一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，该方法所制备的纸页包括以下重量份原料：阔叶木机械浆浆板100份；功能性复合纳米填料15‑25份；纳米微晶纤维素0.5‑2.0份；聚氧化乙烯0.03‑0.05份。本发明专利技术工艺设计科学合理，制备方法独特，操作方便，易于生产；所生产的纸页基于全阔叶木机械浆抄造，通过添加纳米复合填料、纳米微晶纤维素，设计并构建理想的三维网络结构，生产出具有高白度、高不透明度、高化学稳定性和热稳定性、优异力学性能的机械浆纸页。

A kind of mechanical pulp paper with nano materials and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法
本专利技术涉及制浆造纸
，具体涉及一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法。
技术介绍
机械浆，主要利用机械方法磨解植物纤维原料制成的纸浆，在制浆造纸工业中占有重要的地位。机械浆具有生产工艺较简单、环保、成本低、得率高等优点，抄造的纸页具有较好的松厚度、平滑度和油墨吸收性。但同时由于机械浆含有较多的木质素，纤维比较短、硬；机械浆制浆过程中，纤维损伤大，细小纤维含量高，因此，浆料及纸页强度较低；其次，纤维束的存在不仅有损纸页的外观，而且也会影响纸页印刷性能；此外，机械浆含有较多的木质素与抽出物，浆料和纸页白度低，纸页易于返黄。为了改善机械浆的抄造性能，通常需要选用化学浆进行配抄，同时添加一定功能填料。经验表明，在机械浆中添加合适功能填料不仅能够改善纸页的不透明度、白度、印刷适应性、稳定性等成纸性能，而且可以使纸张的吸湿性降低，减少纤维的用量，节约制造成本。但是，添加功能填料的种类及其组合设计、添加量及添加方式对纸页综合性能有着非常重要的影响，因而成为领域研究热点。随着纳米科学技术的不断进步，纳米材料的应用逐渐渗入各个行业。纳米材料的尺寸一般介于1-100nm之间，特殊的结构尺寸使其具有小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子效应等效应，纳米材料在制浆造纸领域的应用亦受到广泛关注。众所周知，在造纸生产过程中，常常添加高岭土、碳酸钙、滑石粉等填料，在降低纸页成本的同时提升纸页表面性能，光学性能及印刷性能。本专利技术旨在提供一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，利用纳米材料独特的尺寸效应改善纸页的不透明度、白度，提高成纸的化学稳定性和热稳定性，并增强纸页的力学性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，以解决机械浆抄造纸张中的技术问题。本专利技术通过如下技术方案实现：一种加填纳米材料的机械浆纸页，包括以下重量份原料：阔叶木机械浆浆板100份；功能性复合纳米填料15-25份；纳米微晶纤维素0.5-2.0份；聚氧化乙烯0.03-0.05份，其制备方法包括如下步骤：步骤（1）：机械浆浆板的预处理。将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡一定时间，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用。步骤（2）：配制浆料。称取上述重量份步骤（1）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取上述重量份的功能性纳米复合填料、纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C。步骤（3）：纸页抄造。首先，将配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得加填纳米材料的机械浆纸页。进一步的，本专利技术中所述纸页的重量份原料均为绝干料，其中功能性纳米复合填料为纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的复合物，纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的复合质量比为2:1。进一步的，本专利技术中所述的纳米微晶纤维素为棉纤维素经超声辅助酸水解而来，平均粒径为275nm，Zeta电位为-34.8mV。更进一步的，本专利技术中步骤（2）中所得的浆料A的打浆度为36.2oSR，所得的浆料C的浓度为1.5-3.0g/L；步骤（3）中所制备的聚氧化乙烯溶液浓度为0.5-0.6g/L；步骤（3）中所述的真空压榨时间为5min；纸页干燥的温度为90oC；步骤（3）所抄造出的纸页定量为90±2g/m2，厚度为0.37±0.02mm。本专利技术的有益效果：本专利技术利用纳米材料独特的尺寸效应能够有效改善纸张的不透明度、白度，提高成纸的化学稳定性和热稳定性，并增强纸张的力学性能。具体地添加了纳米碳酸钙，使得成纸表面均匀，增加了成纸的吸水性、松密度，并改善纸张的抗张强度和光学性能；添加了纳米二氧化钛，有效提高纸张的不透明度和白度，降低填料对设备的磨损程度，增加纸张的白度、强度以及改善纸张的膨胀性；添加纳米微晶纤维素，在改善纳米复合材料水相分散性的同时，能够有效增加纤维与纤维之间的结合力，从而明显改善纸页的力学性能。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1步骤（1）：机械浆浆板的预处理。将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡4h，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用。步骤（2）：配制浆料。称取100g步骤（2）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取15g的功能性复合纳米填料、1g纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C。步骤（3）：纸页抄造。将50mL配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后将经抄片器滤水成形的湿纸页经真空压榨5min，并设置电热干燥温度为90oC进行纸页干燥，即得本专利技术的加填纳米材料的机械浆纸页。实施例2步骤（1）：机械浆浆板的预处理。将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡4h，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用。步骤（2）：配制浆料。称取100g步骤（2）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取20g的功能性复合纳米填料、1.5g纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C。步骤（3）：纸页抄造。将67mL配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后将经抄片器滤水成形的湿纸页经真空压榨5min，并设置电热干燥温度为90oC进行纸页干燥，即得本专利技术的加填纳米材料的机械浆纸页。实施例3步骤（1）：机械浆浆板的预处理。将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡4h，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用。步骤（2）：配制浆料。称取100g步骤（2）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取25g的功能性复合纳米填料、2g纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C。步骤（3）：纸页抄造。将84mL配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后将经抄片器滤水成形的湿纸页经真空压榨5min，并设置电热干燥温度为90oC进行纸页干燥，即得本专利技术的加填纳米材料的机械浆纸页。本专利技术公开了一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，本专利技术的主要创新点在于：其一，基于全阔叶木机械浆（未配抄化学浆等浆料）制备了一种高白度高强度纸页，为机械浆的高值化利用开辟了新途径；其二，充分利用纳米碳酸钙、纳米二氧化钛无机纳米复合材料的高白度和纳米尺寸效应赋予机械浆纸页高白度、高不透明度、较好的化学稳定性和热稳定性；其三，在体系中添加纳米微晶纤维素，一方面明显提升无机纳米复合材料的水相分散性，一方面有效增加纤维与纤维之间的氢键结合力，最终达到明显改善纸页力学性能的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加填纳米材料的机械浆纸页的制备方法，其特征在于：所述的加填纳米材料的机械浆纸页由以下重量份原料组成：阔叶木机械浆浆板100份；功能性纳米复合填料15‑25份；纳米微晶纤维素0.5‑2.0份；聚氧化乙烯0.03‑0.05份，该方法包括如下步骤：步骤（1）：机械浆浆板的预处理将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡一段时间，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用；步骤（2）：配制浆料称取上述重量份步骤（1）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取上述重量份的功能性纳米复合填料、纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C；步骤（3）：纸页抄造首先，将配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得加填纳米材料的机械浆纸页。

【技术特征摘要】
1.一种加填纳米材料的机械浆纸页的制备方法，其特征在于：所述的加填纳米材料的机械浆纸页由以下重量份原料组成：阔叶木机械浆浆板100份；功能性纳米复合填料15-25份；纳米微晶纤维素0.5-2.0份；聚氧化乙烯0.03-0.05份，该方法包括如下步骤：步骤（1）：机械浆浆板的预处理将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡一段时间，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用；步骤（2）：配制浆料称取上述重量份步骤（1）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取上述重量份的功能性纳米复合填料、纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C；步骤（3）：纸页抄造首先，将配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得加填纳米材料的机械浆纸页。2.根据权利要求1所述的一种加填纳米材料的机械浆纸页的制备方法，其特征在于：所述纸页的重量份原料均为绝干料，其中功能性纳米复合填...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈传勇，施彩莲，唐艳军，陈欢欢，范小明，童含信，陈敏，徐卫城，
申请(专利权)人：浙江金龙纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33