专利名称：一种耐水性高强度功能纸的制备方法
技术领域：
本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种耐水性高强度功能纸的制备 方法。
背景技术：
作为天然植物纤维纸，其自身虽然具有许多优良特性，但也有许多局限和不足。比如主要依靠氢键结合而产生的纸页强度不会太高；纤维交织 形成的纸页，表面平滑度和光泽度不会很高；多孔性带来了优良的透气性、 吸收性，但又失去了密封性；纤维的吸湿及润胀特性，使纸页缺乏尺寸稳 定性，都是明显的不足。随着科学的发展和人类物质文化生活的提高，以 及纸张作为片状材料而不断扩展其应用领域，对纸张性能的要求越来越 广，也越来越高。因此天然植物纤维纸就需要经过加工来改善其性能，以 获得各种特殊的性能。纸张的聚氨酯化改性是指通过浸渍处理的方、法，使纤维素与有机溶剂 中的药液反应，将纸张中原本的氢键结合转化为化学键，从而改变原纸的 特性，是一种新型的纸张变性加工的方法。发明内容本发明的目的在于提供一种耐水性高强度功能纸的制备方法。采用本 发明的制备方法得到的纸的改性效果显著，成膜能力优良，改性后纸张的 物理强度大幅度提高，不透明度下降明显。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是1) 首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水24小时后， 过滤得到无水四氢呋喃(THF);2) 其次，将聚乙二醇加入到3-异氰酸酯亚甲基-3， 5， 5-三甲基环己基 异氰酸酯(工PDI)中得混合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3， 5， 5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)的摩尔比为1: 1 3.5;然后，将混合物 A加入到无水四氢呋喃(THF)中使混合物A的质量浓度为10% 14%，然 后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量0.05%的二月桂酸二丁基锡作为催 化剂，采用蒸汽加热到6(TC 62"C，搅拌均匀得混合溶液；3) 然后，将已在105"C下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中，并控 制温度在6(TC 62X:下反应5分钟，然后，取出纸张在100°C 120°C， 真空度为0. 8 1. 2Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；4) 最后，再将纸张在12(TC 13(TC下加热固化5分钟，即得到耐水 性高强度功能纸。本发明的聚乙二醇的分子量为400。原纸通过本发明改性后，裂断长平均提高了 4. 38倍，湿强度/干强度 平均为51% ，耐折度平均提高了 28. 73倍，耐破指数平均增加了 6. 73倍， 不透明度均下降到原来的6(^左右。通过红外光谱(FT-IR)及扫描电镜(SEM) 分析表明纸张改性后，不仅纤维素上的部分羟基与IPDI的一^(M)基团反 应生成氨基甲酸酯结构，使得纸张表面成膜，将纤维间的氢键结合转化为 化学键结合，而且通过扩链剂PEG400可使距离较远的纤维交联在一起， 增强了纸张改性后的韧性和强度，克服了传统化学改性后纸张脆性增加的 弊病，从而得到高强度(干强度，湿强度等)的纸张。具体实施方式
实施例1:首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水 24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF);其次，将聚乙二醇(PEG400) 加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混 合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸 酯(IPDI)的摩尔比为1: 1;然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF) 中使混合物A的质量浓度为12%,然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量
0. 05%的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到6(TC，搅拌均匀 得混合溶液；然后，将已在105。C下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中， 并控制温度在6(TC下反应5分钟，然后，取出纸张在12(TC，真空度为
1. 1Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；最后，再将纸张在12(TC下加 热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
实施例2:首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCh，使其脱水 24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF);其次，将聚乙二醇(PEG400) 加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混 合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸 酯(IPDI)的摩尔比为1: 3;然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF) 中使混合物A的质量浓度为14%，然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量 0.05%的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到62-C，搅拌均匀 得混合溶液；然后，将已在105'C下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中， 并控制温度在62'C下反应5分钟，然后，取出纸张在IO(TC，真空度为 0. 8Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；最后，再将纸张在130。C下加 热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
实施例3:首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF);其次，将聚乙二醇(PEG400) 加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混 合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3,5，5-三甲基环己基异氰酸 酯(IPDI)的摩尔比为1: 2;然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF) 中使混合物A的质量浓度为10%，然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量
0. 05%的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到erc，搅拌均匀
得混合溶液；然后，将已在105。C下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中， 并控制温度在61"下反应5分钟，然后，取出纸张在115°C，真空度为
1. 2Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；最后，再将纸张在123。C下加 热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
实施例4:首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水 24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF);其次，将聚乙二醇(PEG400) 加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混 合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸 酯(IPDI)的摩尔比为1: 3. 5;然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF) 中使混合物A的质量浓度为13%，然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量 0.05%的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到62"C，搅拌均匀 得混合溶液；然后，将已在105X:下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中， 并控制温度在62'C下反应5分钟，然后，取出纸张在105°C，真空度为 l.OMpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；最后，再将纸张在128"C下加 热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
实施例5:首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水 24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF);其次，将聚乙二醇(PEG400)加入到3-异氰酸酯亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混 合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3，5,5-三甲基环己基异氰酸 酯(IPDI)的摩尔比为1: 2. 5;然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF) 中使混合物A的质量浓度为11%，然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量 0.05%的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到6(TC，搅拌均匀 得混合溶液；然后，将已在105。C下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中， 并控制、温度在6(TC下反应5分钟，然后，取出纸张在115°C，真空度为 0. 9Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；最后，再将纸张在125'C下加 热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
权利要求
1、一种耐水性高强度功能纸的制备方法，其特征在于1)首先，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl2，使其脱水24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF)；2)其次，将聚乙二醇加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混合物A，其中聚乙二醇与3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)的摩尔比为1∶1～3.5；然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF)中使混合物A的质量浓度为10％～14％，然后再加入无水四氢呋喃(THF)的质量0.05％的二月桂酸二丁基锡作为催化剂，采用蒸汽加热到60℃～62℃，搅拌均匀得混合溶液；3)然后，将已在105℃下干燥4小时的纸张浸渍在混合溶液中，并控制温度在60℃～62℃下反应5分钟，然后，取出纸张在100℃～120℃，真空度为0.8～1.2Mpa下干燥10分钟除去多余有机溶剂；4)最后，再将纸张在120℃～130℃下加热固化5分钟，即得到耐水性高强度功能纸。
2、 根据权利要求1所述的耐水性高强度功能纸的制备方法，其特征 在于所说的聚乙二醇的分子量为400。
全文摘要
一种耐水性高强度功能纸的制备方法，在四氢呋喃(THF)中加入无水CaCl<sub>2</sub>脱水24小时后，过滤得到无水四氢呋喃(THF)；将聚乙二醇加入到3-异氰酸酯亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中得混合物A，然后，将混合物A加入到无水四氢呋喃(THF)中，然后再加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，加热到60℃～62℃，搅拌均匀得混合溶液；将纸张浸渍在混合溶液后干燥除去多余有机溶剂；再将纸张加热固化即得到耐水性高强度功能纸。原纸通过本发明改性后，裂断长平均提高了4.38倍，湿强度/干强度平均为51％，耐折度平均提高了28.73倍，耐破指数平均增加了6.73倍，不透明度均下降到原来的60％左右。
文档编号D21H23/00GK101634123SQ200910023678
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者夏新兴, 李佩燚, 李鸿魁, 林春涛, 建 王, 王志杰 申请人:陕西科技大学