一种耐水厚钢纸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及造纸技术领域，针对目前钢纸耐水性差的问题，公开了一种耐水厚钢纸及其制备方法。该耐水厚钢纸包括木浆、棉浆、改性木棉纤维、耐水增强剂、羧甲基纤维素、二氧化硅气凝胶、润胀胶化液、改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和表面活性剂。本发明专利技术采用改性的木棉纤维、二氧化硅气凝胶和改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚增加纤维之间的粘结性，并通过环氧基硅油和无机氮化物提高原纸的耐水性，通过本发明专利技术的方法制备的钢纸具有良好的耐水性，同时具有较好的层间剥离强度和抗张强度。该耐水厚钢纸的制备方法简单，容易操作，适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种耐水厚钢纸及其制备方法
本专利技术涉及造纸
，尤其涉及一种耐水厚钢纸及其制备方法。
技术介绍
钢纸由纤维素及其衍生物制成，是采用对纤维素具有剧烈润胀和胶化特性的金属盐―氯化锌溶液为处理剂，对钢纸原纸进行处理、层叠制得的变性加工纸。钢纸具有优良的弹性、耐磨性、耐腐蚀性、耐水性、机械强度、绝缘性能和机械加工成型性能。加工制品耐久、质轻且美观。原纸具有较高的强度、较低的灰分和良好的吸水性能。目前，市场上耐水厚钢纸并不多见，但实际生产中对耐水厚钢纸的需求量越来越大。中国专利授权公告号为CN103321101B的专利，公开了一种钢纸的配方及其制作方法。该专利将质量百分比为5-15％的木浆、30-60％的割绒和30-50％的棉纤维短绒经过蒸煮、打浆、成纸，再经过浓氯化锌溶液浸泡，经烘缸加热到38-50℃的温度时在胶化机上成型，通过加温和压榨辊的加压，纤维与纤维交叉、胶合合成半成品生钢纸，经过老化室内老化，然后在脱盐槽内脱盐，脱盐槽内设有氯化锌，然后通过清水的洗涤，把生钢纸内部的氯化锌浸析出来，最后经过烘房的干燥、压力机的整形，即成为钢纸。该钢纸不易弯曲变形，表面细腻光滑，不掉色、褪色，使用寿命长。然而，该钢纸的耐水性有待提高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐水厚钢纸及其制备方法。该耐水厚钢纸具有较好的耐水性，同时具有较好的层间剥离强度和抗张强度。该耐水厚钢纸的制备方法简单，容易操作，适合大规模生产。本专利技术的具体技术方案为：一种耐水厚钢纸，所述耐水厚钢纸由原纸胶化粘合而成，包括以下重量份数的组成：木浆110～130份、棉浆30～40份、改性木棉纤维6～8份、耐水增强剂15～25份、羧甲基纤维素6～8份、二氧化硅气凝胶8～10份、润胀胶化液300～400份、改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1～2份、表面活性剂2～3份。本专利技术的耐水厚钢纸以木浆和棉浆为主要原料，采用改性的木棉纤维、二氧化硅气凝胶和改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚增加纤维之间的粘结性，并通过环氧基硅油和无机防水剂氮化硅、氮化硼和五氮化三磷提高原纸的耐水性。通过本专利技术的方法制备的钢纸具有良好的耐水性，同时具有较好的层间剥离强度和抗张强度。改性木棉纤维的表面接枝有马来酸酐，有助于改善木棉纤维的吸水性，以及木棉纤维与其他原料的相容性。木棉纤维本身与木浆和棉浆具有良好的相容性，用马来酸酐改性后能够增加木棉纤维的吸水性，提高纤维对耐水增强剂的负载率。改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚分子中具有两个端环氧基和大量的羟基，能够将纤维与纤维连接，同时能够将纤维与耐水增强剂连接，形成复杂的网络结构。二氧化硅气凝胶吸水性强，且表面具有大量羟基基团，能够在纤维与纤维、纤维与耐水增强剂的网络中结合，形成更致密、更复杂的网络结构，能够显著提高钢纸的层间剥离强度和抗张强度。本专利技术所使用的耐水增强剂能够与纤维和改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚表面的羟基交联，增强钢纸的耐水性。本专利技术的耐水增强剂包含的无机氮化物不仅具有良好的防水性能，同时还具有较好的绝缘性，借助于表面活性剂，无机氮化物能够在纤维中均匀分散。羧甲基纤维素作为常用的纸张防水剂，在纤维中分散均匀，防水效果好。润胀胶化液能够使原纸中的纤维发生剧烈润胀而胶化，使纸张硬化，具有高强度，同时，纤维的剧烈润胀，有助于增强纤维与其他原料之间的结合。作为优选，所述耐水增强剂包括环氧基硅油和无机防水剂。环氧基硅油中的环氧基能够与纤维中的羟基结合，增加纤维的防水性。作为优选，所述环氧基硅油和无机防水剂的质量比为1:1～2。作为优选，所述无机防水剂为粒径为50～100nm的氮化硅、氮化硼和五氮化三磷中的至少一种。氮化硅、氮化硼和五氮化三磷具有良好的防水性能，同时具有良好的绝缘性，能够在增强钢纸防水性的同时增强钢纸的绝缘性。作为优选，所述改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的制备方法为：将多元醇加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中，混合均匀，多元醇与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的物质的量比为1:2～4，在50～70℃搅拌条件下充分反应20～40min，得到多元醇改性的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。本专利技术将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚用多元醇进行改性，使得三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中具有更多的羟基基团，使得三羟甲基丙烷三缩水甘油醚能够同时与纤维、耐水增强剂形成交联，形成复杂的网络结构。作为优选，所述多元醇为甘油、乙二醇、丙二醇和二缩二乙二醇中的至少一种。作为优选，所述改性木棉纤维为马来酸酐接枝改性的木棉纤维，其制备方法为：将木棉纤维与马来酸酐在140～150℃恒温回流3～5h，冷却、过滤、干燥后得到马来酸酐改性的木棉纤维。改性木棉纤维的表面接枝有马来酸酐，有助于改善木棉纤维的吸水性，以及木棉纤维与其他原料的相容性。木棉纤维本身与木浆和棉浆具有良好的相容性，用马来酸酐改性后能够增加木棉纤维的吸水性，提高纤维对耐水增强剂的负载率。作为优选，所述表面活性剂为油酸钠、羧酸盐、硫酸酯盐和磺酸盐中的至少一种；所述木浆和棉浆的固含量为25～35wt％；所述润胀胶化液为浓度为5-20wt％的氯化锌溶液一种耐水厚钢纸的制备方法，包括以下步骤：(1)按照配比称取木浆、棉浆、羧甲基纤维素并混合均匀，加入改性木棉纤维和表面活性剂，得到纤维交错分布均匀的混合浆料；打浆后加入改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和二氧化硅气凝胶混合均匀，然后抄造，得原纸；(2)将原纸层叠后用润胀胶化液进行浸渍胶化得生钢纸；(3)将生钢纸进行脱盐处理；(4)然后在耐水增强剂中浸渍处理，干燥后得到耐水厚钢纸。作为优选，步骤(4)中，所述浸渍处理温度为60～70℃，浸渍时间为20～30min。在60～70℃的浸渍温度下，耐水增强剂中的环氧基或羟基基团，能够与结合有纤维的改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和二氧化硅气凝胶交联形成复杂的网络结构，能够显著增强钢纸的耐水性、层间剥离强度和抗张强度。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用改性的木棉纤维、二氧化硅气凝胶和改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚增加纤维之间的粘结性，并通过环氧基硅油、氮化硅、氮化硼和五氮化三磷提高原纸的耐水性，通过本专利技术的方法制备的钢纸具有良好的耐水性，同时具有较好的层间剥离强度和抗张强度。该耐水厚钢纸的制备方法简单，容易操作，适合大规模生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。在本专利技术中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。实施例1所述耐水增强剂包括质量比为1:1.5的环氧基硅油和粒径为80nm的氮化硅。所述改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的制备方法为：将甘油加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中，混合均匀，甘油与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的物质的量比为1:3，在60℃搅拌条件下充分反应30min，得到甘油改性的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。所述改性木棉纤维为马来酸酐接枝改性的木棉纤维，其制备方法为：将木棉纤维与马来酸酐在145℃恒温回流4h，冷却、过滤、干燥后得到马来酸酐改性的木棉纤维。一种耐水厚钢纸的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量份数计，称取固含量为30wt％的木浆120份、固含量为30wt％的棉浆35份、羧甲基纤维素7份，并混合均匀，加入改性木棉纤维7份和油酸钠2.5份，得到纤维交错分布均匀的混合浆料；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述耐水厚钢纸由原纸胶化粘合而成，包括以下重量份数的组成：木浆110~130份、棉浆30~40份、改性木棉纤维6~8份、耐水增强剂15~25份、羧甲基纤维素6~8份、二氧化硅气凝胶8~10份、润胀胶化液300~400份、改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1~2份、表面活性剂2~3份。

【技术特征摘要】
1.一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述耐水厚钢纸由原纸胶化粘合而成，包括以下重量份数的组成：木浆110~130份、棉浆30~40份、改性木棉纤维6~8份、耐水增强剂15~25份、羧甲基纤维素6~8份、二氧化硅气凝胶8~10份、润胀胶化液300~400份、改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1~2份、表面活性剂2~3份。2.如权利要求1所述的一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述耐水增强剂包括环氧基硅油和无机防水剂。3.如权利要求2所述的一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述环氧基硅油和无机防水剂的质量比为1:1~2。4.如权利要求3所述的一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述无机防水剂为粒径为50~100nm的氮化硅、氮化硼和五氮化三磷中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述改性三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的制备方法为：将多元醇加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中，混合均匀，多元醇与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的物质的量比为1:2~4，在50~70℃搅拌条件下充分反应20~40min，得到多元醇改性的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。6.如权利要求5所述的一种耐水厚钢纸，其特征在于：所述多元醇为甘油、乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建业，吴琼华，吴安波，
申请(专利权)人：杭州特种纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33