本发明公开了一种耐热型乳胶砂纸原纸的制备方法，属于制浆造纸技术领域。
背景技术：
砂纸是一种把研磨材料用胶黏剂粘附在柔软的基材上而制成的研磨工具，砂纸的主要原料是原纸、研磨材料、胶黏剂。为提高砂纸的研磨强度，原纸不仅要求强韧，而且耐磨耐折，并有良好的耐水性。
耐水砂纸主要以牛皮纸经耐水浸渍处理后作为耐水砂纸原纸。目前耐水砂纸的生产一直沿用传统以醇酸清漆、醇酸磁漆、氨基树脂漆和醇酸稀料等为粘结剂，采用悬挂式连续生产线制造而成。而此类工艺生产出的砂纸耐水性和柔韧性，特别是环保方面仍不够理想。除此之外，醇酸树脂的综合性能优异，相对于其他聚酯或油性漆具有优良的耐久性、柔韧性，因此在涂料、胶黏剂等行业具有广泛的应用，在涂附磨具中既可以作为纸基耐水处理剂，又可以作为耐水砂纸的粘结剂。但是树脂浸渍处理的砂纸存在有气味、柔软度及一些性能仍不完善等问题。随着经济发展，生产力的提高，市场要求乳胶纸的耐水砂纸浸水后有很强的尺寸稳定性，不卷曲，且无异味，耐用度高。
用传统方法生产的耐水砂纸原纸不仅脆性太大，纸页韧性偏低，特别是在植砂后高温烘干时，更容易造成频繁断纸现象，严重影响正常的生产和成品率；而且传统耐水砂纸原纸耐候性很差，受环境影响非常大，特别是受到高温影响，新生产的原纸需要熟化两天甚至１周后才能使用，且季节、室温、天气的变化都会影响耐水砂纸原纸的使用性能。
因此，如何改善传统砂纸原纸防水性能及抗拉伸性能差、韧性及耐热性不佳的缺点，以获取更高综合性能的砂纸原纸，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统砂纸原纸防水性能及抗拉伸性能差、韧性及耐热性不佳的缺点，提供了一种耐热型乳胶砂纸原纸的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：1～10：3混合，并加入混合木浆纤维质量0.08～0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量4～5倍的二甲基亚砜，搅拌混合后，过滤，得滤饼；
（2）将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比2：1～3：1混合，并加入丙烯酸质量4～5倍的二氯甲烷，搅拌反应，得处理液，将滤饼与处理液按质量比2：3～2：4混合，过滤，水洗，得改性木浆纤维坯料；
（3）将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：50～1：60混合，并加入改性木浆纤维坯料质量0.2～0.3倍的分散剂和改性木浆纤维坯料质量0.1～0.4倍的预处理纳米碳化硅，搅拌混合后，碎料，打浆，得原纸浆料；
（4）将原纸浆料上浆，抄造，得预处理原纸；
（5）将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比3：1～4：1混合，并加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.2～0.4倍的氧化石墨烯，搅拌混合后，得改性涂覆液；
（6）将改性涂覆液以15～30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以5～12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，烘干，得一次涂覆纸；
（7）将防油剂以2～8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，干燥，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸，即得耐热型乳胶砂纸原纸。
步骤（1）所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：1～1：2混合所得。
步骤（3）所述分散剂为分散剂mf，分散剂nno或分散剂5040中任意一种。
步骤（3）所述预处理纳米碳化硅的制备方法为将纳米碳化硅与水按质量比1：5～1：8混合，并加入纳米碳化硅质量1～2倍的硅烷偶联剂kh-560，超声振荡后，过滤，干燥，得预处理纳米碳化硅。
步骤（3）所述原纸浆料的叩解度为30～38ºsr。
步骤（7）所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备耐热型乳胶砂纸原纸时使用改性木浆纤维坯料，首先，在制备改性木浆纤维坯料过程中先将混合木浆纤维与纳米纤维素混合，由于混合木浆纤维中的纤维素具有羟基，纳米纤维素表面也具有活泼的羟基，在催化剂作用下，纳米纤维素可与混合木浆纤维中的纤维素结合，使纸张密度提高，从而使产品的防水性能，抗拉伸性能和韧性得到提高，其次，在制备改性木浆纤维坯料过程中用丙烯酸-羰基二咪唑混合液对混合木浆纤维与纳米纤维素混合后的产物进行处理，含有羰基二咪唑的丙烯酸可对纤维素表面部分羟基进行改性，从而使纤维素的羟基减少，进而使产品的防水性能得到提高；
（2）本发明在制备耐热型乳胶砂纸原纸时加入氧化石墨烯和预处理纳米碳化硅，一方面，预处理纳米碳化硅可在原纸制备过程中存在于纸张体系中，并且在纸张涂覆过程中与涂覆液发生结合，从而使纸张内部的导热性能和力学性能提高，另一方面，氧化石墨烯在加入涂覆料中后，可在涂覆过程中分布于纸张表面，从而使纸张表面导热性能提高，并且由于氧化石墨烯的片状结构，可对纸张具有一定程度上的保护作用，从而在氧化石墨烯和预处理纳米碳化硅的作用下可使纸张在受热时，热量均匀分散，使产品的耐热性提高。
具体实施方式
将纳米碳化硅与水按质量比1：5～1：8混合于烧杯中，并向烧杯中加入纳米碳化硅质量1～2倍的硅烷偶联剂kh-560，将烧杯移入超声振荡仪，于频率为45～55khz的条件下超声振荡15～30min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为75～85℃的条件下干燥20～30min后，得预处理纳米碳化硅；将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：1～10：3混合，并向混合木浆纤维与纳米纤维素的混合物中加入混合木浆纤维质量0.08～0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量4～5倍的二甲基亚砜，于温度为45～65℃，转速为250～350r/min的条件下搅拌混合100～120min后，过滤，得滤饼；将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比2：1～3：1混合，并向丙烯酸与羰基二咪唑的混合物中加入丙烯酸质量4～5倍的二氯甲烷，于温度为40～60℃，转速为250～300r/min的条件性搅拌反应3～5h后，得处理液，将滤饼与处理液按质量比2：3～2：4混合，并于室温条件下，浸泡反应15～18h后，过滤，得改性滤饼，将改性滤饼水洗5～6次后，得改性木浆纤维坯料；将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：50～1：60混合，并向改性木浆纤维坯料与水的混合物中加入改性木浆纤维坯料质量0.2～0.3倍的分散剂和改性木浆纤维坯料质量0.1～0.4倍的预处理纳米碳化硅，于温度为45～60℃，转速为250～320r/min的条件下搅拌混合15～45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.3～0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比3：1～4：1混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.2～0.4倍的氧化石墨烯，于温度为40～50℃，转速为200～300r/min的条件下搅拌混合20～45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以15～30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以5～12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为75～85℃的条件下干燥30～50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以2～8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度70～90℃的条件下干燥30～60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：1～1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf，分散剂nno或分散剂5040中任意一种。所述原纸浆料的叩解度为30～38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
实例1
将纳米碳化硅与水按质量比1：8混合于烧杯中，并向烧杯中加入纳米碳化硅质量2倍的硅烷偶联剂kh-560，将烧杯移入超声振荡仪，于频率为55khz的条件下超声振荡30min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理纳米碳化硅；将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：3混合，并向混合木浆纤维与纳米纤维素的混合物中加入混合木浆纤维质量0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量5倍的二甲基亚砜，于温度为65℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合120min后，过滤，得滤饼；将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比3：1混合，并向丙烯酸与羰基二咪唑的混合物中加入丙烯酸质量5倍的二氯甲烷，于温度为60℃，转速为300r/min的条件性搅拌反应5h后，得处理液，将滤饼与处理液按质量比2：4混合，并于室温条件下，浸泡反应18h后，过滤，得改性滤饼，将改性滤饼水洗6次后，得改性木浆纤维坯料；将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：60混合，并向改性木浆纤维坯料与水的混合物中加入改性木浆纤维坯料质量0.3倍的分散剂和改性木浆纤维坯料质量0.4倍的预处理纳米碳化硅，于温度为60℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比4：1混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.4倍的氧化石墨烯，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为85℃的条件下干燥50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度90℃的条件下干燥60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf。所述原纸浆料的叩解度为38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
实例2
将纳米碳化硅与水按质量比1：8混合于烧杯中，并向烧杯中加入纳米碳化硅质量2倍的硅烷偶联剂kh-560，将烧杯移入超声振荡仪，于频率为55khz的条件下超声振荡30min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理纳米碳化硅；将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比3：1混合，并向丙烯酸与羰基二咪唑的混合物中加入丙烯酸质量5倍的二氯甲烷，于温度为60℃，转速为300r/min的条件性搅拌反应5h后，得处理液，将混合木浆纤维与处理液按质量比2：4混合，并于室温条件下，浸泡反应18h后，过滤，得改性混合木浆纤维，将改性混合木浆纤维水洗6次后，得改性木浆纤维坯料；将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：60混合，并向改性木浆纤维坯料与水的混合物中加入改性木浆纤维坯料质量0.3倍的分散剂和改性木浆纤维坯料质量0.4倍的预处理纳米碳化硅，于温度为60℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比4：1混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.4倍的氧化石墨烯，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为85℃的条件下干燥50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度90℃的条件下干燥60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf。所述原纸浆料的叩解度为38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
实例3
将纳米碳化硅与水按质量比1：8混合于烧杯中，并向烧杯中加入纳米碳化硅质量2倍的硅烷偶联剂kh-560，将烧杯移入超声振荡仪，于频率为55khz的条件下超声振荡30min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理纳米碳化硅；将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：3混合，并向混合木浆纤维与纳米纤维素的混合物中加入混合木浆纤维质量0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量5倍的二甲基亚砜，于温度为65℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合120min后，过滤，得滤饼；将木浆纤维坯料与水按质量比1：60混合，并向木浆纤维坯料与水的混合物中加入木浆纤维坯料质量0.3倍的分散剂和木浆纤维坯料质量0.4倍的预处理纳米碳化硅，于温度为60℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比4：1混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.4倍的氧化石墨烯，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为85℃的条件下干燥50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度90℃的条件下干燥60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf。所述原纸浆料的叩解度为38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
实例4
将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：3混合，并向混合木浆纤维与纳米纤维素的混合物中加入混合木浆纤维质量0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量5倍的二甲基亚砜，于温度为65℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合120min后，过滤，得滤饼；将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比3：1混合，并向丙烯酸与羰基二咪唑的混合物中加入丙烯酸质量5倍的二氯甲烷，于温度为60℃，转速为300r/min的条件性搅拌反应5h后，得处理液，将滤饼与处理液按质量比2：4混合，并于室温条件下，浸泡反应18h后，过滤，得改性滤饼，将改性滤饼水洗6次后，得改性木浆纤维坯料；将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：60混合，并向改性木浆纤维坯料与水的混合物中加入改性木浆纤维坯料质量0.3倍的分散剂，于温度为60℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比4：1混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入丙烯酸胶乳sj-2质量0.4倍的氧化石墨烯，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为85℃的条件下干燥50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度90℃的条件下干燥60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf。所述原纸浆料的叩解度为38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
实例5
将纳米碳化硅与水按质量比1：8混合于烧杯中，并向烧杯中加入纳米碳化硅质量2倍的硅烷偶联剂kh-560，将烧杯移入超声振荡仪，于频率为55khz的条件下超声振荡30min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理纳米碳化硅；将混合木浆纤维与纳米纤维素按质量比10：3混合，并向混合木浆纤维与纳米纤维素的混合物中加入混合木浆纤维质量0.12倍的对甲苯磺酸和混合木浆纤维质量5倍的二甲基亚砜，于温度为65℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合120min后，过滤，得滤饼；将丙烯酸与羰基二咪唑按质量比3：1混合，并向丙烯酸与羰基二咪唑的混合物中加入丙烯酸质量5倍的二氯甲烷，于温度为60℃，转速为300r/min的条件性搅拌反应5h后，得处理液，将滤饼与处理液按质量比2：4混合，并于室温条件下，浸泡反应18h后，过滤，得改性滤饼，将改性滤饼水洗6次后，得改性木浆纤维坯料；将改性木浆纤维坯料与水按质量比1：60混合，并向改性木浆纤维坯料与水的混合物中加入改性木浆纤维坯料质量0.3倍的分散剂和改性木浆纤维坯料质量0.4倍的预处理纳米碳化硅，于温度为60℃，转速为320r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性木浆混合料，将改性木浆混合料经碎料，打浆后，制得原纸浆料；将原纸浆料于长网机中上浆，上浆浓度为0.6%，经抄造后，得预处理原纸；将丙烯酸胶乳sj-2与丙烯酸胶乳sj-5按质量比4：1混合于搅拌器中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min后，得改性涂覆液；将改性涂覆液加入涂覆机中，并以30g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸正面，以12g/m2的涂覆量均匀涂覆于预处理原纸反面后，得预处理一次涂覆纸，将预处理一次涂覆纸于温度为85℃的条件下干燥50min后，得一次涂覆纸；将防油剂加入涂覆机中，并以8g/m2的涂覆量均匀涂覆于一次涂覆纸两面后，得预处理二次涂覆纸，将预处理二次涂覆纸于温度90℃的条件下干燥60min后，得二次涂覆纸，将二次涂覆纸经压光，卷纸后，即得耐热型乳胶砂纸原纸。所述混合木浆纤维为针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维按质量比1：2混合所得。所述分散剂为分散剂mf。所述原纸浆料的叩解度为38ºsr。所述防油剂为n-羟乙基全氟辛基磺酰胺。
对比例：通城县某造纸有限责任公司生产的砂纸原纸。
将实例1至5所得的耐热型乳胶砂纸原纸及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.防水性能：按照gb/t1312检测试件cobb吸水值；
2.抗拉伸性能：按照gb/t1312检测试件抗张强度；
3.韧性：按照gb/t457检测试件耐折度；
4.耐热性：在130℃条件下放置6h后查看试件现象。
具体检测结果如表1所示：
表1：防水性能、抗拉伸性能、韧性及耐热性具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的耐热型乳胶砂纸原纸具有优异的防水性能、抗拉伸性能、韧性及耐热性的特点，在砂纸原纸行业的发展中具有广阔的前景。