[發明專利]一種超疏水紙張及其制備方法

有效

• 申請號: 201610837635.6
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106400585B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 陳港;朱朋輝;張俊奇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21H19/82
• 分類號: D21H19/82;D21H19/14;D21H19/20;D21H19/34;D21H21/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種超疏水紙張及其制備方法，屬于超疏水紙張技術領域。所述超疏水紙張的制備方法為：在基紙上涂布底涂涂料，然后噴涂面涂涂料，烘干后得到超疏水紙張。本發明提供的技術方案具有原料簡單、操作工藝簡便、綠色環保以及產品易于回收利用的優勢。所制備的紙張具有良好的疏水效果，同時具有良好的耐刮擦性能；經測試，所制備的超疏水紙張在2kg砝碼的重力下往復刮擦6次，紙張對水滴的接觸角的變化值在5°以內。

技術領域

本發明屬于超疏水紙張技術領域，尤其涉及一種超疏水紙張及其制備方法。

背景技術

超疏水紙張是指紙張表面與水接觸時所形成的接觸角大于150°，滾動角小于10°的疏水紙。受“荷葉效應”的啟發，超疏水表面的制備主要通過以下兩種途徑，一種是在具有低表面能的疏水性材料表面進行粗糙化處理；另一種是在具有一定粗糙度的表面上修飾低表面能物質，其中微-納米的分級結構和低表面能的物質是構建超疏水紙張的關鍵。超疏水紙張具有自清潔、防腐等性質，在工業化生產中具有很大的應用前景。

目前超疏水紙張主要是采用涂布、噴涂或浸漬具有微-納米結構的低表面能物質來進行制備。如：專利申請號為200710192404.5一種超疏水紙及其制備方法專利中提到，將一定量的石蠟溶解于無水乙醇中，向其中加入熱水并攪拌，再將紙張浸漬于石蠟溶液中制得超疏水紙。但使用熱水將加大能耗，并且蠟類物質對紙張的浸漬不利于紙張的回收利用；專利申請號為201210294961.9一種超疏水紙及其制備方法專利中提到，將納米二氧化硅加入到無水乙醇中，超聲分散后，向其中加入十六烷基三甲氧基硅烷對納米二氧化硅進行疏水改性，再將紙張浸漬于改性納米二氧化硅乙醇懸浮液中制得超疏水紙。但納米二氧化硅對紙張的粘附力差，涂層容易被破壞；專利申請號為201210286775.0基于超疏水二氧化硅與樹脂的超疏水涂層的制備方法專利中提到，將樹脂涂在載玻片上作為基底，將超疏水二氧化硅粘到樹脂上，樹脂固化后制得超疏水涂層。但樹脂需要改性處理，合成工藝復雜，并且適用范圍窄，綜合成本相對較高；專利申請號為201310697984.9一種超疏水紙張的制備方法專利中提到，將兩種或兩種以上具有不同熔點的蠟質進行熱融混合，融合后將其乳化成乳液，再涂布到紙張上制得超疏水紙張。但制備工藝和程序相對復雜，并且不利于紙張的回收利用。

因此，研發出一種超疏水紙張及其制備方法，用于解決現有技術中存在制備工藝和程序相對復雜，超疏水涂層的耐刮擦性能較差，含氟類聚合物危害人體健康，蠟類物質浸漬不利于紙張回收利用的技術缺陷，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種超疏水紙張及其制備方法，用于解決現有技術中存在的缺陷，所提供的技術方案原料簡單、操作工藝簡便、綠色環保以及產品易于回收利用。所制備的紙張具有良好的疏水效果，同時具有良好的耐刮擦性能；經測試，所制備超疏水紙張在2kg砝碼的重力下往復刮擦6次，紙張對水滴的接觸角的變化值在5°以內。

所制備的超疏水紙張包括基紙、底涂層和面涂層，所述底涂層為成膜材料層，所述面涂層為疏水材料層。

本發明提供了一種超疏水紙張的制備方法，所述制備方法為：在基紙上涂布底涂涂料，然后噴涂面涂涂料，烘干后得到超疏水紙張。

優選的，所述底涂涂料包括成膜材料和助劑；以質量份計，所述底涂涂料包括成膜材料85-95份，助劑5-15份。

更優選的，所述成膜材料為天然淀粉、改性淀粉、瓜爾膠、海藻酸鈉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、殼聚糖、樹脂和膠乳中的一種或多種。

更優選的，所述助劑為異氰酸酯、醛類化合物、乙烯砜類化合物、硼酸、硼砂類化合物、金屬離子類化合物、偏磷酸鹽和碳酸鋯鹽中的一種或多種。

優選的，所述面涂涂料包括疏水材料和醇類溶劑；以質量份計，所述面涂涂料包括疏水材料1-5份，醇類溶劑95-99份。