瓦楞纸抗潮剂的研制与性能

柯炳太　陈少平　孙淑秀　李远友　吴宗华（福建师范大学　化学与化工学院,　福建　福州　350007）



瓦楞纸抗潮剂的研制与性能

柯炳太陈少平孙淑秀李远友吴宗华
（福建师范大学化学与化工学院,福建福州350007）

摘要：分别研制了ASA乳液抗潮剂WZS-60和AKD乳液抗潮剂WZS-70，并考察它们在纸张上的防水抗潮效果。结果表明， WZS-60具有良好的防水抗潮效果，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的质量比为9∶1时，WZS-60的防水抗潮性能最好。AKD乳液与添加剂的混合物WZS-70可以用作纸张的防水抗潮剂。

关键词：ASA乳液AKD乳液防水抗潮剂

0　前　言

随着纸产品的应用广泛，各行业对纸张性能的要求越来越高。在包装行业中，由于在产品的储存和运输过程中，纸张容易受到外界潮湿空气的影响，导致纸张发霉、受潮，从而进一步影响产品的质量[1]。所以，纸张的防水抗潮性能的好坏直接影响商品的质量。传统的抗潮工艺是采用高阻湿性的材料，如塑料、金属、树脂等，通过加工等方式覆盖纸张表面[2]。该工艺虽然能起到防水抗潮的效果，但纸张的二次加工利用大大受到的影响。目前，使用环保型的包装纸成为一种趋势。本文研制了新型乳液，用作防水抗潮剂，通过表面施胶的方式，考察了乳液对纸张防水抗潮效果的影响，以期进一步开发高性能纸张防水抗潮剂。

1　试　验

1.1仪器与原料

防水抗潮剂WZS-60由烯基琥珀酸酐ASA与疏水化合物SLR、DDR等复配；防水抗潮剂WZS-70由烷基烯酮二聚体AKD与实验室自制添加剂ZJC和ZJD等复配；商品抗潮剂。

SL200B型接触角测定仪，上海梭伦信息科技有限公司；吸水性测定仪，杭州轻通博科自动化技术有限公司。

1.2表面施胶

将氧化糊化后的淀粉糊液按一定比例与复合乳液复配，制得表面施胶剂。将定量的纸张铺展在水平版面，将表面施胶液均匀地涂在纸张上，于室温下晾干。在恒温恒湿的条件下，将纸张裁剪成φ为12.5 cm的圆片，用吸水性测定仪测定纸张的Cobb值。将质量为m0纸片置于潮湿的空气中，放置168 h后，测定纸张的质量m1。通过公式：

η=（m1- m0）/m0×100%

由式（1）可计算出纸张的吸潮率。

1.3接触角的测定

将一定量的纸张防水抗潮剂均匀地铺展在A4纸张上，晾干。在SL200B型接触角测定仪上测定成膜后的接触角，见图1。

图1　纸张抗潮剂的接触角

2　结果与讨论

2.1纸张防水抗潮剂的性质

从表1可知，由烯基琥珀酸酐ASA与疏水化合物复配防水抗潮剂WZS-60和由烷基烯酮二聚体与助剂复配的WZS-70都能较好地溶于水中，短时间内不出现破乳现象，两者又能均匀地分散在淀粉糊液中。这将有利于抗潮剂通过表面施胶均匀地分布在纸张表面，使纸张表面没有油污点。水滴在WZS-60和WZS-70形成的膜上的接触角分别为60°和61°，均大于商品抗潮剂的52°，表明WZS-60和WZS-70的疏水性大。

表1　不同乳液的基本性质

2.2WZS-60的防水抗潮性能

表2　WZS-60的防水抗潮性能

控制淀粉与助剂的质量比为60∶3对纸张进行表面施胶。从表2可以看出，淀粉中加入商品表胶或WZS-60后纸张的Cobb值下降，纸张的抗水性能提高，WZS-60的作用效果大于商品表胶。将纸张在潮湿的空气中放置168 h后测定吸潮率，淀粉+商品表胶施胶的纸张的吸潮率为1.91%，比淀粉与WZS-60施胶的纸张的0.80%大一倍多，表明WZS-60的抗潮作用。这是由于通过表面施胶，ASA能有效地留着在纸张表面。WZS-60中的酸活性基团与纤维上的基团反应，形成疏水结构，达到防水抗潮的作用[3]。

WZS-60中疏水化合物种类和用量影响其防水抗潮性能。由图2和图3可见，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的质量比为9∶1时，WZS-60的防水抗潮性能最好。

图2　ASA乳液与添加剂复配的Cobb值

图3　ASA乳液与添加剂复配的抗潮性能

A1、A2、A3依次为WZS-60中ASA：疏水化合物SLR=9∶1、7∶3、6∶4

B1、B2、B3依次为WZS-60中ASA：疏水化合物DDR =9∶1、7∶3、6∶4

2.3WZS-70的防水抗潮性能

比较表2和表3可以看出，淀粉在瓦楞纸上进行表面施胶时可大幅降低纸张的Cobb值，加入AKD乳液后，纸张的抗水性能进一步提高。但在吸潮率方面，AKD乳液并末提高纸张的抗潮性能。

表3　AKD乳液的防水抗潮性能

通过在AKD乳液加入添加剂，进一步考察AKD乳液的防水抗潮效果。从表3和图4可以看出，AKD乳液中加入添加剂后纸张的Cobb值降到35。在吸潮率方面，纸张的吸潮率都比AKD乳液的大幅降低。其中加入9%的添加剂ZJC的AKD乳液防水抗潮效果最好。这是由于AKD乳液与添加剂混合后，能使AKD带上正电荷，加快AKD与纸张纤维进行反应，同时也减小了AKD的水解速度，从而提高纸张的防水抗潮性能[4]。

C1、C2依次为WZS-70中AKD乳液：添加剂ZJC = 9.4∶0.6、9.1∶0.9

D1、D2依次为WZS-70中AKD乳液：添加剂ZJD = 9.4∶0.6、9.1∶0.9

图4　AKD乳液与添加剂复配的吸潮性能

2.4与商品防水抗潮剂的比较

将2.3中效果较好的防水抗潮剂与商品抗潮剂进行对比试验。从表4可以看出，淀粉和助剂用量相同的情况下，WZS-70施胶后的纸张的Cobb值明显低于商品表胶与商品抗潮剂混合物的Cobb值。同样，WZS-70施胶后的纸张的吸潮率也小于商品表胶与商品抗潮剂混合物的吸潮率，表明WZS-70可以用作于纸张的防水抗潮剂。

表4　不同助剂的防水抗潮性能

3　结束语

（1）WZS-60具有良好的防水抗潮效果，WZS-60中ASA：疏水化合物SLR的质量比为9∶1时，WZS-60的防水抗潮性能最好。

（2）AKD乳液与添加剂的混合物WZS-70可以用作于纸张的防水抗潮剂。

参考文献：

[1]王敏.绿色防潮包装纸的开发应用[J].江苏造纸,2013(2):32.

[2]章伟伟.环保型超疏水抗潮功能纸张的研[D].广东:华南理工大学.2014:1-2.

[3]毛二林,杨晓武.烯基琥珀酸酐ASA在中性施胶的性能与应用浅析[J].上海造纸,2007(38):40.

[4]龙芬.AKD中性施胶剂施胶机理研究[D].湖北：湖北工业大学,2012:12-15.

柯炳太(1991—)男在读硕士研究生福建师范大学，精细化学品，773011611@qq.com.

陈少平（1956—）女博士教授。研究方向：造纸化学与精细化工。

邮箱：chenshpn@fjnu.edu.cn.

*共同通讯作者：

吴宗华（1957-）男博士教授，研究方向：高分子界面科学。

邮箱：wuzonhua@fjnu.edu.cn.

Development and Properties of Moisture Resistance agent for Corrugated Board

KE Bingtai，CHEN Shaoping，SUN Shuxiu，LI Yuanyou，WU Zonghua
(College of Chemistry and Chemical engineering,Fujian Normal University,Fuzhou 350007, China)

Abstract:ASA emulsion moisture resistance agents WZS-60 and AKD emulsion moisture resistance agents WZS-70 were prepared respectively,and investigated their moisture resistance effects on papers. The results show that,WZS-60 have a good moisture resistance, When the mass ratio of ASA: Hydrophobic compound SLR is 9:1, the moisture resistance of WZS-60 is the best. WZS-70 ,Mixture of ASA emulsion and Additive , can be used as a t moisture resistance agent on papers.

Keywords:ASA emulsion; AKD emulsion; moisture resistance agent

*通讯作者：

作者简介：