[發明專利]一種耐水性高強度功能紙的制備方法

無效

• 申請號: 200910023678.0
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101634123A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 李佩燚;王志杰;夏新興;林春濤;李鴻魁;王建
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21H23/76
• 分類號: D21H23/76;D21H23/32;D21H25/06;D21H17/57
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于制漿造紙領域，具體涉及一種耐水性高強度功能紙的制備方法。

背景技術

作為天然植物纖維紙，其自身雖然具有許多優良特性，但也有許多局限和不足。比如主要依靠氫鍵結合而產生的紙頁強度不會太高；纖維交織形成的紙頁，表面平滑度和光澤度不會很高；多孔性帶來了優良的透氣性、吸收性，但又失去了密封性；纖維的吸濕及潤脹特性，使紙頁缺乏尺寸穩定性，都是明顯的不足。隨著科學的發展和人類物質文化生活的提高，以及紙張作為片狀材料而不斷擴展其應用領域，對紙張性能的要求越來越廣，也越來越高。因此天然植物纖維紙就需要經過加工來改善其性能，以獲得各種特殊的性能。

紙張的聚氨酯化改性是指通過浸漬處理的方法，使纖維素與有機溶劑中的藥液反應，將紙張中原本的氫鍵結合轉化為化學鍵，從而改變原紙的特性，是一種新型的紙張變性加工的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐水性高強度功能紙的制備方法。采用本發明的制備方法得到的紙的改性效果顯著，成膜能力優良，改性后紙張的物理強度大幅度提高，不透明度下降明顯。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)首先，在四氫呋喃(THF)中加入無水CaCl₂，使其脫水24小時后，過濾得到無水四氫呋喃(THF)；

2)其次，將聚乙二醇加入到3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環己基異氰酸酯(IPDI)中得混合物A，其中聚乙二醇與3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環己基異氰酸酯(IPDI)的摩爾比為1∶1～3.5；然后，將混合物A加入到無水四氫呋喃(THF)中使混合物A的質量濃度為10％～14％，然后再加入無水四氫呋喃(THF)的質量0.05％的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到60℃～62℃，攪拌均勻得混合溶液；

3)然后，將已在105℃下干燥4小時的紙張浸漬在混合溶液中，并控制溫度在60℃～62℃下反應5分鐘，然后，取出紙張在100℃～120℃，真空度為0.8～1.2Mpa下干燥10分鐘除去多余有機溶劑；

4)最后，再將紙張在120℃～130℃下加熱固化5分鐘，即得到耐水性高強度功能紙。

本發明的聚乙二醇的分子量為400。

原紙通過本發明改性后，裂斷長平均提高了4.38倍，濕強度/干強度平均為51％，耐折度平均提高了28.73倍，耐破指數平均增加了6.73倍，不透明度均下降到原來的60％左右。通過紅外光譜(FT-IR)及掃描電鏡(SEM)分析表明紙張改性后，不僅纖維素上的部分羥基與IPDI的-N＝C＝O基團反應生成氨基甲酸酯結構，使得紙張表面成膜，將纖維間的氫鍵結合轉化為化學鍵結合，而且通過擴鏈劑PEG400可使距離較遠的纖維交聯在一起，增強了紙張改性后的韌性和強度，克服了傳統化學改性后紙張脆性增加的弊病，從而得到高強度(干強度，濕強度等)的紙張。

具體實施方式

實施例1：首先，在四氫呋喃(THF)中加入無水CaCl₂，使其脫水24小時后，過濾得到無水四氫呋喃(THF)；其次，將聚乙二醇(PEG400)加入到3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環己基異氰酸酯(IPDI)中得混合物A，其中聚乙二醇與3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環己基異氰酸酯(IPDI)的摩爾比為1∶1；然后，將混合物A加入到無水四氫呋喃(THF)中使混合物A的質量濃度為12％，然后再加入無水四氫呋喃(THF)的質量0.05％的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到60℃，攪拌均勻得混合溶液；然后，將已在105℃下干燥4小時的紙張浸漬在混合溶液中，并控制溫度在60℃下反應5分鐘，然后，取出紙張在120℃，真空度為1.1Mpa下干燥10分鐘除去多余有機溶劑；最后，再將紙張在120℃下加熱固化5分鐘，即得到耐水性高強度功能紙。