【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法及其产品
[0001]本专利技术涉及超疏水材料的制备及
，特别涉及一种基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法及其产品，一种改变亲水纸张基底成为超疏水涂层纸张材料的制备方法及产品。
技术介绍
[0002]纸张是由大量木浆纤维交织缠绕而成的薄片材料，具有包装、擦拭、书写等多个功能，在日常生活中被广泛使用。但是纸张属于传统的亲水材料，易吸潮吸水，这使它的应用受到很多的限制；因此改变纸张的亲水特性，成为一种超疏水材料具有重要的意义。
[0003]超疏水涂层主要是指液滴与固体表面表面接触，其的接触表面角度越大，润湿性就会变得很差，反之亲液体性就会越强。接触角度一般都要大于90
°
，固体表面的润湿性是由其的表面组织结构和化学成分这两个方面所决定的，可以从表面的结构入手，把表面的粗糙程度提高。在光滑平面上用化学的手段可以快速有效的提高粗糙程度，使疏水性得到很好的发挥。
[0004]构建超疏水性的纸张材料的方法有多种多样，主要的研究采用氟类或者烷基试剂对纸张进行疏水改性。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法，其特征在于，将石墨烯三维聚集体材料与粘结剂和溶剂混合后制备成超疏水石墨烯涂层分散液喷涂于纸张纤维的表面，通过烘干处理并进行压制后得到具有超疏水特性的纸张材料，包括以下步骤：第一步，超疏水石墨烯涂层分散液的配制：称取石墨烯三维聚集体粉末1~10重量份，粘结剂5~10重量份，溶剂90~100重量份，有效混合后形成超疏水石墨烯涂层分散液，其中，所述的粘结剂是包括但不限于全氟磺酸型聚合物溶液（Nafion溶液）或者由甲基三甲氧基硅氧烷和硅溶胶Ludox按体积比0.025配制的混合液；所述的溶剂为水；第二步，纸张浆液的处理： 将原生木浆中长纤和短纤分别调至一定浓度范围，用磨浆机对长纤进行散浆处理2h，使其叩届度为20~30SR，同时，用疏解机对短纤进行疏解处理1h，功率为100~150 kw，转速为2000 rpm；将处理好的长纤浆液和短纤浆液混合均匀；第三步，调浆预成型：将浆液在网布上泼洒成型，将成型的湿纸引入到附有毛布的两个滚辘间，借滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸做进一步的脱水，得脱水后的湿纸；接着，将超疏水石墨烯涂层分散液均匀喷涂在该纸张的表面，纸张的亲水性纤维表面全部转化为超疏水的纤维表面，同时，使用烘干机干燥脱水后的湿纸，使纸质紧密，增加原纸强度，得到喷涂石墨烯聚集体的纸张；第四步，压合处理：将第三步喷涂石墨烯聚集体的纸张采用压花和压合处理成型，使其进一步凸显出超疏水的性能，接着将成型的纸张进行干燥、分切、灭菌、包装等后序工序，即得到基于石墨烯的超疏水纸张材料。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的石墨烯三维聚集体粉末是由双氰胺和葡萄糖胺按质量比（20~40）:1混匀，在氮气保护下马弗炉中，升温速率2 ℃min
‑1，至900~1000 ℃高温煅烧1小时，将得到的黑色粉末研磨，即得到石墨烯三维聚集体材料。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中纸张浆料浓度原生木浆中长纤和短纤的浓度范围控制为3~10 %，以保证处理好的长纤浆液、短纤浆液能够混合均匀。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法，其特征在于，将所述的步骤（3）中，将所述的步骤（3）中超疏水石墨烯涂层分散液喷涂在表面亲水的纸张表面，使纸张的亲水性纤维表面全部转化为超疏水的纤维表面，然后在40~100 ℃烘干。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于石墨烯的超疏水纸张的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：第一步，超疏水石墨烯涂层分散液的配制：将双氰胺和葡萄糖质量比为40:1混合均匀，于氮气马弗炉中在900 ℃温度下煅烧1小时，升温速率为2℃min
‑1，将得到的黑色粉末研磨，即得到石墨烯三维聚集体材料；称取研磨后的石墨烯三维聚集体粉末10重量份、粘结剂全氟磺酸型聚合物溶液5重量份和水90重量份，搅拌混合，形成超疏水石墨烯涂层分散液；第二步，纸张浆液的处理： 将原生木浆中长纤和短纤分别调至质量浓度为3%、5%，用磨浆机对长纤进行散浆处理2h，使其叩届度为25SR，同时，用疏解机对短纤进行疏解处理1h，功率为120 kw，转速为2000 rpm；将处理好的长纤浆液和短纤浆液混合均匀；第三步，调浆预成型：将浆液在网布上泼洒成型，将成型的湿纸引入到附有毛布的两个滚辘间，借滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸做进一步的脱水；...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，王敬锋，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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