一种瓦楞纸内表面超疏水涂层及其制备方法与流程

本发明属于防水涂层，具体涉及一种瓦楞纸内表面超疏水涂层及其制备方法。

背景技术：

1、瓦楞纸板是一种纸质复合板材，是具有粘-弹-塑性的非金属夹层材料，由波纹状瓦楞芯纸和内外面纸粘合而成，用于制造各种瓦楞纸箱，纸托盘，纸衬垫，纸护角，展示架，纸家具，纸玩具，轻质建材制品等，产品呈现多元化趋势，工业应用前景广阔。瓦楞纸板的基本结构以单瓦楞纸板为例说明。单瓦楞纸板，即三层瓦楞纸板，是由面纸、里纸和一层瓦楞芯纸粘合而成。瓦楞纸箱是用瓦楞纸板制成的纸质容器，是一种比较理想的包装容器，具有缓冲性能好、轻便牢固、强度高、原料充足、成本低、便于自动化生产、适用性广泛、印刷性好、环保性好、可回收利用等优良特性，多年来一直用于运输包装和销售包装。

2、由于瓦楞纸箱的材质导致瓦楞纸箱表面极其容易吸水和粘附细菌霉菌，瓦楞纸箱吸水受潮后，一方面会导致瓦楞纸板在受力的时候十分容易发生变形，导致其无法使用让其使用的寿命降低。另一方面细菌霉菌在瓦楞纸箱上繁殖产生大量的菌斑和霉斑，防水耐污性能较差，各项性能大幅度下降，甚至出现无法使用的现象，在接触发霉的纸箱易被染上细菌，对身体健康不利。因此，继续一种瓦楞纸用的防水抗菌涂层，以解决瓦楞纸箱容易吸水受潮和发霉的问题。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种瓦楞纸内表面超疏水涂层及其制备方法，本发明瓦楞纸内表面超疏水涂层中改性无机纳米粒子使涂层具备超疏水性，从而解决瓦楞纸容易吸水受潮的问题；防污剂具有六个苯并异噻唑啉酮单元，抗菌性强，水性聚氨酯包覆使其能够缓慢释放，从而使涂层具备长效的抗菌性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种瓦楞纸内表面超疏水涂层，包括以下重量份原料：e44环氧树脂40~60份、固化剂20~30份、改性无机纳米粒子10~20份、防污剂0.1~1份；所述固化剂为三乙烯四胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、异氟尔酮二胺中的一种；所述改性无机纳米粒子是以聚二甲基硅氧烷疏水改性的介孔二氧化硅；所述防污剂是以水性聚氨酯为囊壁、以异噻唑啉酮衍生物为囊芯通过乳化自组装得到的异噻唑啉酮微胶囊；所述异噻唑啉酮衍生物含有六个苯并异噻唑啉酮单元，所述异噻唑啉酮衍生物的结构式如下：

4、。

5、进一步优选地，所述改性无机纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

6、（1）向聚二甲基硅氧烷加入一定量的介孔二氧化硅，搅拌使介孔二氧化硅均匀分散，然后将分散液放入真空干燥箱中抽真空至0.05mpa，静置1~3h使聚二甲基硅氧烷充分负载孔二氧化硅；

7、（2）然后将混合液离心除去上层聚二甲基硅氧烷清液，向沉淀物加入乙酸乙酯和无水乙醇的混合物，搅拌使沉淀物分散均匀，然后离心除去上层清液，将沉淀物放入真空干燥箱中烘干干燥，得到所述改性无机纳米粒子。

8、进一步优选地，所述步骤（1）中介孔二氧化硅和聚二甲基硅氧烷按固液比1：18~20混合。

9、进一步优选地，所述异噻唑啉酮衍生物的合成原理如下：

10、；

11、其制备方法具体包括以下步骤：

12、a、将1,2-苯并异噻唑-3-酮、碳酸钾和n,n-二甲基甲酰胺混合，随后常温下缓慢加入三溴新戊醇，加热至70℃搅拌反应10~12h，反应结束后加入去离子水溶解产物后用乙酸乙酯萃取混合溶液，向萃取液中加入无水硫酸镁脱水后过滤，滤液旋蒸出去乙酸乙酯，最后用色谱层析柱提纯得到中间体a；

13、b、将中间体a、碳酸钾和二氯甲烷混合，然后在氮气氛围0℃下缓慢加入十二烷二酰氯，室温下搅拌反应20~24h，反应结束后加入去离子水溶解产物后用乙酸乙酯萃取混合溶液，向萃取液中加入无水硫酸镁脱水后过滤，滤液旋蒸出去乙酸乙酯，最后用色谱层析柱提纯得到所述异噻唑啉酮衍生物。

14、进一步优选地，步骤a中1,2-苯并异噻唑-3-酮和三溴新戊醇的摩尔比为3~4：1。

15、进一步优选地，步骤b中中间产物a和十二烷二酰氯的摩尔比为2~3：1。

16、进一步优选地，防污剂的制备方法包括以下步骤：

17、s1、将n,n-二甲基甲酰胺、丙酮按体积比1:1混合得到混合溶剂，将脱水后的聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯和2,2-二羟甲基丙酸分别用混合溶剂溶解，在氮气的保护下缓慢将聚乙二醇溶液滴加入甲苯二异氰酸酯溶液中，在50~55℃下反应1~2h，然后向体系中加入2,2-二羟甲基丙酸溶液，升温至65~75℃，反应2~4h；

18、s2、将反应体系降温至50℃，加入三乙胺反应20~40min，然后将异噻唑啉酮衍生物用n,n-二甲基甲酰胺溶解，然后将异噻唑啉酮衍生物溶液逐滴加入反应体系中，调节ph至7，高速搅拌的同时加入去离子水，当反应体系变成均匀的乳液时停止搅拌，静置2~4h后抽滤，依次采用丙酮和去离子水洗涤，最后真空干燥得到所述防污剂。

19、进一步优选地，步骤s1中聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯和2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为2：4：1。

20、进一步优选地，步骤s2中加入的三乙胺的异噻唑啉酮衍生物的摩尔比为1:1，异噻唑啉酮衍生物的摩尔量与步骤s1中的2,2-二羟甲基丙酸相同。

21、一种瓦楞纸内表面超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：将e44环氧树脂、固化剂、改性无机纳米粒子、防污剂加入混合，加入配方总质量80~90%的丙酮作为稀释剂，搅拌均匀后再均质分散机中以15000~20000r/min速率分散10min，得到所述瓦楞纸内表面超疏水涂层。

22、本发明的有益效果：

23、本发明利用介孔二氧化硅内部多孔结构、极大的比表面积及强吸附性等特点，采用真空负压法将低表面能的聚二甲基硅氧烷载入介孔二氧化硅中，制得疏水改性的介孔二氧化硅，并采用共混法将疏水改性的介孔二氧化硅、环氧树脂、固化剂等混合制得涂层材料，涂层材料涂布固化后接触角＞150°，具备超疏水性。本发明通过1,2-苯并异噻唑-3-酮、三溴新戊醇和十二烷二酰氯合成了具有六个苯并异噻唑啉酮单元的异噻唑啉酮衍生物，使其具备高效抗菌性能，然后再利用水性聚氨酯为囊壁对其进行包覆，提高了异噻唑啉酮衍生物在材料基体中的分散性，同时利用水性聚氨酯的包膜，可以有效防止异噻唑啉酮衍生物的析出流失，使其能够缓慢释放，从而使涂层具备长效的抗菌性。

技术特征：

1.一种瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，包括以下重量份原料：e44环氧树脂40~60份、固化剂20~30份、改性无机纳米粒子10~20份、防污剂0.1~1份；所述固化剂为三乙烯四胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、异氟尔酮二胺中的一种；所述改性无机纳米粒子是以聚二甲基硅氧烷疏水改性的介孔二氧化硅；所述防污剂是以水性聚氨酯为囊壁、以异噻唑啉酮衍生物为囊芯通过乳化自组装得到的异噻唑啉酮微胶囊；所述异噻唑啉酮衍生物含有六个苯并异噻唑啉酮单元，所述异噻唑啉衍酮生物的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述改性无机纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述步骤（1）中介孔二氧化硅和聚二甲基硅氧烷按固液比1：18~20混合。

4.根据权利要求1所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述异噻唑啉酮衍生物的合成原理如下：

5.根据权利要求4所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述步骤a中1,2-苯并异噻唑-3-酮和三溴新戊醇的摩尔比为3~4：1。

6.根据权利要求4所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述步骤b中中间体a和十二烷二酰氯的摩尔比为2~3：1。

7.根据权利要求1所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述防污剂的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述步骤s1中聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯和2,2-二羟甲基丙酸的摩尔比为2：4：1。

9.根据权利要求7所述的瓦楞纸内表面超疏水涂层，其特征在于，所述步骤s2中加入的三乙胺和异噻唑啉酮衍生物的摩尔比为1:1，异噻唑啉酮衍生物的摩尔量与步骤s1中的2,2-二羟甲基丙酸相同。

10.根据权利要求1~9任一项所述瓦楞纸内表面超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将e44环氧树脂、固化剂、改性无机纳米粒子、防污剂加入混合；加入配方总质量80~90%的丙酮作为稀释剂，搅拌均匀后再均质分散机中以15000~20000r/min速率分散10min，得到所述瓦楞纸内表面超疏水涂层。

技术总结本发明属于防水涂层技术领域，公开了一种瓦楞纸内表面超疏水涂层及其制备方法，瓦楞纸内表面超疏水涂层包括以下重量份原料：E44环氧树脂40~60份、固化剂20~30份、改性无机纳米粒子10~20份、防污剂0.1~1份；改性无机纳米粒子是以聚二甲基硅氧烷疏水改性的介孔二氧化硅；防污剂是以水性聚氨酯为囊壁、以异噻唑啉酮衍生物为囊芯通过乳化自组装得到的异噻唑啉酮微胶囊；本发明瓦楞纸内表面超疏水涂层中改性无机纳米粒子使涂层具备超疏水性，从而解决瓦楞纸容易吸水受潮的问题；防污剂具有六个苯并异噻唑啉酮单元，抗菌性强，水性聚氨酯包覆使其能够缓慢释放，从而使涂层具备长效的抗菌性。技术研发人员：车从伟受保护的技术使用者：盐城富邦包装有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/24