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一种具有缓冲性能的水性发泡涂料、制备方法及应用

文献发布时间:2024-04-18 19:58:30


一种具有缓冲性能的水性发泡涂料、制备方法及应用

技术领域

本发明属于包装材料技术领域,尤其是一种具有缓冲性能的水性发泡涂料、制备方法及应用。

背景技术

网上生活成为我国中青年人群中最具普遍性的生活方式,而网购产品在运输过程中的质量保障主要依赖于物流的缓冲包装材料。为了避免消费者购买的产品在运输、装卸、贮存等流通过程中受到挤压或跌落引起的机械损伤,多在包装盒或袋中加入具有缓冲性能的泡沫或者塑料空气袋,保护产品的性能与形貌。

目前常见的缓冲包装材料主要有发泡塑料缓冲材料、气垫缓冲材料和植物纤维类缓冲包装材料。其中发泡塑料缓冲包装材料因其具有质量轻、易加工和价格低的特点而得到广泛应用,但快递包装材料使用寿命短,丢弃后无法再次回用,导致大量材料浪费,增加环境负担。气垫缓冲材料是在气垫薄膜中封入大量空气,具有良好的弹性、隔热性和缓冲性能,但气垫缓冲材料不适用于包装重量较大,负荷集中的尖锐物品,以免压破或剌破气泡而使其失去缓冲作用;植物纤维类缓冲包装材料是近些年国际上对环保绿色包装材料的高度要求下产生的,是一种可降解缓冲包装发泡材料,目前可通过木质素、纤维、淀粉等生物质资源,结合使用适当的发泡剂及其他相关助剂加工制成,具有成本低、绿色环保、可回收再利用等优点,但植物纤维类缓冲发泡材料仍面临发泡闭率低、弹性变形范围小、耐水性差等问题,目前无法实现规模化产业应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种具有缓冲性能的水性发泡涂料、制备方法及应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,所述水性发泡涂料包括如下原料组成成分:热膨胀微球、胶黏剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂;所述水性发泡涂料在80~180℃的温度下干燥固化并发泡成型;

所述水性发泡涂料能够应用在纸基包装材料中,且作为发泡层,该发泡层是通过采用点彩的方式施涂制备的,所述水性可发泡涂料的涂布量为0.5~20g/m

进一步地,所述水性发泡涂料包括如下重量份数的原料组成成分:热膨胀微球为100份,胶黏剂为45~150份,分散剂为2~5份,润湿剂为1~30份,增稠剂为1~3份,消泡剂为0.5~5份,涂料总固含量为30~65%wt。

进一步地,所述纸基包装材料为纤维素基纸材料,定量为50~200g/m

进一步地,所述热膨胀微球具有发泡作用,热膨胀微球是一种热塑性的空心聚合物微球,呈核壳结构,外壳由热塑性的丙烯酸类共聚物或丙烯腈类共聚物构成,核为封入的烷烃气体;微球的平均粒径范围5~100μm,密度为40±5kg/m

或者,所述胶黏剂具有粘结作用,所述胶黏剂为苯丙胶乳、丁苯胶乳(低、中和高玻璃化温度)、羧基丁苯胶乳(低、中和高玻璃化温度)、聚乙烯醇(低、中和高醇解度)、羧甲基纤维素钠(低、中和高粘度)、淀粉(原淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、预糊化淀粉、羧甲基改性淀粉和交联淀粉)中的一种或其中任意组合;

或者,所述分散剂具有防止微球絮聚作用,所述分散剂为磷酸盐类、丙烯酸钠盐类、高分子丙烯酸钠盐类中的一种或其中任意组合。

进一步地,所述润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、阴离子表面活性剂、烷基聚氧乙烯醚类中的一种或其中任意组合。

进一步地,所述增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或其中任意组合;

或者,所述消泡剂为正丁醇、改性聚硅氧烷、聚二甲基硅油或磷酸三丁酯中的一种或其中任意组合。

如上所述的水性发泡涂料的制备方法,包括如下步骤:

首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热膨胀微球的同时逐渐升高分散机转速,直至热膨胀微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入胶黏剂、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

如上所述的水性发泡涂料在纸基包装材料的制备中的应用。

利用如上所述的水性发泡涂料制备得到的纸基包装材料。

如上所述的纸基包装材料的制备方法,包括如下步骤:

1)将分散均匀的水性发泡涂料以点彩法施涂在纸基表面,点的直径为0.2~5cm,施涂的涂布量为0.5~20g/m

2)在将施涂后的纸张置于加热装置中干燥30s后,在施涂层表面垂直叠放同施涂层面积大小一样的纸张;

3)将以上复合后的纸张置于温度为80~180℃的加热装置中0.5~2min,待涂层完全干燥后,取出含有发泡层的牛皮纸;

4)将夹心为发泡层的牛皮纸四周用封边胶封边,获得一张完整的牛皮纸信封袋纸;

5)按照纸袋的纸样模型裁剪牛皮纸信封袋纸,最后使用封边机把模型纸组合成牛皮纸信封袋纸,得到纸基包装材料。

进一步地,所述加热装置为红外干燥、热风干燥、烘箱干燥、微波干燥的加热装置中的一种或其任意组合。

本发明取得的优点和积极效果为:

1、本发明水性可发泡涂料中添加了热塑性的空心聚合物微球,利用其在一定温度下热塑性的外壳软化,壳体里的气体同时受热膨胀,从而使微球的体积瞬间扩大的特性,同时添加一定量的水性胶黏剂,促进微球外壳软化,增加涂料中微球的发泡率,同时使发泡层具有优异的静态压缩与缓冲性能。

2、本发明水性可发泡涂料具有施涂性能佳,成本低廉的优点,应用在纸基包装材料中作为发泡层中具有优异的缓冲性能,尤其采用点彩法应用于纸袋包装的发泡层中不仅大幅减少了涂料的使用量,降低生成成本,而且还显著增加了包装产品的缓冲性能。

3、本发明水性可发泡涂料具有缓冲性能、可回收再利用的特性,应用在纸基包装材料中,使纸基包装材料不仅具有质轻、价廉的特点,还具有柔软性高、缓冲性能强的优点,与瓦楞纸板包装材料相比可增加单次物流运输量,减少运输质量,降低物流成本,此外该纸基包装袋使用后可100%回收再利用,对环境不造成污染,符合绿色可持续性低碳包装材料的发展方向。

附图说明

图1为本发明中发泡微球的发泡机理图;

图2为本发明中点彩法的施涂模具图;

图3为本发明中具有缓冲效果含发泡层纸基包装袋的截面结构示意图;

图4为本发明中实施例发泡涂料干燥后的发泡形貌图;

图5为本发明中对比例发泡涂料干燥后的发泡形貌图;

图6为本发明中牛皮纸缓冲包装袋压缩性能图。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明进一步说明,下属实施例是叙述性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

具体实施例中所涉及的各种实验操作,均为本领域的常规技术,本文中没有特别注释的部分,本领域的普通技术人员可以参照本发明申请日之前的各种常用工具书、科技文献或相关的说明书、手册等予以实施。

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,所述水性发泡涂料包括如下原料组成成分:热膨胀微球、胶黏剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂;所述水性发泡涂料在80~180℃的温度下干燥固化并发泡成型;

所述水性发泡涂料能够应用在纸基包装材料中,且作为发泡层,该发泡层是通过采用点彩的方式施涂制备的,所述水性可发泡涂料的涂布量为0.5~20g/m

较优地,所述水性发泡涂料包括如下重量份数的原料组成成分:热膨胀微球为100份,胶黏剂为45~150份,分散剂为2~5份,润湿剂为1~30份,增稠剂为1~3份,消泡剂为0.5~5份,涂料总固含量为30~65%wt。

较优地,所述纸基包装材料为纤维素基纸材料,定量为50~200g/m

较优地,所述热膨胀微球具有发泡作用,热膨胀微球是一种热塑性的空心聚合物微球,呈核壳结构,外壳由热塑性的丙烯酸类共聚物或丙烯腈类共聚物构成,核为封入的烷烃气体;微球的平均粒径范围5~100μm,密度为40±5kg/m

或者,所述胶黏剂具有粘结作用,所述胶黏剂为苯丙胶乳、丁苯胶乳(低、中和高玻璃化温度)、羧基丁苯胶乳(低、中和高玻璃化温度)、聚乙烯醇(低、中和高醇解度)、羧甲基纤维素钠(低、中和高粘度)、淀粉(原淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、预糊化淀粉、羧甲基改性淀粉和交联淀粉)中的一种或其中任意组合;

或者,所述分散剂具有防止微球絮聚作用,所述分散剂为磷酸盐类、丙烯酸钠盐类、高分子丙烯酸钠盐类中的一种或其中任意组合。

较优地,所述润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、阴离子表面活性剂、烷基聚氧乙烯醚类中的一种或其中任意组合。

较优地,所述增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或其中任意组合;

或者,所述消泡剂为正丁醇、改性聚硅氧烷、聚二甲基硅油或磷酸三丁酯中的一种或其中任意组合。

如上所述的水性发泡涂料的制备方法,包括如下步骤:

首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热膨胀微球的同时逐渐升高分散机转速,直至热膨胀微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入胶黏剂、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

如上所述的水性发泡涂料在纸基包装材料的制备中的应用。

利用如上所述的水性发泡涂料制备得到的纸基包装材料。

如上所述的纸基包装材料的制备方法,包括如下步骤:

1)将分散均匀的水性发泡涂料以点彩法施涂在纸基表面,点的直径为0.2~5cm,施涂的涂布量为0.5~20g/m

2)在将施涂后的纸张置于加热装置中干燥30s后,在施涂层表面垂直叠放同施涂层面积大小一样的纸张;

3)将以上复合后的纸张置于温度为80~180℃的加热装置中0.5~2min,待涂层完全干燥后,取出含有发泡层的牛皮纸;

4)将夹心为发泡层的牛皮纸四周用封边胶封边,获得一张完整的牛皮纸信封袋纸;

5)按照纸袋的纸样模型裁剪牛皮纸信封袋纸,最后使用封边机把模型纸组合成牛皮纸信封袋纸,得到纸基包装材料。

较优地,所述加热装置为红外干燥、热风干燥、烘箱干燥、微波干燥的加热装置中的一种或其任意组合。

具体地,相关制备及检测如下:

术语解释:

本发明中,

1、冠词"一个"、"一种"和"所述":除非以其它方式明确地限定到一个(种)对象,否则包括复数的对象。

2、数值范围:除非以其他方式明确指出,本文中公开的所有范围或比率将会被理解为包括其中包含的任何和所有的子范围或子比率。例如,声明的1至30的范围或比率应当被认为包含在最小值1和最大值30之间,并且包括断端点在内的任何子范围或子比率、整数、小数或由整数或小数构成的子范围或子比率。

3、术语“点彩法”,源于一种绘画的技巧,是一种将涂料以点的形式整齐地排列或随意地点在施涂基材上的方法。

实施例一

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按重量份数计,其原料组成如下:热膨胀微球100份,苯丙胶乳为30份,分散剂(赛菲化学生产的型号:DZ-509)为4份,润湿剂(南京汉宝工业原料有限公司生产的型号:TEGO 655)为10份,增稠剂(市售的低粘度羧甲基纤维素钠)为1份,消泡剂(金属皂类消泡剂,名为圣诺普科消泡剂NOPCO NXZ)为0.5份,涂料总固含量为40%wt。

由于热膨胀微球在水相体系中的分散性能较差,容易发生分层或团聚的现象,因此在本发明涂料配制过程中首先使用分散剂将其分散均匀,以保证涂料的均匀性及施涂产品的均匀度。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热分散微球的同时逐渐升高分散机转速,直至微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入苯丙胶乳、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

具体地移取本实施例中制备的涂料体积2ml,点涂均匀在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡,观察发泡层中点的发泡情况与形貌。

实施例二

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按重量份数计,其原料组成如下:热膨胀微球100份,苯丙胶乳为90份,分散剂(赛菲化学生产的型号:DZ-509)为4份,润湿剂(南京汉宝工业原料有限公司生产的型号:TEGO 655)为10份,增稠剂(市售的低粘度羧甲基纤维素钠)为1份,消泡剂(金属皂类消泡剂,名为圣诺普科消泡剂NOPCO NXZ)为0.5份,涂料总固含量为40%wt。

由于热膨胀微球在水相体系中的分散性能较差,容易发生分层或团聚的现象,因此在本发明涂料配制过程中首先使用分散剂将其分散均匀,以保证涂料的均匀性及施涂产品的均匀度。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热分散微球的同时逐渐升高分散机转速,直至微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入苯丙胶乳、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

具体地移取本实施例中制备的涂料体积2ml,点涂均匀在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡,观察发泡层中点的发泡情况与形貌。

实施例三

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按重量份数计,其原料组成如下:热膨胀微球100份,低醇解度聚乙烯醇为90份,分散剂(赛菲化学生产的型号:DZ-509)为4份,润湿剂为20份,增稠剂(市售的低粘度羧甲基纤维素钠)为1份,消泡剂(金属皂类消泡剂,名为圣诺普科消泡剂NOPCO NXZ)为0.5份,涂料总固含量为50%wt。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热分散微球的同时逐渐升高分散机转速,直至微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入预先糊化充分的聚乙烯醇胶乳、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

具体地移取本实施例中制备的涂料体积2ml,点涂均匀在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡,观察点涂点的发泡情况与形貌。

实施例四

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按重量份数计,其原料组成如下:热膨胀微球100份,低醇解度聚乙烯醇为45份,苯丙胶乳45份,分散剂(赛菲化学生产的型号:DZ-509)为4份,润湿剂为20份,增稠剂(市售的低粘度羧甲基纤维素钠)为1份,消泡剂(金属皂类消泡剂,名为圣诺普科消泡剂NOPCO NXZ)为0.5份,涂料总固含量为50%wt。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在300转/分钟以下,向其中依次加入水、分散剂、热膨胀微球,在加入热分散微球的同时逐渐升高分散机转速,直至微球全部加入,且分散机的转速升到3000转/分钟,搅拌30分钟后,将分散机转速缓慢降速到500转/分钟,依次加入预先糊化充分的聚乙烯醇胶乳、丁苯胶乳、润湿剂和消泡剂,搅拌10~15分钟,最后加入增稠剂调节涂料黏度,即可得到混合均匀的涂料分散液。

具体地移取本实施例中制备的涂料体积2ml,点涂均匀在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡,观察点涂点的发泡情况与形貌。

实施例五

具体地将实施例四制备的涂料应用于牛皮纸信封袋包装材料的制备中,起制备方法包括以下依次进行的步骤:

1)将分散均匀的水性发泡涂料以辊涂法满版施涂在A4纸大小的牛皮纸表面,点的直径为2cm,施涂的涂布量为2.5g/m

2)在将施涂后的牛皮纸张置于恒温烘箱中干燥30s后,在施涂层表面垂直叠放同施涂层面积大小一样的牛皮纸;

3)将以上复合后的纸张置于温度为100℃的恒温烘箱中1min,待涂层完全干燥后,取出含有发泡层的牛皮纸;

4)将夹心为发泡层的牛皮纸四周用封边胶封边,获得一张完整的牛皮纸信封袋纸;

5)按照纸袋的纸样模型裁剪牛皮纸信封袋纸,最后使用封边机把模型纸组合成牛皮纸信封袋纸;

最终测定牛皮纸信封袋的缓冲包装性能。

实施例六

具体地将实施例四制备的涂料应用于牛皮纸信封袋包装材料的制备中,起制备方法包括以下依次进行的步骤:

1)将分散均匀的水性发泡涂料利用附图2所示的点彩模板,以点彩法施涂在A4纸大小的牛皮纸表面,点的直径为1cm,施涂的涂布量为2.5g/m

2)在将施涂后的牛皮纸张置于恒温烘箱中干燥30s后,在施涂层表面垂直叠放同施涂层面积大小一样的牛皮纸;

3)将以上复合后的纸张置于温度为100℃的恒温烘箱中1min,待涂层完全干燥后,取出含有发泡层的牛皮纸;

4)将夹心为发泡层的牛皮纸四周用封边胶封边,获得一张完整的牛皮纸信封袋纸;

5)按照纸袋的纸样模型裁剪牛皮纸信封袋纸,最后使用封边机把模型纸组合成牛皮纸信封袋纸。

在本实施例中,所用点彩模板中点柱间的间距均匀排列,横纵向间距均为3cm。最终测定牛皮纸信封袋的缓冲包装性能。

实施例七

实施例七的牛皮纸信封袋与实施例六的区别在于牛皮纸信封袋的制备步骤3)中:将经点彩法施涂且复合后的纸张置于温度为120℃的恒温烘箱中干燥1min;其余过程都与实施例六一致。

上述实施例制备方法制备的涂料,热塑性发泡微球先通过分散剂在水相中分散均匀以使发泡涂料在施涂过程中始终保持均匀分散,且使发泡层均匀性优良。另外,发泡涂料中采用加入水性黏合剂,使得发泡微球的发泡后可以与周围的粒子以及基材间形成良好的粘结层,使发泡球不易脱落或漂浮,使整个生产过程清洁度提高,降低生产车间的粉尘度。涂料中加入增稠剂是通过调节黏度调控纸基表面点彩涂布的涂布量,利于生产缓冲性能具有差异的包装袋产品。

对比例一

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按涂料的总重量比,其原料组成如下:木薯预糊化淀粉20%wt,固含量为40%的纸纤维浆料49%wt,热膨胀微球10%wt,水20%wt。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在500转/分钟,向其中依次加入水、木薯预糊化淀粉、纸纤维浆料、热膨胀微球,搅拌20~30分钟,即可得到混合均匀的涂料分散液。

本对比例的配方中,淀粉基料购自广东中轻枫泰生化科技有限公司,纸纤维浆料为漂白阔叶木浆。

具体地移取本对比例中制备的涂料体积2ml,均匀地点在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡。

对比例一获得的涂料分散液,按照实施例五中将涂料应用到牛皮纸信封包装袋产品中,观察点涂点的发泡情况与形貌。

对比例二

一种具有缓冲性能的水性发泡涂料,按涂料的总重量比,其原料组成如下:木薯羧甲基化改性淀粉20%wt,固含量为30%的纸纤维浆料50%wt,热膨胀微球7%wt,水22%wt,润湿流平剂1%wt。

本实施例中涂料制备方法为:首先启动篮式研磨机分散机,调节分散机的转速在500转/分钟,向其中依次加入水、木薯羧甲基化改性淀粉、纸纤维浆料、热膨胀微球,搅拌20~30分钟,即可得到混合均匀的涂料分散液。

本对比例的配方中,淀粉基料购自广东中轻枫泰生化科技有限公司,纸纤维浆料为漂白阔叶木浆。

具体地移取本对比例中制备的涂料体积2ml,点涂均匀在牛皮纸表面,置于温度为100℃的恒温干燥烘箱中,使其干燥并发泡。

对比例二获得的涂料分散液,按照实施例五中将涂料应用到牛皮纸信封包装袋产品中,观察点涂点的发泡情况与形貌,测定牛皮纸信封袋的缓冲包装性能。

对比例三

对比例三同实施例二,不同之处在于:热膨胀微球为99份,其余同实施例二。

检测项目如下:

1)外观形貌观察:采用相机拍摄并记录发泡涂料经烘干后的外观形貌。

2)静态压缩测试:参考国家标准GB/T8168-2008《包装用缓冲材料静态压缩试验方法》。

3)运输模拟测试:参考国家标准GB/T 4857.23-2021《包装运输包装件基本试验第23部分:垂直随机振动试验方法》,用牛皮纸基缓冲包装袋装好玻璃器皿250ml烧杯作为内容物,放在同等大小规格的瓦楞纸箱内做整箱的运输模拟测试,具体为振动测试,振动频率为200rpm,对纸箱正面与侧面的测定时间均为90分钟,之后待平台保持平稳后,取出内容物,并观察其是否有破损现象。

4)跌落测试:在跌落测试仪上设置跌落高度为610mm,跌落方式为一角、三棱和六面的自由落体,测试完成后打开纸袋包装袋,观察牛皮纸缓冲包装袋内的内容物是否有破损现象。

检测结果:

从图4的实施例发泡涂料经干燥后的发泡形貌可以看出,实施例一的涂料可以发泡,但是发泡后的微球粒子极易从基材表面脱离,易产生很多粉末状的漂浮物,这是因为发泡涂料所用的胶黏剂量为30份,不足以使发泡后的粒子彼此相互粘附及将其粘附在基材表面。实施例二的涂料可以充分发泡,发泡后的粒子间可以彼此粘附,并且也可以牢固地粘附在基材表面,可见涂料中胶黏剂用量为90份时可以制备出即可使发泡微球充分发泡又可使发泡微球间彼此相互粘结牢固。实施例三的涂料干燥后发泡微球发泡不充分,发泡微球表面有胶黏剂覆盖,这是由于聚乙烯醇作为胶黏剂在干燥后的成膜性能好,且膜的强度较高,容易将发泡微球的外壳硬化,难以膨胀发泡导致,也同时使微球极易与基材粘附在一起。实施例四的涂料是复合使用了实施例二和实施例三的胶黏剂,使发泡微球充分发泡的同时更加牢固的粘附在基材表面,使发泡后的微球黏连性好。实施例五采用实施例四的涂料经过满版印刷后,形成连续性的包装夹层;实施例六采用点彩式的涂布方式,将实施例四所用的涂料均匀地施涂在牛皮纸基上形成发泡夹层,各发泡点均得到充分发泡;实施例七,基于实施例六,进一步优化发泡温度,结果发现将发泡温度提高到120℃后,发现夹层中的发泡点明显大于实施例六的发泡点,这是因为升高发泡温度后,封闭的夹层可以维持较高的水分,从而促进发泡球的外壳软化,利于提高发泡效率,从而使发泡体积增大,增大了夹层的发泡点。

同时,通过对比实施例三和实施例四,可以看出,本发明中低醇解度聚乙烯醇和苯丙胶乳能够协同提高制备得到的水性发泡涂料的相关性能,特别是低醇解度聚乙烯醇:苯丙胶乳的质量比为1:1时,能够协同大大提高制备得到的水性发泡涂料的相关性能。

从图5的对比例发泡涂料干燥后的发泡形貌可以看出,对比例一的涂料发泡后的体积偏小,且发泡后的微球呈分散性聚集现象,可能是该条件下的发泡微球与木薯预糊化淀粉及纸浆纤维的混合存在不均匀性所导致。对比例二的涂料整体发泡效果较对比例一有显著改善,但发泡点的体积与实施例四相比显著较小,可见实施例四采用的发泡涂料具有优异的发泡性能。对比例三的涂料发泡效果较实施例二明显较弱,施涂点整体的发泡效率较低,涂料易铺展,在同样的点彩条件下施涂后的点面积明显大于实施例二中的点,这是因为涂料中胶黏剂与发泡微球的质量比增大,涂料的流动性能增强,使涂料易于在基材表面润湿铺展;与此同时也使发泡微球表面被苯丙胶乳的包裹率增加,使单个气泡点中发泡微球的发泡效率降低,两个因素导致对比例三的涂料发泡后发泡点体积小面积大,进而不利于用于缓冲包装袋的制作与使用。因此,本发明中水性发泡涂料的原料热膨胀微球为100重量份、胶黏剂为45~150重量份之间具有协同作用,能够协同提高制备得到的水性发泡涂料的相关性能,特别是热膨胀微球为100重量份、苯丙胶乳为90重量份之间的协同作用更为明显,能够协同提高制备得到的水性发泡涂料的相关性能。因此,基于涂料的发泡情况,对比例二的涂料可以应用在制作牛皮纸缓冲包装袋中,检测其性能,并用于与实施例进行对比分析。

图6的压缩性能是将发泡涂料以两种施涂方式及改变发泡温度制成牛皮纸缓冲包装袋测定的结果,实施例五采用满版式的施涂方式制成的牛皮纸袋与实施例六采用点彩式的施涂方式制成的牛皮纸缓冲包装袋相比,点彩式的施涂方式使牛皮纸缓冲包装袋具有更高的压缩应变能力,从表1的压缩载荷及压缩位移的数据看出两者存在显著差异,结果表明点彩式的实施方式使纸袋的压缩载荷从663.33N提高到789.53N,压缩位移也得到显著提高,从3.05mm提高到3.84mm,同时实施例五的跌落测试结果发现内容物表面出现了裂痕,可见其较低的压缩位移与载荷使其抗撞击能力较弱,无法对内容物起到保护作用,说明点彩式的施涂方式可以显著改善包装袋的缓冲包装性能。实施例七与实施例六相比,干燥温度提高到120℃后,压缩应变能力进一步大幅提高,压缩载荷相比实施例六提高了1.4%,可达到800.43N,压缩位移提高19%,达到4.57mm,充分说明在最佳的施涂方式(点彩式)下采用较高的发泡温度,水性发泡涂料可使牛皮纸缓冲包装袋具有最优异的缓冲性能,此外两者的运输与跌落测试结果都对内容物具有良好的缓冲性能。对比例二相比于对比例一和对比例三具有更高的发泡性能,因此实验中只测定了对比例二获得的牛皮纸包装袋的缓冲包装性能,从表1的性能表中,可以看出,对比例二的压载负荷和压缩位移远低于实施例五,因而采用对比例二的牛皮纸包装袋测定内容物的运输与跌落试验中内容物出现了严重破损的现象。相比于市售产品,实施例七在压缩载荷和压缩位移上具有极大的优越性。

表1检测性能表

尽管为说明目的公开了本发明的实施例,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

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06120116505474