耐潮、耐湿的性能却比较差，一旦潮湿之后，机械强度将变差，无法使用在特定的环境中。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题为：现有复合材料箱存在的耐潮、耐湿性能差，无法用在潮湿环境中的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种石墨烯复合材料箱及其制备方法。

3、本发明提供了一种石墨烯复合材料箱的制备方法，包括以下步骤：

4、a、将ca(oh)2浆料配制成悬浮液，加入ca(oh)2浆料重量的0.1～3.0％的晶形控制剂，在25～35℃下通入含有co2的气体进行碳化，气体中co2的含量保持在20～35％之间，碳化至ph为7.0～7.5，得纳米碳酸钙浆液；

5、b、向纳米碳酸钙浆液中加入纳米碳酸钙浆料重量的0.1～3.0％的催长剂，搅拌均匀后置于陈化设备中陈化5h，得陈化后纳米碳酸钙浆液；

6、c、将陈化后纳米碳酸钙浆液通入含有co2的气体继续碳化，气体中co2的含量保持在20～35％之间，碳化至ph为5～7，得纳米碳酸钙分散浆液；加入占纳米碳酸钙分散浆液重量1～3％的氧化石墨烯，搅拌均匀，得到碳酸钙/石墨烯纳米复合材料；

7、d、将高密度聚乙烯hdpe、碳酸钙/石墨烯纳米复合材料、硅藻土、增塑剂、硅烷偶联剂进行混合，并向其加入微量抗氧剂、硬脂酸，混合均匀后，将混料放入温度为130～170℃的密炼机中密炼；

8、e、10分钟后，将混料取出，并放到温度为130～170℃的压片机中用15～25mpa的压力压片5分钟，将其取出自然冷却，得到石墨烯钙塑片材；

9、f、将得到的石墨烯钙塑片材分成三等份，其中一份用瓦楞辊将石墨烯钙塑片材压制成瓦楞状，用黏合剂均匀涂抹在瓦楞状石墨烯钙塑片材上，将瓦楞状石墨烯钙塑片材与另外两份石墨烯钙塑片材进行粘合，得到石墨烯复合材料箱。

10、其中，上述石墨烯复合材料箱的制备方法中，步骤a所述悬浮液中每100g ca(oh)2中加入溶剂120g。

11、其中，上述石墨烯复合材料箱的制备方法中，步骤a所述晶形控制剂为al2(so4)3、znso4或h2o2中的至少一种。

12、其中，上述石墨烯复合材料箱的制备方法中，步骤d中高密度聚乙烯hdpe占比15～25％、碳酸钙/石墨烯纳米复合材料占比65～75％、硅藻土占比5～15％、增塑剂占比1～5％、硅烷偶联剂占比1～5％，抗氧剂占比0.05％～0.1％、硬脂酸0.05％～0.1％。

13、其中，上述石墨烯复合材料箱的制备方法中，步骤f中所述的黏合剂组成包括：90％水基胶、10％松香。

14、本发明还提供了一种由上述方法直接制备得到的石墨烯复合材料箱。

15、本发明的有益效果为：

16、本发明提供了一种拉伸强度更高、抗冲击更好、粘结更强、耐热方面更优秀的石墨烯复合材料箱，采用加入石墨烯的方式，制备新型石墨烯复合材料箱，提高了纸板的强度，并且耐潮耐湿，在潮湿的环境中仍能保持较好机械强度，拓宽了复合材料箱的使用环境。

技术特征：

1.石墨烯复合材料箱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料箱的制备方法，其特征在于：步骤a所述悬浮液中每100g ca(oh)2中加入溶剂120g。

3.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料箱的制备方法，其特征在于：步骤a所述晶形控制剂为al2(so4)3、znso4或h2o2中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料箱的制备方法，其特征在于：步骤d中高密度聚乙烯hdpe占比15～25％、碳酸钙/石墨烯纳米复合材料占比65～75％、硅藻土占比5～15％、增塑剂占比1～5％、硅烷偶联剂占比1～5％，抗氧剂占比0.05％～0.1％、硬脂酸0.05％～0.1％。

5.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料箱的制备方法，其特征在于：步骤f中所述的黏合剂组成包括：90％水基胶、10％松香。

6.权利要求1-5任一项所述的方法直接制备得到的石墨烯复合材料箱。

技术总结本发明属于节能环保产品技术领域，本发明涉及一种石墨烯复合材料箱的制备方法。针对现有复合材料箱存在的耐潮、耐湿性能差，无法用在潮湿环境中的问题，本发明提供了一种石墨烯复合材料箱及其制备方法，包括制备纳米碳酸钙浆液、陈化、碳化，加入氧化石墨烯，得到碳酸钙/石墨烯纳米复合材料，再加入高密度聚乙烯HDPE、硅藻土、增塑剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、硬脂酸，密炼，压片，黏合，得到石墨烯复合材料箱。本发明提供了一种拉伸强度更高、抗冲击更好、粘结更强、耐热方面更优秀的石墨烯复合材料箱，采用加入石墨烯的方式，提高了纸板的强度，并且耐潮耐湿，在潮湿的环境中仍能保持较好机械强度，拓宽了复合材料箱的使用环境。技术研发人员：潘登,李伟,李炜康受保护的技术使用者：深圳环能石墨烯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17