一种纸浆泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种纸浆泡沫材料及其制备方法，属于纸浆泡沫技术领域；所述制备方法包括制备纸浆溶液、改性海泡石粉、制备纸浆发泡溶液、制备初级纸浆泡沫材料、后处理步骤；所述后处理步骤为，向初级纸浆泡沫材料表面喷施后处理液，然后在44

【技术实现步骤摘要】
一种纸浆泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于纸浆泡沫
，具体涉及一种纸浆泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫材料是一种能够达到某些特定性能指标的轻质的高孔隙的材料，其具有轻质、可渗透、高孔隙率以及高接触面积等特点，逐渐成为新材料研究的热点；纸浆作为主体纤维素的绿色可再生、可降解材料，具有巨大的应用潜力。
[0003]利用泡沫成型技术制备制浆泡沫材料，具有较高的隔热和吸声性能，现有技术制备纸浆泡沫材料，通常是在浆料悬浮液中加入表面活性剂，经机械搅拌发泡后降低浆料的表面张力，形成较为稳定的气泡，剩余的水分进行进一步的干燥脱除；但是作为低密度的多孔材料，纸浆泡沫材料的机械性能较差，不能适应苛刻的环境；现有技术通过加入纳米二氧化硅、蒙脱土等无机填料和功能助剂以增强泡沫纸浆材料的功能性，但是无机填料容易团聚，引入两相/多相界面结合的问题，对发泡性能产生影响，从而会降低纸浆泡沫材料的隔热性能。
[0004]因此，提供一种纸浆泡沫材料，提高机械性能，并提高在不同环境下机械性能保持率的同时，增强隔热性能是现有技术亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种纸浆泡沫材料及其制备方法，提高机械性能，并提高在不同环境下的机械性能保持率的同时，增强隔热性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种纸浆泡沫材料的制备方法，具体为：1.制备纸浆溶液将漂白阔叶木浆与去离子水混合，然后加入处理液，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为38
‑
42kHz，超声震荡的功率为18
‑
22kW，超声震荡的时间为26
‑
33min，制得纸浆溶液；所述漂白阔叶木浆与去离子水、处理液的质量比为4
‑
7:180
‑
220:2.2
‑
2.6；所述处理液的制备方法为，将明胶、阿拉伯胶、黄原胶与去离子水混合，在58
‑
62℃下热处理32
‑
37min，然后以0.4
‑
0.6℃/min降温至1.8
‑
2.2℃，再加入氢氧化钠、聚乙烯醇和甜菜碱，搅拌均匀后在1.8
‑
2.2℃下静置18
‑
22min，静置结束制得处理液；所述去离子水与明胶、阿拉伯胶、黄原胶、氢氧化钠、聚乙烯醇和甜菜碱的质量比为110
‑
130:1.0
‑
1.4:0.6
‑
1.0:1.4
‑
1.6：1.6
‑
1.8:2.1
‑
2.5:1.8
‑
2.2。
[0007]2.改性海泡石粉（1）煅烧将海泡石粉置于盐酸溶液中浸泡48
‑
52min，浸泡结束后干燥，置于煅烧炉中进行
煅烧，煅烧温度为265
‑
275℃，煅烧时间为1.4
‑
1.6h，煅烧结束后恢复至室温制得煅烧后的海泡石粉；所述海泡石粉，粒径为70
‑
90nm，密度为1.1
‑
1.3g/cm3，SiO2含量为58.2
‑
59.0%，MgO含量为23.4
‑
23.8%；所述盐酸溶液的质量浓度为38
‑
42%；所述海泡石粉与盐酸溶液的质量比为1:5
‑
7；（2）真空均质处理将煅烧后的海泡石粉与去离子水混合，然后加入十六烷基三甲基溴化铵、羧甲基纤维素、海藻酸钠、植酸，置于真空均质机中进行均质处理，控制真空度为37
‑
43kPa，转速为410
‑
430rpm，均质次数为2次，每次均质时间为6
‑
8min，结束后干燥，制得真空均质处理后的海泡石粉；所述煅烧后的海泡石粉、去离子水、十六烷基三甲基溴化铵、羧甲基纤维素、海藻酸钠、植酸的质量比为28
‑
32:124
‑
135:3.0
‑
3.2:4.0
‑
4.4:1.8
‑
2.2:1.6
‑
1.8；（3）低温低压处理将真空均质处理后的海泡石粉进行低温低压处理，处理温度为
‑
16～
‑
12℃，处理压力为0.10
‑
0.14MPa，处理时间为18
‑
22min，处理结束后制得改性海泡石粉。
[0008]3.制备纸浆发泡溶液将纸浆溶液与改性海泡石粉、十二烷基硫酸钠混合，机械搅拌，搅拌转速为980
‑
1020rpm，搅拌时间为28
‑
32min，然后加入酒石酸、乳酸钠和吐温80，继续搅拌8
‑
12min，制得纸浆发泡溶液；所述纸浆溶液、改性海泡石粉、十二烷基硫酸钠、酒石酸、乳酸钠与吐温80的质量比为190
‑
210:1.2
‑
1.4:0.1
‑
0.3:0.3
‑
0.5:1.6
‑
1.8:0.1
‑
0.3。
[0009]4.制备初级纸浆泡沫材料通过真空抽滤的方式除去多余的泡沫和液体，获得的纸浆泡沫在24
‑
26℃下静置1.8
‑
2.2h，然后在44
‑
46℃真空条件下干燥1.8
‑
2.2h成型，制得初级纸浆泡沫材料。
[0010]5.后处理向初级纸浆泡沫材料表面喷施后处理液，然后在44
‑
46℃真空条件下干燥1.8
‑
2.2h成型，成型后置于
‑
8～
‑
4℃下静置18
‑
22min，自然恢复至室温，制得纸浆泡沫材料；所述初级纸浆泡沫材料与后处理液的质量比为10:1.0
‑
1.2；所述后处理液由硬脂酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮与去离子水组成，所述硬脂酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮与去离子水的质量比为2.3
‑
2.5:1.4
‑
1.6:1.8
‑
2.2:68
‑
80。
[0011]与现有技术相比，本专利技术取得有益效果：1.本专利技术对海泡石粉进行改性，其增加了海泡石粉的孔隙率，进而减小了纸浆泡沫材料的密度，本专利技术采用特定的改性方法，避免了海泡石粉的团聚，促进了与其他成分的结合，提高了内部结构的稳定性和均匀性，其与特定的纸浆溶液和后处理等技术手段相结合，在提高机械性能的同时，降低了导热系数，并且保证了在潮湿状态下的机械性能保持率；采用本专利技术的方法制得的纸浆泡沫材料，密度为14.70
‑
14.75mg/cm3，压缩强度为1.03
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸浆泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备纸浆溶液、改性海泡石粉、制备纸浆发泡溶液、制备初级纸浆泡沫材料、后处理步骤；所述制备纸浆溶液步骤为，将漂白阔叶木浆与去离子水混合，然后加入处理液，混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为38
‑
42kHz，超声震荡的功率为18
‑
22kW，超声震荡的时间为26
‑
33min，制得纸浆溶液；所述处理液的制备方法为，将明胶、阿拉伯胶、黄原胶与去离子水混合，在58
‑
62℃下热处理32
‑
37min，然后以0.4
‑
0.6℃/min降温至1.8
‑
2.2℃，再加入氢氧化钠、聚乙烯醇和甜菜碱，搅拌均匀后在1.8
‑
2.2℃下静置18
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22min，静置结束制得处理液；所述改性海泡石粉包括煅烧、真空均质处理、低温低压处理；所述煅烧步骤为，将海泡石粉置于盐酸溶液中浸泡48
‑
52min，浸泡结束后干燥，置于煅烧炉中进行煅烧，煅烧温度为265
‑
275℃，煅烧时间为1.4
‑
1.6h，煅烧结束后恢复至室温制得煅烧后的海泡石粉；所述真空均质处理步骤为，将煅烧后的海泡石粉与去离子水混合，然后加入十六烷基三甲基溴化铵、羧甲基纤维素、海藻酸钠、植酸，置于真空均质机中进行均质处理，控制真空度为37
‑
43kPa，转速为410
‑
430rpm，均质次数为2次，每次均质时间为6
‑
8min，结束后干燥，制得真空均质处理后的海泡石粉；所述低温低压处理步骤为，将真空均质处理后的海泡石粉进行低温低压处理，处理温度为
‑
16～
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12℃，处理压力为0.10
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0.14MPa，处理时间为18
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22min，处理结束后制得改性海泡石粉；所述后处理步骤为，向初级纸浆泡沫材料表面喷施后处理液，然后在44
‑
46℃真空条件下干燥1.8
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2.2h成型，成型后置于
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8～
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4℃下静置18
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22min，自然恢复至室温，制得纸浆泡沫材料；所述后处理液由硬脂酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮与去离子水组成，所述硬脂酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮与去离子水的质量比为2.3
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2.5:1.4
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1.6:1.8
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2.2:68
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80。2.根据权利要求1所述的一种纸浆泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述制备纸浆溶液中，所述漂白阔叶木浆与去离子水、处理液的质量比为4
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7:180
‑
220:2.2
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【专利技术属性】
技术研发人员：许慧敏，王东兴，刘春兰，田宝农，刘培国，钟京岗，
申请(专利权)人：山东科迈生物制浆有限公司，
类型：发明
国别省市：