耐火仿“宣纸”制造技术

本发明专利技术涉及耐火仿“宣纸”，所述耐火仿“宣纸”的组成包括羟基磷灰石超长纳米线、无机纤维和纳米级无机胶粘剂，其中，所述羟基磷灰石超长纳米线的直径为2～100nm、长度为20µm～2mm；所述无机纤维的直径为1～40μm、长度为1～12mm；所述纳米级无机胶粘剂的形貌为纳米颗粒，其粒径为5～100nm。

【技术实现步骤摘要】
耐火仿“宣纸”
本专利技术属于新型无机耐火纸的制备和应用领域，具体涉及一种由羟基磷灰石超长纳米线作为主要原料制备而成的新型无机耐火仿“宣纸”。
技术介绍
宣纸，是我国特有的艺术瑰宝，享誉海内外。宣纸作为中国书画艺术的最佳载体，在上千年的发展历程中，为中华文明的记录、传承与发展提供了可靠的书写材料，对推动中国书画艺术的发展起到了重要作用，与中华民族优秀的传统文化有着密切的联系，2009年入选联合国教科文组织“人类非物质文化遗产代表作名录”。传统宣纸采用安徽泾县青檀皮和沙田稻草为原料，采用传统手工工艺抄造而成，具有颜色洁白、纹理细密、质地坚韧，具有“润墨性、变形性、耐久性、抗虫性”四大特点，享有“纸中之王、纸寿千年”的美誉。然而宣纸的易燃性是其最致命的弱点，回顾历史，有多少大师的书画杰作在大火中化为灰烬。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种新型无机耐火仿“宣纸”，该耐火仿“宣纸”除具有良好的润墨性以外，还具有优异的耐久性、防霉性、抗虫性和耐火性。本专利技术提供一种耐火仿“宣纸”，所述耐火仿“宣纸”的成分包括羟基磷灰石超长纳米线、无机纤维和纳米级无机胶粘剂。其中，所述羟基磷灰石超长纳米线的直径为2～100nm、长度为20μm～2mm，所述无机纤维的直径为1～40μm、长度为1～12mm，所述纳米级无机胶粘剂的形貌为纳米颗粒，其粒径为5～100nm。本专利技术中，纳米级无机胶粘剂为一种自制无机纳米颗粒，是针对羟基磷灰石超长纳米线与无机纤维复合体系的特性研制而成，与先前专利技术专利(一种无机耐火纸及其制备方法和应用，申请号：201611095798.8)不同，先前专利中采用的无机胶粘剂为单一组分无机胶粘剂。本专利中的无机胶粘剂采用了独特的设计思路，将无机胶粘剂制备成纳米级无机颗粒，保证了其在耐火仿“宣纸”浆料滤水成型过程中具有高保留率，从而使该纳米级无机胶粘剂在较低用量情况下即可使耐火仿“宣纸”获得良好的物理强度性能。本专利技术利用纳米科学技术，创新地提出以一种无机纳米生物材料－羟基磷灰石超长纳米线作为耐火仿“宣纸”的主要构建材料。在耐火仿“宣纸”中，羟基磷灰石超长纳米线作为主要原料、无机纤维作为骨架材料、纳米级无机胶粘剂作为增强材料。借助羟基磷灰石超长纳米线的高比表面积和纳米线交织缠绕形成的纳米级多孔网络结构，赋予耐火仿“宣纸”良好的润墨性；耐火仿“宣纸”的全无机组份赋予其优异的防霉性、抗虫性、耐久性和耐火性，使耐火仿“宣纸”“纸寿千年”的美誉多一层内涵。无机纤维作为骨架材料，其在耐火仿“宣纸”的结构中形成类似建筑领域中钢筋混凝土结构中的钢筋所起的支撑作用；而羟基磷灰石超长纳米线起到钢筋混凝土结构中的水泥的作用。而且，本专利技术采用特定的纳米级无机胶粘剂，其形貌为纳米颗粒，其粒径为5～100nm，具有高的比表面积。在耐火仿“宣纸”的浆料制备过程中，添加纳米级无机胶粘剂，纳米级无机胶粘剂可均匀吸附在羟基磷灰石超长纳米线的表面，耐火仿“宣纸”滤水成型干燥后，纳米级无机胶粘剂可起到粘结作用，增加耐火仿“宣纸”的物理强度性能。与采用普通的硅酸盐类胶粘剂、铝盐类胶粘剂、磷酸盐类胶粘剂、硼酸盐类胶粘剂、硅溶胶胶粘剂和铝溶胶胶粘剂相比，本专利技术所采用的纳米级无机胶粘剂与上述无机耐火纸专利技术专利中单一组分的无机胶粘剂相比具有更多的优点。原因在于：耐火仿“宣纸”的制备过程与传统造纸过程相类似，首先耐火仿“宣纸”浆料通过滤水成型、压榨和干燥制备而成，耐火仿“宣纸”浆料中无机胶粘剂在滤水成型过程中的留着对其粘结作用起着至关重要的作用。单一组分的无机胶粘剂，例如铝盐类胶粘剂、磷酸盐类胶粘剂、硼酸盐类胶粘剂等无机胶粘剂均为可溶性无机胶粘剂，可溶性无机胶粘剂在浆料抄纸过程中的留着率较低，虽然其对羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有一定的增强作用，但在滤水成型的过程中会造成单一组分无机胶粘剂的极大浪费、其增强效果有限；另外单一组分无机胶粘剂可能会造成耐火纸容易吸潮。本专利技术专利采用独特的设计思路，将耐火仿“宣纸”用无机胶粘剂制备成无机纳米颗粒，其具有大的比表面积，在耐火仿“宣纸”浆料中，纳米级无机胶粘剂吸附在羟基磷灰石超长纳米线的表面，滤水成型干燥过程中，纳米级无机胶粘剂在耐火仿“宣纸”中的留着率较高，其对耐火仿“宣纸”的物理强度性能具有明显的改善作用。较佳地，在所述耐火仿“宣纸”中，所述羟基磷灰石超长纳米线的重量百分含量为50％～98％，所述无机纤维的重量百分含量为1％～50％，所述纳米级无机胶粘剂的重量百分含量为1％～30％。较佳地，所述无机纤维包括玻璃纤维、石英纤维、硼纤维、玄武岩纤维、金属氧化物纤维、陶瓷纤维、金属纤维中的至少一种。所述纳米级无机胶粘剂由数种无机盐(包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、铝盐)通过化学反应制备而成，纳米级无机胶粘剂的形貌为纳米颗粒，具有大的比表面积，添加至耐火仿“宣纸”浆料中，纳米级无机胶粘剂吸附在羟基磷灰石超长纳米线的表面，滤水成型过程中具有高的保留率，可大大提高所制备的耐火仿“宣纸”的物理强度性能。所述硅酸盐包括但不局限于硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠、偏硅酸钾及这些盐的水合物中的至少一种。所述磷酸盐包括但不局限于磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、焦磷酸钠、焦磷酸钾、偏磷酸钠、六偏磷酸钠、偏磷酸钾、六偏磷酸钾及这些盐的水合物中的至少一种。所述硼酸盐包括但不局限于硼酸、硼酸钠、硼酸钾、偏硼酸钠、偏硼酸钾及这些盐的水合物中的至少一种。所述铝盐包括但不局限于硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、醋酸铝及这些盐的水合物中的至少一种。较佳地，所述耐火仿“宣纸”的定量为30～300g/m2，厚度为30～500μm。较佳地，所述的耐火仿“宣纸”的制备过程包括浆料的配制、浆料的滤水成型、湿纸的压榨和干燥。本专利技术还提供上述任一种耐火仿“宣纸”在书法、绘画、书籍、档案、文件、证书等领域的应用。附图说明图1示出本专利技术制备的新型耐火仿“宣纸”。新型耐火仿“宣纸”白度高(～92％)，远远高于传统宣纸的白度(～70％)。图2示出本专利技术制备的新型耐火仿“宣纸”具有优异的耐火和耐高温性能。新型耐火仿“宣纸”在火中不燃烧，即使加热到1000℃其外观也没有明显变化。而传统宣纸在火中几秒钟就化为灰烬。图3示出本专利技术制备的新型耐火仿“宣纸”具有优异的防霉性能。而传统宣纸在有外来营养物的环境中，其防霉性能并不理想。图4示出本专利技术制备的新型耐火仿“宣纸”人工模拟老化3000年后的抗张强度。新型耐火仿“宣纸”在人工模拟老化过程中，其抗张强度的保持率明显高于传统宣纸。图5示出本专利技术制备的新型耐火仿“宣纸”人工模拟老化3000年后的白度。新型耐火仿“宣纸”在人工模拟老化3000年后，其白度保持率仍然高达94.2％，而传统宣纸的白度保持率低于60％；新型耐火仿“宣纸”在人工模拟老化3000年后的白度(86.7％)仍然明显高于未老化的传统宣纸(～70％)。图6示出本专利技术所制备的纳米级无机胶粘剂的扫描电子显微镜图。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。本专利技术一实施方式的耐火仿“宣纸”的成分包括羟基磷灰石超长纳米线、无机纤维和纳米级无机胶粘剂。在耐火仿“宣纸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐火仿“宣纸”，其特征在于，所述耐火仿“宣纸”的组成包括羟基磷灰石超长纳米线、无机纤维和纳米级无机胶粘剂，其中，所述羟基磷灰石超长纳米线的直径为2～100 nm、长度为20 µm～2 mm；所述无机纤维的直径为1～40 μm、长度为1～12 mm；所述纳米级无机胶粘剂的形貌为纳米颗粒，其粒径为5～100 nm。

【技术特征摘要】
1.一种耐火仿“宣纸”，其特征在于，所述耐火仿“宣纸”的组成包括羟基磷灰石超长纳米线、无机纤维和纳米级无机胶粘剂，其中，所述羟基磷灰石超长纳米线的直径为2～100nm、长度为20µm～2mm；所述无机纤维的直径为1～40μm、长度为1～12mm；所述纳米级无机胶粘剂的形貌为纳米颗粒，其粒径为5～100nm。2.根据权利要求1所述的耐火仿“宣纸”，其特征在于，所述纳米级无机胶粘剂由硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、铝盐通过化学反应制备而成。3.根据权利要求1或2所述的耐火仿“宣纸”，其特征在于，在所述耐火仿“宣纸”中，所述羟基磷灰石超长纳米线的重量百分含量为50%～98%，所述无机纤维的重量百分含量为1%～...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱英杰，董丽颖，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31