本發明屬于瓦楞紙，具體涉及一種高強耐水瓦楞紙及其在防水紙箱的應用。

背景技術：

1、瓦楞紙是一種常用的包裝材料，由一層或多層波紋狀的內芯和一層或兩層平坦的外層紙組成，其以低克重、低成本、高強度、優良的緩沖性能和環境友好等特性成為一種使用非常普遍的紙包裝材料。瓦楞紙誕生至今，有關其各種性能的研究非常多，包括瓦楞紙材料、結構、制造工藝、外界載荷和氣候環境等因素對其靜態和動態性能的影響，這些研究使得人們對瓦楞紙的多數性能有了清晰的認識，為其在包裝等領域的應用奠定了良好的基礎。

2、中國專利(公開號為cn117661366a)公開了一種高強度耐水復合瓦楞紙的制備工藝，該發明利用端氨基超支化含氟聚酰胺-酯作為固化劑，含有疏水性苯環和三氟甲基基團，可以提高環氧樹脂施膠劑的疏水性，降低吸水率，從而在瓦楞紙表面形成疏水涂層，提高瓦楞紙耐水和防水性能。端氨基超支化含氟聚酰胺-酯具有超支化的分子鏈結構，在環氧樹脂中形成三維交聯網絡，對環氧樹脂起到很好的增強和增韌作用，提高了環氧樹脂的沖擊強度和彎曲強度，有利于提高瓦楞紙的環壓指數和環壓強度。但是該專利并未解決現有技術中瓦楞紙的邊壓強度較低，阻燃性能不佳，同時吸水性高的問題，嚴重影響其實際使用。

3、因此，亟需一種高強耐水瓦楞紙，通過使用浸漬液和涂料對瓦楞芯紙進行綜合處理，并對浸漬液和涂料的關鍵組分進行改性處理，增加瓦楞紙的邊壓強度，提升氧指數，并有效降低吸水性。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種高強耐水瓦楞紙及其在防水紙箱的應用，通過使用浸漬液和涂料對瓦楞芯紙進行綜合處理，并在浸漬液中使用改性二氧化硅溶膠和硼量子點改性二氧化鈦，同時對涂料中的羥乙基纖維素進行改性，制備得到高強耐水瓦楞紙，顯著增加邊壓強度，提升氧指數，并有效降低吸水性。

2、為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

3、本發明第一方面提供了一種高強耐水瓦楞紙，所述高強耐水瓦楞紙包括瓦楞芯紙和涂覆于瓦楞芯紙表面的功能涂料，其中，瓦楞芯紙經過浸漬液浸漬改性處理；

4、所述瓦楞紙由如下步驟制成：

5、步驟s1：以重量份計，將10～20份正硅酸乙酯、6～10份石蠟、20～24份無水乙醇和20～24份去離子水混合均勻，在46～48℃的條件下攪拌20～30min，用鹽酸將ph調節為4.2～4.8并攪拌2～4h，然后加入20～30份摩爾濃度為0.1～0.3mol/l的氯化鎂溶液，在54～60℃的條件下攪拌4～6h，再滴加氨水將調節ph至7.4～7.8攪拌1～2h，得到改性二氧化硅溶膠；

6、步驟s2：以重量份計，將4～6份氫氧化鈉加入到90～100份所述改性二氧化硅溶膠中，在70～80℃的條件下攪拌50～60min，然后加入4～6份甲基纖維素和1～3份二氧化鈦繼續攪拌30～40min，得到浸漬液；

7、步驟s3：在50～60℃的條件下將瓦楞芯紙浸沒于浸漬液中10～20s，然后在56～60℃的恒溫鼓風干燥箱內干燥50～60min，得到浸漬處理后的瓦楞芯紙；

8、步驟s4：使用涂料對所述浸漬處理后的瓦楞芯紙進行涂覆處理，涂覆處理完成后，先在室溫下靜置10～20min，再在100～104℃的條件下固化70～80min，最后經瓦楞輥加工，制得高強耐水瓦楞紙。

9、改性二氧化硅溶膠中的石蠟可以在表面形成一層保護膜，當遇到火焰時，石蠟會熔化并覆蓋在紙張上，起到物理隔離的作用，從而延緩燃燒過程；同時二氧化硅表面原位生長有氫氧化鎂，氫氧化鎂在高溫下可以分解成水蒸氣和氧化鎂并吸收了大量的熱量，同時釋放出非易燃的水蒸氣，稀釋可燃氣體濃度，降低火焰溫度，提高瓦楞紙的氧指數。

10、作為一種優選的方案，所述甲基纖維素為羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素；所述羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素的質量比為(1～2):1。

11、通過控制羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素的質量比，保證兩者的合適用量，憑借良好的復配效果增加瓦楞紙的邊壓強度，提升氧指數，并有效降低吸水性。

12、作為一種優選的方案，所述二氧化鈦為硼量子點改性二氧化鈦；所述硼量子點改性二氧化鈦的制備方法包括：以重量份計，將60～80份無水乙醇、20～40份去離子水、2～4份硼量子點和8～10份質量濃度分數20～30％的鹽酸溶液混合攪拌10～20min，得到a液；將60～80份鈦酸四丁酯加入到90～100份無水乙醇中攪拌20～30min，然后用質量濃度分數20～30％的鹽酸溶液調節ph至3.2～3.6，攪拌15～30min得到b液；將80～100份所述a液加入到100～120份所述b液中攪拌40～60min，再加入20～40份去離子水攪拌2～4h形成凝膠，室溫下靜置10～12h，然后在70～80℃條件下干燥20～22h，轉移到管式爐中在480～500℃的條件下煅燒2～4h，冷卻至室溫得到硼量子點改性二氧化鈦。

13、作為一種優選的方案，所述硼量子點的制備方法包括：以重量份計，將2～4份五硼酸銨和1～2份硼酸加入到20～25份去離子水中攪拌1～2h，置于氬氣氛圍下進行水熱反應，反應結束后冷卻到室溫，加入1～2份水合肼攪拌1～2h，然后離心得到上清液，冷凍干燥，得到硼量子點。

14、作為一種優選的方案，所述水熱反應的反應溫度為180～190℃，反應時間為10～12h。

15、硼量子點改性二氧化鈦中的硼量子點可以與瓦楞紙纖維之間形成強的物理吸附，提高纖維間的結合力，進而增強整體結構的穩定性；二氧化鈦具有較高的硬度和良好的耐候性，可以填充到紙張纖維之間的空隙中，提供額外的結構支撐，提升瓦楞紙的邊壓強度。

16、作為一種優選的方案，所述涂料的制備方法包括：以重量份計，將4～6份乙酸和60～70份去離子水混合均勻，然后加入90～100份聚氨酯、1～3份甲醇和4～8份羥乙基纖維素攪拌4～6h，得到涂料。

17、作為一種優選的方案，所述羥乙基纖維素為改性羥乙基纖維素；所述改性羥乙基纖維素的制備方法包括：以重量份計，將20～24份羥乙基纖維素加入100～110份去離子水中，在氮氣氣氛下攪拌1～3h，在36～40℃的條件下加入6～8份硝酸鈰銨、10～14份[2-(甲基丙烯?；趸?乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨，調節ph為7.2～7.4，反應4～6h，反應完成后用丙酮進行沉淀分離，獲得沉淀物；將36～40份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和10～14份氯化鈉加入到200～220份去離子水中攪拌30～40min，再加入40～45份二甲基二烯丙基氯化銨和20～30份前述沉淀物，攪拌1～3h得到混合液，將混合液轉移到反應釜，氮氣氣氛保護下，在80～84℃的條件下加入2～4份過硫酸鉀反應6～8h，反應完成后冷卻至室溫，干燥，粉碎，得到改性羥乙基纖維素。

18、作為一種優選的方案，所述羥乙基纖維素的粘度為800～1200mpa.s。

19、改性羥乙基纖維素中具有兩性離子聚合物，兩性離子聚合物可以減少瓦楞紙內部的毛細管效應，通過改變瓦楞紙表面的微觀結構，抑制水分的吸收；同時改性羥乙基纖維素配合聚氨酯共同作用能夠在瓦楞紙表面形成一層疏水屏障，有效降低紙張的吸水性。

20、作為一種優選的方案，所述涂覆處理中涂布量為40～50g/m2。

21、本發明第二方面提供了一種如第一方面所述的高強耐水瓦楞紙在防水紙箱中的應用。

22、與現有技術相比，本發明的優點和有益效果為：

23、1、本發明先通過浸漬液引入改性二氧化硅溶膠和硼量子點改性二氧化鈦，再通過涂料引入改性羥乙基纖維素，其中改性羥乙基纖維素的兩性離子聚合物能夠與改性二氧化硅溶膠、硼量子點改性二氧化鈦產生吸附作用，構筑出致密的網絡結構，從而提高瓦楞紙的邊壓強度，同時降低其吸水性。

24、2、本發明改性二氧化硅溶膠的氫氧化鎂在高溫下可以吸收大量的熱量并釋放出非易燃的水蒸氣，硅元素則可以促進材料表面形成一層致密的炭層來提高耐火性；硼量子點改性二氧化鈦中的硼元素在高溫下會形成一層穩定的玻璃狀薄膜覆蓋在材料表面，有效隔絕氧氣和熱量；改性羥乙基纖維素中的氮元素可以與燃燒過程中產生的自由基發生反應，從而阻斷鏈式反應減緩燃燒過程；通過鎂-硅-硼-氮多種元素協同作用，顯著提高瓦楞紙的氧指數。

25、3、本發明改性二氧化硅溶膠中的石蠟可以在表面形成一層保護膜，當遇到火焰時，石蠟會熔化并覆蓋在紙張上，起到物理隔離的作用，從而延緩燃燒過程；同時二氧化硅表面原位生長有氫氧化鎂，氫氧化鎂在高溫下可以分解成水蒸氣和氧化鎂并吸收了大量的熱量，同時釋放出非易燃的水蒸氣，稀釋可燃氣體濃度，降低火焰溫度，提高瓦楞紙的氧指數。

26、4、本發明硼量子點改性二氧化鈦中的硼量子點可以與瓦楞紙纖維之間形成強的物理吸附，提高纖維間的結合力，進而增強整體結構的穩定性；二氧化鈦具有較高的硬度和良好的耐候性，可以填充到紙張纖維之間的空隙中，提供額外的結構支撐，通過硼量子點與二氧化鈦的共同作用提升瓦楞紙的邊壓強度。

27、5、本發明的改性羥乙基纖維素中具有兩性離子聚合物，兩性離子聚合物可以減少瓦楞紙內部的毛細管效應，通過改變瓦楞紙表面的微觀結構，抑制水分的吸收；同時改性羥乙基纖維素配合聚氨酯共同作用能夠在瓦楞紙表面形成一層疏水屏障，有效降低紙張的吸水性。