[發明專利]一種羧甲基纖維素改性納米二氧化硅抄造的紙張

有效

• 申請號: 201410486629.1
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104358182B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 林永吉
• 申請（專利權）人: 林永吉
• 主分類號: D21H17/69
• 分類號: D21H17/69;D21H17/68;D21H17/26
• 代理公司: 廣州天河萬研知識產權代理事務所(普通合伙)44418
• 代理人: 劉強,陳軒

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技術領域

本發明涉及一種加填抄造的紙張，特別是一種羧甲基纖維素改性納米二氧化硅抄造的紙張。

背景技術

羧甲基纖維素，是纖維素的羧甲基團取代產物。根據其分子量或取代程度，可以是完全溶解的或不可溶的多聚體，后者可作為弱酸型陽離子交換劑，用以分離中性或堿性蛋白質等。羧甲基纖維素可形成高粘度的膠體、溶液、有粘著、增稠、流動、乳化分散、賦形、保水、保護膠體、薄膜成型、耐酸、耐鹽、懸濁等特性，且生理無害，因此在食品、醫藥、日化、石油、造紙、紡織、建筑等領域生產中得到廣泛應用。

羧甲基纖維素（CMC)為無毒無味的白色絮狀粉末，性能穩定，易溶于水，其水溶液為中性或堿性透明粘稠液體，可溶于其它水溶性膠及樹脂，不溶于乙醇等有機溶劑。CMC可作為粘合劑?、增稠劑、懸浮劑、乳化劑、分散劑、穩定劑、上漿劑等。用于造紙工業?CMC在造紙工業中可作紙面平滑劑、施膠劑。在紙漿中加入0.1%～0.3%的CMC能使紙張增強抗張力40%～50%，抗壓破裂度增加50%，揉性增大4～5倍。

近年來,隨著我國經濟的高速發展,人們生活和文化水平的提高,科技的進步,推動了特殊紙種在各領域中作為新材料的廣泛應用。某些特殊填料可以賦予紙張特殊的性能，例如，磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、導電性、除臭性、高松厚性、熱緩沖/隔熱性、光致發光性，使加填紙張成為特種紙來滿足人們對紙張更多新性能的需求

然而，在紙張中加填也對紙張質量和造紙工業生產造成負面影響，加填的紙張，由于填料分散于纖維之間，使紙張的結構疏松多孔，減少了纖維間的相互接觸和氫鍵結合，使紙張的物理強度下降，加填還會使紙張掉毛掉粉現象增加，并使紙張毛細孔增加，提高了紙張的吸收性，減小紙張的伸縮變形和保水性能，加填還會降低紙張的施膠度，尤其是堿性填料對酸性施膠的危害更大。

納米二氧化硅具有三維網狀結構?，擁有龐大的比表面積?，表現出極大的活性?，能在涂料?干燥時形成網狀結構，同時增加了涂料的強度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長期不退色。在建筑內外墻涂料中，若添加納米氧化硅，?可明顯改善涂料的開罐效果，涂料不分層，具有觸變性、防流掛、施式性能良好，尤其是抗沾污染性能大大提高，具有優良的自清潔能力和附著力?。納米SiO2還可與有機顏料配用?，可獲得光致變色涂料，M．P?．J?．Peeters等用溶膠凝膠法合成了含納米二氧化硅SP30的全透明的耐溫涂料?H．Schmidt等合成了很厚的含納米SiO2的涂料，并耐高溫，在500℃下沒有出現裂縫，Fayna?Mamme?ri等合成了P?MMA-?SiO2納米涂料。明顯增強了涂料的彈性和強度。

納米氧化硅具有常規SiO2所不具有的特殊光學性能，它具有極強的紫外吸收，紅外反射?特性。經紫外一可見分光光度計測試表明，它對波長400nm以內的紫外光吸收率高達70%以上，對波長800nm?以外的紅外光反射率也達70%以上，它添加到涂料中能對涂料形成屏?蔽作用，達到抗紫外老化和熱老化的目的，同時增加了涂料的隔熱性，?徐國財等通過納米微粒填充法，將納米氧化硅作摻雜到紫外光同化涂料中，明顯地提高了紫外光固化涂料的硬度和附著力，還減弱了紫外光同化涂料吸收?UV輻射的程度，?從而降低了紫外光同化涂料的同化速度。

紙是在紙機上抄造形成的,濕紙頁在網部的脫水成形,再經壓榨及干燥部的進一步強化脫水而成。造紙過程中加入礦物填料不僅可用來改進紙張的光學性能、平滑度和印刷適印性等，而且節約能源、降低原料消耗、提高紙品性能和產量，在造紙領域廣泛采用。

目前的紙張漿內施膠劑主要有松香膠、強化松香膠、分散松香膠、石油樹脂膠、石蠟膠等，其中松香類施膠劑和石油樹脂類施膠劑主要用于酸性抄紙，對填料改性效果較差，難以達到工業化生產的要求。因此迫切希望找到一種填料改性方法，在增強紙張性能的同時賦予紙張良好的施膠性。

發明內容：

對納米二氧化硅進行表面改性是減小其不良影響的有效途徑。用羧甲基纖維素的鉀鹽或鈉鹽與淀粉或鋁鹽的復合物對納米二氧化硅改性，改性后納米二氧化硅表面的復合物可為改性劑提供結合點，在一定程度上能提高羧甲基纖維素的施膠效率。