基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料及其制备方法技术领域
本发明涉及涂料，具体地，涉及基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料及其制备方法。
背景技术
纸箱是目前绝大多数产品最常见的外包装形式，是保护产品外观、功能、完整性等
的第一道防线，又由于水是造成许多产品外观及功能损害的最大元凶，因此消费大众对于
纸箱的防水性有着极高的要求。
增强纸箱防水性的方法主要是在纸箱表面加涂防水涂料层，加涂的方法主要有机
印刷、手工涂刷、喷涂等。现有的纸箱防水涂料普遍含有大量的高分子，纸箱长时间使用后，
纸箱表面的涂料层会出现霉变的现象。由于霉变，不仅破坏涂料层的防水功效进而降低纸
箱的力学强度，同时，霉变也会造成纸箱内产品的品质下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料及其制备方法，通过
该方法制得的防霉纸板涂料能够稳定地附着于纸箱本体的表面，同时具有优异的防水和抗
菌的性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料的制备
方法，包括：
1)将中草药置于水中进行煎煮以制得中草药提取液的工序；
2)在紫外线的存在下，将膨胀蛭石、草木灰、氯铂酸钠和二硫化钼进行活化处理以
制得活化物的工序；
3)在酸性条件下，将活化物与氨基酸混合后进行改性处理以制得改性活化物的工
序；
4)将丙烯酸乳液、聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二铝、氮化硼和亚硝酸钠
进行接触反应，然后向反应体系中添加乳化剂、改性活化物、中草药提取液进行混合以制得
基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料的工序；
其中，中草药包括艾叶、猪苓、冰片、炒苏子、泽泻、党参、皂荚、葛根、瓜蒌皮和黄
连。
本发明还提供了一种基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料，该基于膨胀蛭石改性的
防霉纸板涂料通过上述的方法制备而得。
通过上述技术方案，本发明通过上述方法中各原料之间以及各工序之间的协同作
用，使得制得的防霉纸板涂料能够稳定地附着于纸箱本体的表面，进而起到防水的作用，同
时该涂料能够有效地防止霉变，进而保证了纸箱本体的力学性能且保证了纸箱内产品的保
存质量。另外，该制备方法中的原料易得、工序简单，进而使得该方法能够具有大面积推广
的可能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体
实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料的制备方法，包括：
1)将中草药置于水中进行煎煮以制得中草药提取液的工序；
2)在紫外线的存在下，将膨胀蛭石、草木灰、氯铂酸钠和二硫化钼进行活化处理以
制得活化物的工序；
3)在酸性条件下，将活化物与氨基酸混合后进行改性处理以制得改性活化物的工
序；
4)将丙烯酸乳液、聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二铝、氮化硼和亚硝酸钠
进行接触反应，然后向反应体系中添加乳化剂、改性活化物、中草药提取液进行混合以制得
基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料的工序；
其中，中草药包括艾叶、猪苓、冰片、炒苏子、泽泻、党参、皂荚、葛根、瓜蒌皮和黄
连。
在本发明的工序1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序1)中，相对于100重
量份的艾叶，猪苓的用量为45-67重量份，冰片的用量为42-56重量份，炒苏子的用量为55-
70重量份，泽泻的用量为45-58重量份，党参的用量为80-105重量份，皂荚的用量为52-67重
量份，葛根的用量为22-41重量份，瓜蒌皮的用量为29-46重量份，黄连的用量为88-98重量
份，水的用量为400-800重量份。
在本发明的工序1)中，煎煮的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制
得的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序1)中，煎煮至少
满足以下条件：煎煮温度为150-170℃，煎煮时间为4-6h。
在本发明的工序2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序2)中，相对于100重
量份的膨胀蛭石，草木灰的用量为55-68重量份，氯铂酸钠的用量为14-27重量份，二硫化钼
的用量为32-48重量份。
在本发明的工序2)中，活化处理的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序2)中，活化
处理至少满足以下条件：活化温度为75-85℃，活化时间为12-16h，紫外线的波长为200-
250nm。
在本发明的工序3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序3)中，活化物与氨
基酸的重量比100：47-65。
在本发明的工序3)中，改性处理的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序3)中，改性
处理至少满足以下条件：改性温度为50-65℃，改性时间为6-10h，体系的pH为4-6。
在本发明的工序4)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序4)中，相对于100重
量份的丙烯酸乳液，聚苯乙烯的用量为14-27重量份，邻苯二甲酸二辛酯的用量为80-110重
量份，三氧化二铝的用量为1.5-4重量份，氮化硼的用量为5-8重量份，亚硝酸钠的用量为
18-26重量份，乳化剂的用量为12-17重量份，改性活化物的用量为33-42重量份，中草药提
取液的用量为45-57重量份。
在本发明的工序4)中，接触反应以及混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但
是为了使得制得的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序4)
中，接触反应至少满足以下条件：反应温度为95-110℃，反应时间为1-2h，真空度为5-
10MPa；混合至少满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间为25-40min。
在本发明的工序4)中，乳化剂以及聚苯乙烯的具体种类可以在宽的范围内选择，
但是为了使得制得的防霉纸板涂料具有优异的力学、防水和抗霉菌的性能，优选地，在工序
4)中，乳化剂选自牌号ER-10乳化剂、牌号OP-10乳化剂、牌号NP-10乳化剂、牌号E-1309乳化
剂和牌号TX-10乳化剂中的一种或多种；聚苯乙烯的重均分子量为3000-6000。
本发明还提供了一种基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料，该基于膨胀蛭石改性的
防霉纸板涂料通过上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将艾叶、猪苓、冰片、炒苏子、泽泻、党参、皂荚、葛根、瓜蒌皮、黄连、水按照100：
57：48：59：48：95：57：31：36：94：500的重量比混合，并于160℃下煎煮5h以制得中草药提取
液；
2)在波长为230nm紫外线的存在下，将膨胀蛭石、草木灰、氯铂酸钠和二硫化钼按
照100：59：18：39重量比混合，并于80℃进行活化处理14h以制得活化物；
3)在pH为5条件下，将活化物与氨基酸(重量比100：55)混合后于55℃改性处理8h
以制得改性活化物；
4)将丙烯酸乳液、聚苯乙烯(重均分子量为5000)、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二
铝、氮化硼和亚硝酸钠混合，并于100℃和真空度为8MPa的条件下进行接触反应1.5h，然后
向反应体系中添加乳化剂(牌号ER-10乳化剂)、改性活化物、中草药提取液，并于25℃下混
合30min以制得基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料A1；
其中，丙烯酸乳液、聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二铝、氮化硼、亚硝酸钠、
乳化剂、改性活化物、中草药提取液的重量比为100：18：90：3：7：22：15：38：49。
实施例2
1)将艾叶、猪苓、冰片、炒苏子、泽泻、党参、皂荚、葛根、瓜蒌皮、黄连、水按照100：
45：42：55：45：80：52：22：29：88：400的重量比混合，并于150℃下煎煮4h以制得中草药提取
液；
2)在波长为200nm紫外线的存在下，将膨胀蛭石、草木灰、氯铂酸钠和二硫化钼按
照100：55：14：32重量比混合，并于75℃进行活化处理12h以制得活化物；
3)在pH为4条件下，将活化物与氨基酸(重量比100：47)混合后于50℃改性处理6h
以制得改性活化物；
4)将丙烯酸乳液、聚苯乙烯(重均分子量为3000)、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二
铝、氮化硼和亚硝酸钠混合，并于95℃和真空度为5MPa的条件下进行接触反应1h，然后向反
应体系中添加乳化剂(牌号OP-10乳化剂)、改性活化物、中草药提取液，并于15℃下混合
25min以制得基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料A2；
其中，丙烯酸乳液、聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二铝、氮化硼、亚硝酸钠、
乳化剂、改性活化物、中草药提取液的重量比为100：14：80：1.5：5：18：12：33：45。
实施例3
1)将艾叶、猪苓、冰片、炒苏子、泽泻、党参、皂荚、葛根、瓜蒌皮、黄连、水按照100：
67：56：70：58：105：67：41：46：98：800的重量比混合，并于170℃下煎煮6h以制得中草药提取
液；
2)在波长为250nm紫外线的存在下，将膨胀蛭石、草木灰、氯铂酸钠和二硫化钼按
照100：68：27：48重量比混合，并于85℃进行活化处理16h以制得活化物；
3)在pH为6条件下，将活化物与氨基酸(重量比100：65)混合后于65℃改性处理10h
以制得改性活化物；
4)将丙烯酸乳液、聚苯乙烯(重均分子量为6000)、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二
铝、氮化硼和亚硝酸钠混合，并于110℃和真空度为10MPa的条件下进行接触反应2h，然后向
反应体系中添加乳化剂(牌号TX-10乳化剂)、改性活化物、中草药提取液，并于35℃下混合
40min以制得基于膨胀蛭石改性的防霉纸板涂料A3；
其中，丙烯酸乳液、聚苯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、三氧化二铝、氮化硼、亚硝酸钠、
乳化剂、改性活化物、中草药提取液的重量比为100：14：80：1.5：5：18：12：33：45。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得涂料B1，不同的是，工序4)中未使用中草药提取液。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得涂料B2，不同的是，工序2)中未进行活化处理。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得涂料B3，不同的是，工序3)中未进行改性处理。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得涂料B4，不同的是，工序4)中未使用改性活化物。
检测例1
将上述涂料涂覆于壁度为0.8cm后的纸盒本体的外表面上，然后阴干以制得具有
涂料层的纸盒。
检测上述纸盒本体的抗冲击强度Ak1(MPa)、纸盒的抗冲击强度Ak2(MPa)；然后将纸
盒置于相对湿度为60％的条件下静置30h，然后检测纸盒的抗冲击强度Ak3(MPa)以及表面
的菌落数(cfu/cm2)。
表1
Ak1(MPa)
Ak2(MPa)
Ak3(MPa)
菌落数(cfu/cm2)
|
A1
1.2
1.5
1.4
8
A2
1.2
1.4
1.3
7
A3
1.3
1.6
1.5
6
B1
1.2
1.3
1.1
15
B2
1.1
1.2
1.0
12
B3
1.2
1.3
1.1
11
B4
1.2
1.3
1.0
10
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的基于膨胀蛭石改性的防霉
纸板涂料能够改善纸盒本体的力学强度，同时还能够起到防水和抗菌的作用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中
的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这
些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本
发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。