一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備：（1）先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5％-20％的水溶液，浸漬濾紙1-3min后，將濾紙在100-105oC下烘干編號；（2）將濃度為8-12％的羧甲基纖維素于乙醇中，按硅酸鈉:羧甲基纖維素＝1：1~1：4的比例加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的羧甲基纖維素－乙醇溶液，將步驟（1）中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該羧甲基纖維素-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。
【專利說明】[0001] 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)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硅酸鈉抄造的紙 張及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 羧甲基纖維素，是纖維素的羧甲基團取代產(chǎn)物。根據(jù)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(zhì)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(yī)藥、日化、石 油、造紙、紡織、建筑等領(lǐng)域生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
[0004] 羧甲基纖維素（CMC)為無毒無味的白色絮狀粉末，性能穩(wěn)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(wěn)定劑、上漿劑等。用于造紙工業(yè)CMC在造 紙工業(yè)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。
[0005] 近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)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(lǐng)域中作為新材料的廣泛應(yīng)用。某些特殊填料可以賦予紙張?zhí)厥獾男?能，例如，磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、導(dǎo)電性、除臭性、高松厚性、熱緩沖/隔熱性、光 致發(fā)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(zhì)量和造紙工業(yè)生產(chǎn)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(jié)構(gòu)疏松多孔，減少了纖維間的相互接觸和氫鍵結(jié)合，使紙張 的物理強度下降，加填還會使紙張掉毛掉粉現(xiàn)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。
[0006] 硅酸鈉為無色正交雙錐結(jié)晶或白色至灰白色塊狀物或粉末。能風(fēng)化。在l〇〇°C時 失去6分子結(jié)晶水。易溶于水，溶于稀氫氧化鈉溶液，不溶于乙醇和酸。熔點40?48°C。 低毒，可作為分析試劑。防火劑。黏合劑。水玻璃(硅酸鈉)涂刷或浸漬材料后，能滲入縫隙 和孔隙中，固化的硅凝膠能堵塞毛細孔通道，提高材料的密度和強度，從而提高材料的抗風(fēng) 化能力。
[0007] 紙是在紙機上抄造形成的，濕紙頁在網(wǎng)部的脫水成形，再經(jīng)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(xué)性能、平滑度和印 刷適印性等，而且節(jié)約能源、降低原料消耗、提高紙品性能和產(chǎn)量，在造紙領(lǐng)域廣泛采用。
[0008] 目前的紙張漿內(nèi)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?zāi)z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(yè)化生產(chǎn)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。
[0009]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 對硅酸鈉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(fù)合物對硅酸鈉改性，改性后硅酸鈉表面的復(fù)合物可為改性劑提供結(jié)合 點，在一定程度上能提高羧甲基纖維素的施膠效率。
[0010] 本發(fā)明為了降低硅酸鈉加填對紙張的負面影響，提高其對抄紙適應(yīng)性，賦予紙張 更多的特殊性能。研發(fā)了一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉，使表面改性和加填合二為一，緩解 了加填對紙張的損傷，提高了紙張的性能。采用羧甲基纖維素改性硅酸鈉的方式，顯著提高 了紙張表面的粗糙度，降低紙張表面能，使處理后的紙張靜態(tài)接觸角明顯增加，獲得了良好 的疏水性能。所采用的制備方法工藝簡單、成本低廉，具有實用價值。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì) 量濃度為5% -20%的水溶液，浸漬濾紙l-3min后，將濾紙在100-105°c下烘干編號；（2)將 濃度為8-12%的羧甲基纖維素于乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 :1~1 :4的比例加入 硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的羧甲基纖維素一乙醇溶液， 將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該羧甲基纖維素-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸 漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。
[0012] 優(yōu)選的，步驟（2)中用涂料刮棒將所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉在所述濾紙表 面進行涂布，涂布量要控制為5-10g/m 2 優(yōu)選的，步驟（2)中用涂料刮棒將所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉在所述濾紙表面進 行涂布，涂布量要控制為8g/m2 優(yōu)選的，將含有硅酸鈉的羧甲基纖維素一乙醇溶液超聲振蕩5-10min。
[0013]優(yōu)選的，將所述提拉浸漬后的濾紙在恒溫鼓風(fēng)干燥箱于100°C -105°c干燥 15_20min〇
[0014] 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉，組成為羧甲基纖維素8-12份，硅酸鈉2-3份、乙 醇90-85份；按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5 % -20 %的水溶液，浸漬 濾紙l-3min后，將濾紙在100-105°C下烘干編號；（2)將濃度為8-12%的羧甲基纖維素于 乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 :1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙 醇溶液中，即得。
[0015]本發(fā)明有益的效果是： (1) 降低硅酸鈉加填對紙張的負面影響，緩解了硅酸鈉加填對紙張的損傷，提高其對抄 紙適應(yīng)性 (2) 提高了羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張表面的粗糙度，降低其表面能，顯著增 加處理后的紙張靜態(tài)接觸角，獲得高抗水性紙張 (3) 紙在賦予紙張較高的抗水性同時，也紙張具有抗菌性、憎液性能和很強的抗酸堿性 能。
[0016] (4)使本來不能應(yīng)用于酸性抄紙的硅酸鈉填料可以在酸性條件下使用，節(jié)約了酸 性抄紙的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1羧甲基纖維素改性硅酸鈉用量對抄片紙張疏水性的影響 圖2是不同工藝抄造的紙張的靜態(tài)接觸角 其中，a.吸水紙，b.普通抄造紙張，c.實施例1抄造紙張，d.實施例2抄造的紙張?！揪唧w實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的闡述。應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解 釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進行限定。
[0019] 實施例1: 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備： (1) 先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5 %的水溶液，浸漬濾紙lmin后，將濾紙在100°C下烘 干編號； (2) 將濃度為8%的羧甲基纖維素于乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 :1的比例 加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的羧甲基纖維素一乙醇溶 液，將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該羧甲基纖維素-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉 浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24h，即得。
[0020] 實施例2 : 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備： (1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為20 %的水溶液，浸漬濾紙3min后，將濾紙在105 °C下 烘干編號；（2)將濃度為12%的羧甲基纖維素于乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 :4的 比例加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙醇溶液中，超聲振蕩8 min獲得含有硅酸鈉的羧 甲基纖維素一乙醇溶液，用涂料刮棒將配制的羧甲基纖維素-乙醇溶液在所述濾紙表面進 行涂布，涂布量要控制為8g/m 2 ;之后，將所述提拉浸漬后的濾紙在恒溫鼓風(fēng)干燥箱于105°C 干燥15min，即得。
[0021] 實驗材料 濾紙購自石家莊京豐達紙業(yè)有限公司，其余化學(xué)藥品均為市售工業(yè)品，購自上海朗瑞 精細化學(xué)品有限公司。所有實驗測定方法：均按GB/T1548-2004標(biāo)準(zhǔn)。
[0022] 實驗數(shù)據(jù) 表1不同抄造工藝對紙張纖維形態(tài)的影響 Table 1 Effect of different process on fiber morphology

【權(quán)利要求】
1. 一種羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征在于，按如下步驟制備：（1)先將 硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5%-20 (%的水溶液，浸漬濾紙1-31^11后，將濾紙在100-105°(：下 烘干編號；（2)將濃度為8-12%的羧甲基纖維素于乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 : 1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維素-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的羧甲基纖 維素一乙醇溶液，將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該羧甲基纖維素-硅酸鈉的乙 醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，步驟（2)中 用涂料刮棒將所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉在所述濾紙表面進行涂布，涂布量要控制為 5_10g /m2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，步驟（2)中 用涂料刮棒將所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉在所述濾紙表面進行涂布，涂布量要控制為 8g/m2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，將含有硅 酸鈉的羧甲基纖維素一乙醇溶液超聲振蕩5-10min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羧甲基纖維素改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，將所述提 拉浸漬后的濾紙在恒溫鼓風(fēng)干燥箱于l〇〇°C -105°C干燥15-20min。
6. -種羧甲基纖維素改性硅酸鈉，組成為羧甲基纖維素8-12份，硅酸鈉2-3份、乙醇 90-85份；其特征在于，按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5% -20%的水溶 液，浸漬濾紙1-311^11后，將濾紙在100-105°(：下烘干編號；（2)將濃度為8-12 (%的羧甲基纖 維素于乙醇中，按硅酸鈉：羧甲基纖維素=1 :1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于羧甲基纖維 素-乙醇溶液中，即得。
【文檔編號】D21H17/69GK104233904SQ201410486167
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】李上 申請人:濟南科納信息科技有限公司