專利名稱：一種耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制漿造紙領(lǐng)域，具體涉及一種耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備 方法。
背景技術(shù)：
作為天然植物纖維紙，其自身雖然具有許多優(yōu)良特性，但也有許多局限和不足。比如主要依靠氫鍵結(jié)合而產(chǎn)生的紙頁(yè)強(qiáng)度不會(huì)太高；纖維交織 形成的紙頁(yè)，表面平滑度和光澤度不會(huì)很高；多孔性帶來(lái)了優(yōu)良的透氣性、 吸收性，但又失去了密封性；纖維的吸濕及潤(rùn)脹特性，使紙頁(yè)缺乏尺寸穩(wěn) 定性，都是明顯的不足。隨著科學(xué)的發(fā)展和人類物質(zhì)文化生活的提高，以 及紙張作為片狀材料而不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)紙張性能的要求越來(lái)越 廣，也越來(lái)越高。因此天然植物纖維紙就需要經(jīng)過(guò)加工來(lái)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(guò)浸漬處理的方、法，使纖維素與有機(jī)溶劑 中的藥液反應(yīng)，將紙張中原本的氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為化學(xué)鍵，從而改變?cè)埖?特性，是一種新型的紙張變性加工的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備方法。采用本 發(fā)明的制備方法得到的紙的改性效果顯著，成膜能力優(yōu)良，改性后紙張的 物理強(qiáng)度大幅度提高，不透明度下降明顯。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1) 首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水24小時(shí)后， 過(guò)濾得到無(wú)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(huán)己基 異氰酸酯(工PDI)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(huán)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(wú)水四氫呋喃(THF)中使混合物A的質(zhì)量濃度為10% 14%，然 后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量0.05%的二月桂酸二丁基錫作為催 化劑，采用蒸汽加熱到6(TC 62"C，攪拌均勻得混合溶液；3) 然后，將已在105"C下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中，并控 制溫度在6(TC 62X:下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?00°C 120°C， 真空度為0. 8 1. 2Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；4) 最后，再將紙張?jiān)?2(TC 13(TC下加熱固化5分鐘，即得到耐水 性高強(qiáng)度功能紙。本發(fā)明的聚乙二醇的分子量為400。原紙通過(guò)本發(fā)明改性后，裂斷長(zhǎng)平均提高了 4. 38倍，濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度 平均為51% ，耐折度平均提高了 28. 73倍，耐破指數(shù)平均增加了 6. 73倍， 不透明度均下降到原來(lái)的6(^左右。通過(guò)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的一^(M)基團(tuán)反 應(yīng)生成氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)，使得紙張表面成膜，將纖維間的氫鍵結(jié)合轉(zhuǎn)化為 化學(xué)鍵結(jié)合，而且通過(guò)擴(kuò)鏈劑PEG400可使距離較遠(yuǎn)的纖維交聯(lián)在一起， 增強(qiáng)了紙張改性后的韌性和強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)化學(xué)改性后紙張脆性增加的 弊病，從而得到高強(qiáng)度(干強(qiáng)度，濕強(qiáng)度等)的紙張。具體實(shí)施方式

實(shí)施例1:首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水 24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)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(wú)水四氫呋喃(THF) 中使混合物A的質(zhì)量濃度為12%,然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量
0. 05%的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到6(TC，攪拌均勻 得混合溶液；然后，將已在105。C下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中， 并控制溫度在6(TC下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?2(TC，真空度為
1. 1Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；最后，再將紙張?jiān)?2(TC下加 熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
實(shí)施例2:首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCh，使其脫水 24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)己基異氰酸 酯(IPDI)的摩爾比為1: 3;然后，將混合物A加入到無(wú)水四氫呋喃(THF) 中使混合物A的質(zhì)量濃度為14%，然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量 0.05%的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到62-C，攪拌均勻 得混合溶液；然后，將已在105'C下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中， 并控制溫度在62'C下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)贗O(TC，真空度為 0. 8Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；最后，再將紙張?jiān)?30。C下加 熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
實(shí)施例3:首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)己基異氰酸 酯(IPDI)的摩爾比為1: 2;然后，將混合物A加入到無(wú)水四氫呋喃(THF) 中使混合物A的質(zhì)量濃度為10%，然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量
0. 05%的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到erc，攪拌均勻
得混合溶液；然后，將已在105。C下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中， 并控制溫度在61"下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?15°C，真空度為
1. 2Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；最后，再將紙張?jiān)?23。C下加 熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
實(shí)施例4:首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水 24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)己基異氰酸 酯(IPDI)的摩爾比為1: 3. 5;然后，將混合物A加入到無(wú)水四氫呋喃(THF) 中使混合物A的質(zhì)量濃度為13%，然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量 0.05%的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到62"C，攪拌均勻 得混合溶液；然后，將已在105X:下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中， 并控制溫度在62'C下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?05°C，真空度為 l.OMpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；最后，再將紙張?jiān)?28"C下加 熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
實(shí)施例5:首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水 24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)己基異氰酸 酯(IPDI)的摩爾比為1: 2. 5;然后，將混合物A加入到無(wú)水四氫呋喃(THF) 中使混合物A的質(zhì)量濃度為11%，然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)量 0.05%的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，采用蒸汽加熱到6(TC，攪拌均勻 得混合溶液；然后，將已在105。C下干燥4小時(shí)的紙張浸漬在混合溶液中， 并控制、溫度在6(TC下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?15°C，真空度為 0. 9Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；最后，再將紙張?jiān)?25'C下加 熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
權(quán)利要求
1、一種耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備方法，其特征在于1)首先，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl2，使其脫水24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)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(huán)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(huán)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(wú)水四氫呋喃(THF)中使混合物A的質(zhì)量濃度為10％～14％，然后再加入無(wú)水四氫呋喃(THF)的質(zhì)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(shí)的紙張浸漬在混合溶液中，并控制溫度在60℃～62℃下反應(yīng)5分鐘，然后，取出紙張?jiān)?00℃～120℃，真空度為0.8～1.2Mpa下干燥10分鐘除去多余有機(jī)溶劑；4)最后，再將紙張?jiān)?20℃～130℃下加熱固化5分鐘，即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備方法，其特征 在于所說(shuō)的聚乙二醇的分子量為400。
全文摘要
一種耐水性高強(qiáng)度功能紙的制備方法，在四氫呋喃(THF)中加入無(wú)水CaCl₂脫水24小時(shí)后，過(guò)濾得到無(wú)水四氫呋喃(THF)；將聚乙二醇加入到3-異氰酸酯亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)中得混合物A，然后，將混合物A加入到無(wú)水四氫呋喃(THF)中，然后再加入二月桂酸二丁基錫作為催化劑，加熱到60℃～62℃，攪拌均勻得混合溶液；將紙張浸漬在混合溶液后干燥除去多余有機(jī)溶劑；再將紙張加熱固化即得到耐水性高強(qiáng)度功能紙。原紙通過(guò)本發(fā)明改性后，裂斷長(zhǎng)平均提高了4.38倍，濕強(qiáng)度/干強(qiáng)度平均為51％，耐折度平均提高了28.73倍，耐破指數(shù)平均增加了6.73倍，不透明度均下降到原來(lái)的60％左右。
文檔編號(hào)D21H23/00GK101634123SQ200910023678
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者夏新興, 李佩燚, 李鴻魁, 林春濤, 建 王, 王志杰 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)