一种高强度疏水玻璃纸的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度疏水玻璃纸的制备方法，属于包装纸制备技术领域。本发明专利技术将玉米淀粉发酵制得混合反应液，再将其与硝酸银溶液混合并在酸性条件下还原成纳米银颗粒，以石墨粉为原料制得改性乳液，将玻璃纸依次放入改性混合液和改性乳液中浸泡，高温煅烧后制得高强度疏水玻璃纸，纳米银颗粒被油脂分子包覆，平均分散于改性混合溶液中，同时纳米银颗粒对有机分子形成离子键、分子间作用力使玻璃纸表面覆盖一层纳米银颗粒/油脂复合层，另外纳米银突触提高了水和膜层表面的接触角，从而提高疏水性能，利用纳米银极佳的力学性能提高玻璃纸的力学性能，石墨烯使玻璃纸的力学强度、机械性能进一步提高，具有广阔的应用前景。

A preparation method of high strength hydrophobic cellophane

The invention relates to a preparation method of high strength hydrophobic cellophane, belonging to the technical field of packaging paper preparation. The corn starch is fermented to produce a mixed reaction liquid, then mixed with silver nitrate solution and reduced to nano silver particles under acidic conditions, and the modified emulsion is prepared with graphite powder as raw material. The cellophane is immersed in modified mixed liquid and modified emulsion in turn, and high strength hydrophobic glass paper is prepared after high temperature calcination. Nano silver particles are coated by oil molecules and dispersed evenly. In the mixed solution, nano-silver particles form ionic bonds to organic molecules and intermolecular forces to cover the surface of cellophane with a layer of nano-silver particles/grease composite layer. In addition, nano-silver synapses improve the contact angle between water and film surface, thereby improving hydrophobicity. The excellent mechanical properties of nano-silver are used to improve the mechanical properties of cellophane, and graphene is used to enhance the mechanical properties of cellophane. Degree and mechanical properties are further improved, which has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度疏水玻璃纸的制备方法
本专利技术涉及一种高强度疏水玻璃纸的制备方法，属于包装纸制备

技术介绍
现有的食品包装多采用塑料薄膜来包装，比如各种以聚乙烯为原材料制得薄膜，虽然薄且耐用，但是在使用时，塑料薄膜容易产生静电，进而使得表面吸附大量的灰尘，影响塑料薄膜的卫生使用安全性能，再者，大量使用塑料薄膜会造成环境污染，且回收困难，近年来，逐渐限制了其使用范围。玻璃纸是一种由再生纤维加工而成的薄膜状制品。是一种以棉浆、木浆等天然纤维为原料，用胶黏法制成的薄膜。它透明、无毒无味，其分子链存在着一种奇妙的微透气性，可以让商品像鸡蛋透过蛋皮上的微孔一样进行呼吸，这对商品的保鲜和保存活性十分有利；对油性、碱性和有机溶剂有强劲的阻力；不产生静电，不自吸灰尘；不耐火却耐热，可在190℃的高温下不变形，可在食品包装中与食品一起进行高温消毒；因用天然纤维制成，在垃圾中能吸水而被分解，不至于造成环境污染。因为空气、油、细菌和水都不易透过玻璃纸，使得其可作为食品包装袋使用。玻璃纸具有较好的拉伸强度、光泽性和印刷适性，因而被广泛应用于各个行业中。由于玻璃纸具有亲水性，故能吸收水分，遇水后发生粘连，遇热后纸页之间易粘结成块。此外，现有的玻璃纸大多存在力学性能差，防潮防水防霉性能较差，薄膜受温、湿度的影响易变形，导致印刷时图文不易套准的缺陷，且容易产生静电，影响其使用。因此，研究开发出一种成分安全无毒，具有防水防潮防霉、不带静电、防尘、撕裂强度高的玻璃纸具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前玻璃纸耐水性不佳，力学性能、机械性能差的缺陷，提供了一种高强度疏水玻璃纸的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高强度疏水玻璃纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉、唾液淀粉酶和水按质量比10:1:20投入烧杯中，将烧杯放入超声震荡仪中超声震荡制得混合分散液，向烧杯中投入混合分散液质量5～8%的酵母菌菌粉，用搅拌器搅拌，将烧杯放入温度为35～40℃的温室中，密封静置5～7天制得发酵物；（2）将上述发酵物过滤得到滤液，按重量份数计，称取18～22份滤液、12～15份硫酸溶液和3～5份高锰酸钾粉末投入烧瓶中，将烧瓶放于水浴锅中恒温加热制得混合反应液；（3）按重量份数计，称取90～100份上述混合反应液、30～40份无水乙醇、10～12份硝酸银溶液和20～25份硫酸溶液混合投入三口烧瓶中制得混合浆液，将三口烧瓶放入冰水浴中，向三口烧瓶中滴加混合浆液质量3～6%的甲基磺酸钠，混合搅拌，搅拌后静置2～3h，制得改性混合溶液，备用；（4）按重量份数计，称取5～7份石墨粉、3～5份重铬酸钾粉末与20～22份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，恒温静置50～60min制得混合液，向烧杯中滴加混合液质量20～25%的3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷，将烧杯放入超声震荡仪中震荡，制得改性乳液；（5）向上述改性乳液中通入氢气，以30mL/min的速率通氢气40～50min，制得还原乳液，将玻璃纸投入备用的改性混合溶液中浸泡12～13h，浸泡后放入马弗炉中升温煅烧，煅烧结束后依次用无水乙醇和蒸馏水清洗2～3次，清洗结束后用上述改性乳液浸渍10～12h，浸渍结束后取出放入马弗炉中以450～550℃的温度烧结30～40min，烧结后用蒸馏水清洗3～5次制得高强度疏水玻璃纸。步骤（1）中所述的超声震荡仪中频率为30～35kHz，超声震荡时间为30～40min，搅拌器的转速为700～800r/min，搅拌时间为20～30min。步骤（2）中所述的硫酸溶液的质量分数为80～90%，水浴锅的温度为90～100℃，恒温加热时间为7～9h。步骤（3）中所述的硝酸银溶液的质量分数为10～15%，硫酸溶液的质量分数为80～90%，甲基磺酸钠的质量分数为40～50%，搅拌转速为500～600r/min，混合搅拌时间为20～30min。步骤（4）中所述的硫酸溶液的质量分数为80～90%，超声震荡仪中的频率为40～42kHz，震荡时间为40～60min。步骤（5）中所述的玻璃纸的厚度为2.0～2.5μm，马弗炉中升温温度至260～280℃，煅烧时间为1～2h。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术将玉米淀粉发酵，并用硫酸和高锰酸钾与发酵产物反应制得混合反应液，然后将硝酸银溶液与混合反应液混合并在酸性条件下还原制得纳米银颗粒，并以石墨粉为原料，利用重铬酸钾氧化，同时混入有机硅烷进行改性，最后通入氢气还原制得改性乳液，将玻璃纸依次放入改性混合液和改性乳液中浸泡，高温煅烧后制得高强度疏水玻璃纸，本专利技术将玉米淀粉于唾液淀粉酶中水解生成葡萄糖，并将葡萄糖于酵母菌中发酵生成醇，将醇于酸性条件下氧化生成羧酸，将羧酸与醇混合反应生成酯，并与硝酸银溶液混合，利用甲基磺酸钠对其进行还原制得纳米银颗粒，纳米银颗粒被油脂分子包覆，平均分散于改性混合溶液中，同时纳米银颗粒对有机分子形成离子键、分子间作用力使玻璃纸表面覆盖一层纳米银颗粒/油脂复合层，这种膜层本身利用酯基优异的疏水性，同时纳米银颗粒的引入使这种膜层的结构致密性提高，空间结构得到进一步稳固，另外纳米银突触提高了水和膜层表面的接触角，从而提高疏水性能；（2）本专利技术引入纳米银颗粒，利用纳米银极佳的力学性能提高玻璃纸的力学性能，同时酯基对于各分子之间可以形成共价键吸附，使各分子之间能够稳定的结合，从而进一步提高玻璃纸的强度，本专利技术引入纳米石墨烯材料，并利用硅烷偶联剂对石墨烯材料进行改性，使石墨烯材料更好的与玻璃纸材料以及其它分子结合，通过石墨烯本身稳固的空间结构以及对玻璃纸表层薄膜更进一步的紧密结合使玻璃纸的力学强度、机械性能进一步提高，具有广阔的应用前景。具体实施方式将玉米淀粉、唾液淀粉酶和水按质量比10:1:20投入烧杯中，将烧杯放入超声震荡仪中，以30～35kHz的频率超声震荡30～40min，制得混合分散液，向烧杯中投入混合分散液质量5～8%的酵母菌菌粉，用搅拌器以700～800r/min的转速搅拌20～30min，将烧杯放入温度为35～40℃的温室中，密封静置5～7天制得发酵物；将上述发酵物过滤得到滤液，按重量份数计，称取18～22份滤液、12～15份质量分数为80～90%的硫酸溶液、3～5份高锰酸钾粉末投入烧瓶中，将烧瓶放于温度为90～100℃的水浴锅中，恒温加热7～9h，制得混合反应液；按重量份数计，称取90～100份上述混合反应液、30～40份无水乙醇、10～12份质量分数为10～15%的硝酸银溶液和20～25份质量分数为80～90%的硫酸溶液混合投入三口烧瓶中制得混合浆液，将三口烧瓶放入冰水浴中，向三口烧瓶中滴加混合浆液质量3～6%的质量分数为40～50%的甲基磺酸钠，在500～600r/min的转速下混合搅拌20～30min，搅拌后静置2～3h，制得改性混合溶液，备用；按重量份数计，称取5～7份石墨粉、3～5份重铬酸钾粉末与20～22份质量分数为80～90%的硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，恒温静置50～60min制得混合液，向烧杯中滴加混合液质量20～25%的3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷，将烧杯放入超声震荡仪中以40～42kHz的频率震荡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度疏水玻璃纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉、唾液淀粉酶和水按质量比10:1:20投入烧杯中，将烧杯放入超声震荡仪中超声震荡制得混合分散液，向烧杯中投入混合分散液质量5～8%的酵母菌菌粉，用搅拌器搅拌，将烧杯放入温度为35～40℃的温室中，密封静置5～7天制得发酵物；（2）将上述发酵物过滤得到滤液，按重量份数计，称取18～22份滤液、12～15份硫酸溶液和3～5份高锰酸钾粉末投入烧瓶中，将烧瓶放于水浴锅中恒温加热制得混合反应液；（3）按重量份数计，称取90～100份上述混合反应液、30～40份无水乙醇、10～12份硝酸银溶液和20～25份硫酸溶液混合投入三口烧瓶中制得混合浆液，将三口烧瓶放入冰水浴中，向三口烧瓶中滴加混合浆液质量3～6%的甲基磺酸钠，混合搅拌，搅拌后静置2～3h，制得改性混合溶液，备用；（4）按重量份数计，称取5～7份石墨粉、3～5份重铬酸钾粉末与20～22份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，恒温静置50～60min制得混合液，向烧杯中滴加混合液质量20～25%的3‑甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷，将烧杯放入超声震荡仪中震荡，制得改性乳液；（5）向上述改性乳液中通入氢气，以30mL/min的速率通氢气40～50min，制得还原乳液，将玻璃纸投入备用的改性混合溶液中浸泡12～13h，浸泡后放入马弗炉中升温煅烧，煅烧结束后依次用无水乙醇和蒸馏水清洗2～3次，清洗结束后用上述改性乳液浸渍10～12h，浸渍结束后取出放入马弗炉中以450～550℃的温度烧结30～40min，烧结后用蒸馏水清洗3～5次制得高强度疏水玻璃纸。...

【技术特征摘要】
1.一种高强度疏水玻璃纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉、唾液淀粉酶和水按质量比10:1:20投入烧杯中，将烧杯放入超声震荡仪中超声震荡制得混合分散液，向烧杯中投入混合分散液质量5～8%的酵母菌菌粉，用搅拌器搅拌，将烧杯放入温度为35～40℃的温室中，密封静置5～7天制得发酵物；（2）将上述发酵物过滤得到滤液，按重量份数计，称取18～22份滤液、12～15份硫酸溶液和3～5份高锰酸钾粉末投入烧瓶中，将烧瓶放于水浴锅中恒温加热制得混合反应液；（3）按重量份数计，称取90～100份上述混合反应液、30～40份无水乙醇、10～12份硝酸银溶液和20～25份硫酸溶液混合投入三口烧瓶中制得混合浆液，将三口烧瓶放入冰水浴中，向三口烧瓶中滴加混合浆液质量3～6%的甲基磺酸钠，混合搅拌，搅拌后静置2～3h，制得改性混合溶液，备用；（4）按重量份数计，称取5～7份石墨粉、3～5份重铬酸钾粉末与20～22份硫酸溶液混合投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，恒温静置50～60min制得混合液，向烧杯中滴加混合液质量20～25%的3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷，将烧杯放入超声震荡仪中震荡，制得改性乳液；（5）向上述改性乳液中通入氢气，以30mL/min的速率通氢气40～50min，制得还原乳液，将玻璃纸投入备用的改性混合溶液中浸泡12～13h，浸泡后放入马弗炉中升温煅烧，煅烧结束后依次用无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向东，蒋梦成，陈帅，
申请(专利权)人：薛向东，
类型：发明
国别省市：江苏,32