一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％-20％的水溶液，浸渍滤纸1-3min后，将滤纸在100-105oC下烘干编号；（2）将浓度为5-9％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1~1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液，将步骤（1）中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该羧甲基纤维素-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24-48h，即得。

【技术实现步骤摘要】
一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张及其制备方法
本专利技术涉及一种加填抄造的纸张，特别是一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张。
技术介绍
羧甲基纤维素，是纤维素的羧甲基团取代产物。根据其分子量或取代程度，可以是完全溶解的或不可溶的多聚体，后者可作为弱酸型阳离子交换剂，用以分离中性或碱性蛋白质等。羧甲基纤维素可形成高粘度的胶体、溶液、有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、保水、保护胶体、薄膜成型、耐酸、耐盐、悬浊等特性，且生理无害，因此在食品、医药、日化、石油、造纸、纺织、建筑等领域生产中得到广泛应用。羧甲基纤维素（CMC)为无毒无味的白色絮状粉末，性能稳定，易溶于水，其水溶液为中性或碱性透明粘稠液体，可溶于其它水溶性胶及树脂，不溶于乙醇等有机溶剂。CMC可作为粘合剂、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。用于造纸工业CMC在造纸工业中可作纸面平滑剂、施胶剂。在纸浆中加入0.1%～0.3%的CMC能使纸张增强抗张力40%～50%，抗压破裂度增加50%，揉性增大4～5倍。近年来,随着我国经济的高速发展,人们生活和文化水平的提高,科技的进步,推动了特殊纸种在各领域中作为新材料的广泛应用。某些特殊填料可以赋予纸张特殊的性能，例如，磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、导电性、除臭性、高松厚性、热缓冲/隔热性、光致发光性，使加填纸张成为特种纸来满足人们对纸张更多新性能的需求然而，在纸张中加填也对纸张质量和造纸工业生产造成负面影响，加填的纸张，由于填料分散于纤维之间，使纸张的结构疏松多孔，减少了纤维间的相互接触和氢键结合，使纸张的物理强度下降，加填还会使纸张掉毛掉粉现象增加，并使纸张毛细孔增加，提高了纸张的吸收性，减小纸张的伸缩变形和保水性能，加填还会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害更大。纳米二氧化钛TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米TiO2在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米TiO2薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为CO2和O2，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米TiO2，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米TiO2的催化作用，可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。纳米TiO2光催化作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容易地进行。纸是在纸机上抄造形成的,湿纸页在网部的脱水成形,再经压榨及干燥部的进一步强化脱水而成。造纸过程中加入矿物填料不仅可用来改进纸张的光学性能、平滑度和印刷适印性等，而且节约能源、降低原料消耗、提高纸品性能和产量，在造纸领域广泛采用。目前的纸张浆内施胶剂主要有松香胶、强化松香胶、分散松香胶、石油树脂胶、石蜡胶等，其中松香类施胶剂和石油树脂类施胶剂主要用于酸性抄纸，对填料改性效果较差，难以达到工业化生产的要求。因此迫切希望找到一种填料改性方法，在增强纸张性能的同时赋予纸张良好的施胶性。
技术实现思路
：对纳米二氧化钛进行表面改性是减小其不良影响的有效途径。用羧甲基纤维素的钾盐或钠盐与淀粉或铝盐的复合物对纳米二氧化钛改性，改性后纳米二氧化钛表面的复合物可为改性剂提供结合点，在一定程度上能提高羧甲基纤维素的施胶效率。本专利技术为了降低纳米二氧化钛加填对纸张的负面影响，提高其对抄纸适应性，赋予纸张更多的特殊性能。研发了一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛，使表面改性和加填合二为一，缓解了加填对纸张的损伤，提高了纸张的性能。采用羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛的方式，显著提高了纸张表面的粗糙度，降低纸张表面能，使处理后的纸张静态接触角明显增加，获得了良好的疏水性能。所采用的制备方法工艺简单、成本低廉，具有实用价值。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％-20％的水溶液，浸渍滤纸1-3min后，将滤纸在100-105oC下烘干编号；（2）将浓度为5-9％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1~1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液，将步骤（1）中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该羧甲基纤维素-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24-48h，即得。优选的，步骤（2）中用涂料刮棒将所述的羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面进行涂布，涂布量要控制为5-10g/m2优选的，步骤（2）中用涂料刮棒将所述的羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面进行涂布，涂布量要控制为8g/m2优选的，将含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液超声振荡5-10min。优选的，将所述提拉浸渍后的滤纸在恒温鼓风干燥箱于100℃-105℃干燥15-20min。一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛，组成为羧甲基纤维素8-12份，纳米二氧化钛2-3份、乙醇90-85份；按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％-20％的水溶液，浸渍滤纸1-3min后，将滤纸在100-105oC下烘干编号；（2）将浓度为5-9％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1~1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素-乙醇溶液中，即得。本专利技术有益的效果是：（1）降低纳米二氧化钛加填对纸张的负面影响，缓解了纳米二氧化钛加填对纸张的损伤，提高其对抄纸适应性（2）提高了羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张表面的粗糙度，降低其表面能，显著增加处理后的纸张静态接触角，获得高抗水性纸张（3）纸在赋予纸张较高的抗水性同时，也纸张具有抗菌性、憎液性能和很强的抗酸碱性能。（4）使本来不能应用于酸性抄纸的纳米二氧化钛填料可以在酸性条件下使用，节约了酸性抄纸的成本。附图说明图1羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛用量对抄片纸张疏水性的影响图2是不同工艺抄造的纸张的静态接触角其中，a.吸水纸，b.普通抄造纸张，c.实施例1抄造纸张，d.实施例2抄造的纸张。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步的阐述。应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1：一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％的水溶液，浸渍滤纸1min后，将滤纸在100oC下烘干编号；（2）将浓度为5％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液，将步骤（1）中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该羧甲基纤维素-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24h，即得。实施例2：一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为20％的水溶液，浸渍滤纸3min后，将滤纸在105oC下烘干编号；（2）将浓度为9％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征在于，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％‑20％的水溶液，浸渍滤纸1‑3min后，将滤纸在100‑105oC下烘干编号；（2）将浓度为5‑9％的羧甲基纤维素于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1~1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素‑乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液，将步骤（1）中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该羧甲基纤维素‑纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24‑48h，即得。

【技术特征摘要】
1.一种羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征在于，按如下步骤制备：(1)先将硫酸铝配成质量浓度为5％-20％的水溶液，浸渍滤纸1-3min后，将滤纸在100-105℃下烘干编号；(2)将浓度为5-9％的羧甲基纤维素溶于乙醇中，按纳米二氧化钛:羧甲基纤维素＝1：1～1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于羧甲基纤维素-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的羧甲基纤维素－乙醇溶液，将步骤(1)中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该羧甲基纤维素-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，风干24-48h，即得。2.根据权利要求1所述的羧甲基纤维素改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征是，步骤(2)中所述“提拉浸渍”操作可用如下工艺替代，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李上，
申请(专利权)人：济南科纳信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37