【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层纸，具体为一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制造方法。
技术介绍
1、纸张是由纤维组成的三维网状结构材料，不经处理的纸张表面存在大量的孔洞，且本身无法防水防油，因此，为了达到防水防油的目的，近年来大多纸制品在使用时被覆上塑料膜，而塑料膜的材质如低密度聚乙烯(ldpe)、聚氯乙烯(pvc)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、乙烯醋酸乙烯共聚物(eva)等在废弃后，都无法自行降解。即使采用焚烧处理，但在燃烧的过程中会产生大量废气，成为环境污染的一大来源，且这些塑料膜的原料来自石油，石油属于不可再生资源，大量使用塑料膜将会加剧能源危机。
2、由于纸本身具有可燃烧的特点，现有包装纸实际最高阻燃等级只能达到b2级可燃或b3级易燃。在有明火时，现有阻燃纸仍然会迅速燃烧，无法实际起到防火阻燃效果，在存在较大的安全隐患。
3、为了解决传统纸张易燃、难以阻水、阻油的缺点，本专利技术创造性地提出采用纳米纤维素和纳米填料作为纳米涂覆层，表层平滑度高，pps粗度低。同时表面涂敷层起到抗水、防油、增强、阻燃、阻氧的作用，提升产品功能化，真正实现以纸代塑、以纸代木、以纸代布、以纸代金属，适应社会发展新趋势，可广泛应用于绿色包装、医用防护、家居用品、展枪货架等生产生活领域。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制造方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种
3、进一步的，所述防水层由长链硅烷、纳米纤维素、羟丙基淀粉、易挥发溶剂构成。
4、进一步的，所述长链硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)癸烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二十二烷基三乙氧基硅烷的一种或多种组成。
5、进一步的，所述防油层由尿素改性隔热填料、易挥发溶剂、阳离子淀粉构成。
6、进一步的，所述尿素改性隔热填料由二氧化硅、石墨烯、膨润土、锯末经过研磨、煅烧，制得多孔隔热填料，再与尿素溶液进行湿法研磨制得。
7、一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制备方法，包括以下制备步骤：
8、(1)将混合粉末、锯末、粒径为10～20μm的碳粉、去离子水按质量比75～90:7:7:10～25混合均匀后进行造粒，得到粒径为1.1～1.7mm的接近球形的颗粒，105～200℃干燥4～6h后，送入高温电炉，以2～10℃/min升温至250～400℃，保温10～30min，再以相同速率升温至400～600℃，保温10～30min，再以10～20℃/min升温至900～1100℃，保温1～4h，得多孔隔热填料；
9、(2)将多孔隔热填料、尿素溶液按质量比1:3～8混合研磨至平均粒径为100～300nm，抽滤取固体，室温干燥24h得尿素改性隔热填料；
10、(3)将尿素改性隔热填料、阳离子淀粉按质量比5～9:8～15混合均匀后，加入12～17份去离子水，50℃、60rpm搅拌2h，冷却至室温后，加入阳离子淀粉质量0.2～0.3倍的聚乙烯醇、阳离子淀粉质量0.8倍的无水乙醇，搅拌均匀得防油层涂料，使用涂布机将防油层涂料涂布在纸张表面，于50～60℃干燥10～30min后，将纸张悬空固定在容器内，1mol/l的硫酸锌水溶液于30khz超声雾化，通过氩气以50～300ml/h将雾化液运输至纸张表面，85℃下处理40～70min后，取出纸张，于100℃干燥至恒重，得含有防油层纸张；
11、(4)将纳米纤维素和无水乙醇配置成浓度为10wt％的纳米纤维素分散液，加入纳米纤维素质量0.05～0.3倍的长链硅烷，100rpm搅拌2～3h后，加入淀粉糊化液，纳米纤维素和羟丙基淀粉的质量比为1:10～25，400～600rpm搅拌2～4h，得防水层涂料，使用涂布机将防水层涂料涂布在含有防油层纸张表面，60～80℃干燥至恒重，得基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸。
12、进一步的，步骤(1)所述混合粉末的制备方法为：将二氧化硅、石墨烯和膨润土按质量比30～35:10～20:55～65混合均匀后进行研磨，研磨至粒径为100～200nm。
13、进一步的，步骤(2)所述尿素溶液为1mol/l的尿素水溶液。
14、进一步的，步骤(3)、(4)所述涂布机的涂布速率为3～8cm/s，涂布量为1～6g/m2。
15、进一步的，步骤(4)所述淀粉糊化液为羟丙基淀粉、50℃的去离子水按质量比13～24:17～25于60rpm搅拌2h制得。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
17、本专利技术制备的涂敷层复合纸是在纸张两侧依次涂覆防油层、防水层，通过构建双层结构，增加氧气、水、油的渗透路径达到阻隔效果，同时防水层的有机涂料能够填补防油层纳米颗粒凸起间的空隙，从而形成平滑表面，进一步提高涂层的致密程度，提高阻隔性能。
18、首先，本专利技术采用二氧化硅、石墨烯和膨润土为原料，研磨至纳米级别，在锯末、碳粉和膨润土扩孔的作用下，形成具有隔热效果的多孔颗粒，再与尿素溶液进行湿法研磨，使隔热填料实现纳米级粒径，也使尿素溶液充分浸润隔热颗粒表面及内部，然后将尿素改性的隔热填料与阳离子淀粉作为防油层涂料，涂覆在纸张表面，涂料中的隔热填料依靠表面的尿素与纸质纤维形成氢键，而淀粉中的阳离子基团与带负电荷的纸张纤维结合，使得涂覆层牢固地附着在纸张表面，增加了纸张纤维间的结合力，使纸张的物理强度大幅度提高，是普通纸张强度的3倍，且本专利技术制备的防油层涂料还采用易挥发溶剂，减少防油层涂料向纸张内部渗透，进而在纸张表面形成一层致密的膜层，封住纤维表层以及纤维之间的空隙，从而提升抗油性能，然后进行半固化处理，使防油层呈半软态，然后进行雾化处理，雾化使得硫酸锌水溶液成为极细液滴，并且防油层未完全固化，进而能够渗透防油层内部，与尿素改性的隔热填料进行接触，硫酸锌与部分尿素逐渐反应，使得周围环境碱性缓慢、均匀增加，推迟晶核长大成为大粒子，有利于在隔热填料表面形成纳米级的氢氧化锌，氧化锌的生长提高了纸张涂层的阻燃效果，且填料内部剩余的尿素在遇到火灾时，分解产生大量气体使防油层产生膨胀，进一步阻挡火焰蔓延。
19、其次，防水层采用长链硅烷、纳米纤维素、羟丙基淀粉、易挥发溶剂构成，长链硅烷一反面自身缩合，另一方面与纤维素的羟基发生反应，致使防水层形成致密的三维网络结构，降低纸张表面涂覆层的空隙，提高阻隔性能，且长链硅烷的引入，能够大幅度提高防水层的阻水效果，还能与防油层实现有机-无机高效阻燃的效果。
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1.一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防水纳米涂敷层复合纸从上至下依次为防水层、防油层、纸张、防油层、防水层。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防水层由长链硅烷、纳米纤维素、羟丙基淀粉、易挥发溶剂构成。
3.根据权利要求2所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述长链硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)癸烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二十二烷基三乙氧基硅烷的一种或多种组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防油层由尿素改性隔热填料、易挥发溶剂、阳离子淀粉构成。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述尿素改性隔热填料由二氧化硅、石墨烯、膨润土、锯末经过研磨、煅烧，制得多孔隔热填料，再与尿素溶液进行湿法研磨制得。
6.一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述尿素溶液为1mol/L的尿素水溶液。
9.根据权利要求6所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制备方法，其特征在于，步骤(3)、(4)所述涂布机的涂布速率为3～8cm/s，涂布量为1～6g/m2。
10.根据权利要求6所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述淀粉糊化液为羟丙基淀粉、50℃的去离子水按质量比13～24:17～25于60rpm搅拌2h制得。
...【技术特征摘要】
1.一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防水纳米涂敷层复合纸从上至下依次为防水层、防油层、纸张、防油层、防水层。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防水层由长链硅烷、纳米纤维素、羟丙基淀粉、易挥发溶剂构成。
3.根据权利要求2所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述长链硅烷为十二烷基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)癸烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二十二烷基三乙氧基硅烷的一种或多种组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述防油层由尿素改性隔热填料、易挥发溶剂、阳离子淀粉构成。
5.根据权利要求1所述的一种基于纳米纤维素的防水纳米涂敷层复合纸，其特征在于，所述尿素改性隔热填料由二氧化硅、石墨烯、膨润土、锯末经过研磨、煅烧，制得多孔隔热填料，再与尿素溶液进行湿法研磨制得。
6.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志芳，吴晓敏，姚校，
申请(专利权)人：浙江荣晟环保纸业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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