本发明涉及一种高强度防油纸的制备方法，属于防油纸制备技术领域。
背景技术
在日常生活中我们经常需要包装含油物质，用来包装这些物质的材料必须具备良好的防水防油性能，为达到防油目的，曾经普遍采用聚乙烯、聚丙烯等塑料容器或薄膜，但这些合成高分子聚合物难降解，会带来环境污染，故逐渐被绿色环保的纸基包装材料所代替。
防油纸是一种具有抗油脂类物质浸透的纸种。采用化学木浆经高黏状打浆后，在长网造纸机上抄造而成，或是经耐油涂料（干酪素型、清漆型、热熔或树脂型、硅酸盐型）涂布加工制成。作为一种用途较广的特种纸，有着其他包装材料无法比拟的优点：原料来源广泛、成本经济、易于裁切、工艺简单、质量轻、便于运输等，主要用作油脂类食品包装。目前可通过多种方法使纸张具有防油性能，一是通过打浆的方法降低孔隙率，使纸张具有防油性能，但是这种方法不仅能耗大，而且生产的纸张容易出现泡泡纱纸病；二是在纸张表面复合一层连续致密的合成聚合物薄膜可制得防油纸，但这些合成聚合物无法在自然界中降解，会带来环境污染问题；三是在纸张表面涂覆蜡、铝粉或者复合一层铝箔来制备防油纸，但这些物质会改变纸张的一些表面物理性能，会对纸张的使用和回收利用造成一定的影响；四是在纸浆内添加或在纸张表面涂布氟碳化合物和硅油等来制备防油纸。然而近年来研究发现，用来制备氟碳化合物的重要原料和中间体全氟辛烷磺酰基化合物在环境中具有高持久性、生物累积性，会对人体造成伤害。此外，普通的防油纸还存在机械性能差、抗菌防霉效果不佳的缺陷，限制了它们的应用范围。
因此，提供一种防油能力优良，遇水后不易腐烂破碎的纸基复合袋及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前防油纸防油性能不佳、不易降解、机械性能差的缺陷，提供了一种高强度防油纸的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高强度防油纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，称取4～6份氟化铯、11～13份全氟-2-甲基-2-戊烯、4～6份4-溴溴化苄和20～22份无水乙腈放入封管中，将封管密封并放入水浴锅中，恒温反应得到反应液；
（2）将反应液与乙醚按质量比1:2混合得到混合凝胶液，依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4～6次，加入无水硫酸钠进行干燥，过滤得到滤液，将滤液放入真空干燥箱中干燥，干燥结束后放入柱层析装置中分离提纯得到提纯混合液，备用；
（3）称取500～700g秸秆、蔗渣放入烧杯中，用质量分数为20～25%的氢氧化钠溶液浸泡秸秆，将烧杯放入水浴锅中，恒温浸泡后得到固液混合物，向烧杯中投入固液混合物质量30～40%的饱和氯乙酸乙醇溶液，并将烧杯放入水浴温度为10～15℃的水浴锅中，恒温反应2～3h后过滤得到反应滤液；
（4）将木薯淀粉和蒸馏水按质量比1:3搅拌混合投入烧杯中，加热烧杯温度至92～98℃，以200～240r/min的转速搅拌，高温糊化反应40～50min得到糊化浆液，反应结束后将烧杯放入水浴温度为60～65℃的水浴锅中恒温静置60～90min；
（5）将糊化浆液与反应滤液按质量比1：4混合搅拌，搅拌后静置3～4h得到混合浆液，按重量份数计，称取5～7份柠檬酸三丁酯、3～5份三乙酸甘油酯、10～12份备用的提纯混合液、8～10份上述糊化浆液以700～750r/min的转速混合搅拌90～100min，得到分散胶液；
（6）将分散胶液浸泡箱板纸48～50h，浸泡结束后将箱板纸放入烘箱中，在70～75℃的温度下干燥20～30min制得高强度防油纸。
步骤（1）中所述的水浴锅中水浴温度为80～85℃，恒温反应时间为48～49h。
步骤（2）中所述的真空干燥箱中，真空度为600～800pa，温度为50～60℃，干燥时间为3～4h。
步骤（3）中所述的氢氧化钠质量分数为20～25%，水浴温度为35～40℃，恒温浸泡时间为2.5～2.8h。
步骤（4）中所述的搅拌转速为400～500r/min，搅拌时间为15～20min。
步骤（5）中所述的烘箱中的温度为70～75℃，干燥时间为20～30min。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先以全氟-2-甲基-2-戊烯为原料，通过高温反应生成氟表面活性剂，以秸秆、蔗渣为原料，通过碱化、醚化等方法提取羧甲基纤维素，再将羧甲基纤维素与淀粉混合，最后将氟表面活性剂与淀粉混合的羧甲基纤维素以及其他助剂混合搅拌得到分散胶液，用分散胶液浸泡箱板纸再烘干得到高强度防油纸，本发明制得一种氟表面活性剂，利用氟碳链优异的防油性能提高防油纸的防油效果，氟碳键键能越大，性能越稳定，使氟碳链本身结构牢固，从而提高防油纸的机械性能，同时这种氟表面活性剂氟链长度低，可以提高表面活性剂的生物降解性能，并且降解的产物无毒无害，本发明还引入含氟羧酸基团，可以增强临界胶束浓度，降低水溶液表面张力，从而增强本身的表面活性，起到提高防油性能的效果，氟表面活性剂还引入氟碳支链，这种支链也有助于降低表面张力，增强表面活性，提高防油性能；
（2）本发明以蔗渣、秸秆为原料提取制得羧甲基纤维素，这种纤维素本身自带阴离子，可以与带阳离子的淀粉粒子结合，淀粉粒子交联结合多个纤维素链，使内部空间结构形成网状交联结构，这种结构提高了防油纸的力学强度、热稳定性和化学稳定性能，并且淀粉粒子所带的负电荷可以与纸基的正电荷相互吸引，有助于提高胶液与纸基的结合程度，从而提高防油纸的防油性能，纤维素的流动性好，可以增强防油纸施胶过程中胶液的分散性，提高施胶速率，同时纤维丝中具有大量的羟基、羧基等亲水性官能团，可以与纸张表面基团形成共价键和其它分子间键合力，提高胶液与纸基的粘结强度，并且纤维素中本身分子链具有空间交联结构，可以提高防油纸的机械性能，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
按重量份数计，称取4～6份氟化铯、11～13份全氟-2-甲基-2-戊烯、4～6份4-溴溴化苄和20～22份无水乙腈放入封管中，将封管密封并放入水浴温度为80～85℃水浴锅中，恒温反应48～49h，得到反应液；将反应液与乙醚按质量比1:2混合得到混合凝胶液，依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4～6次，加入无水硫酸钠进行干燥，过滤得到滤液，将滤液放入真空干燥箱中，在真空度为600～800pa，温度为50～60℃的条件下，干燥3～4h，干燥结束后放入柱层析装置中分离提纯得到提纯混合液，备用；称取500～700g秸秆、蔗渣放入烧杯中，用质量分数为20～25%的氢氧化钠溶液浸泡秸秆，将烧杯放入水浴温度为35～40℃的水浴锅中，恒温浸泡2.5～2.8h后得到固液混合物，向烧杯中投入固液混合物质量30～40%的饱和氯乙酸乙醇溶液，并将烧杯放入水浴温度为10～15℃的水浴锅中，恒温反应2～3h后过滤得到反应滤液；将木薯淀粉和蒸馏水按质量比1:3搅拌混合投入烧杯中，加热烧杯温度至92～98℃，以200～240r/min的转速搅拌，高温糊化反应40～50min得到糊化浆液，反应结束后将烧杯放入水浴温度为60～65℃的水浴锅中恒温静置60～90min；将糊化浆液与反应滤液按质量比1：4混合，在400～500r/min的转速下搅拌15～20min，搅拌后静置3～4h得到混合浆液，按重量份数计，称取5～7份柠檬酸三丁酯、3～5份三乙酸甘油酯、10～12份备用的提纯混合液、8～10份上述糊化浆液以700～750r/min的转速混合搅拌90～100min，得到分散胶液；将分散胶液浸泡箱板纸48～50h，浸泡结束后将箱板纸放入烘箱中，在70～75℃的温度下干燥20～30min制得高强度防油纸。
实例1
按重量份数计，称取4份氟化铯、11份全氟-2-甲基-2-戊烯、4份4-溴溴化苄和20份无水乙腈放入封管中，将封管密封并放入水浴温度为80℃水浴锅中，恒温反应48h，得到反应液；将反应液与乙醚按质量比1:2混合得到混合凝胶液，依次用去离子水和饱和食盐水洗涤4次，加入无水硫酸钠进行干燥，过滤得到滤液，将滤液放入真空干燥箱中，在真空度为600pa，温度为50℃的条件下，干燥3h，干燥结束后放入柱层析装置中分离提纯得到提纯混合液，备用；称取500g秸秆、蔗渣放入烧杯中，用质量分数为20%的氢氧化钠溶液浸泡秸秆，将烧杯放入水浴温度为35℃的水浴锅中，恒温浸泡2.5h后得到固液混合物，向烧杯中投入固液混合物质量30%的饱和氯乙酸乙醇溶液，并将烧杯放入水浴温度为10℃的水浴锅中，恒温反应2h后过滤得到反应滤液；将木薯淀粉和蒸馏水按质量比1:3搅拌混合投入烧杯中，加热烧杯温度至92℃，以200r/min的转速搅拌，高温糊化反应40min得到糊化浆液，反应结束后将烧杯放入水浴温度为60℃的水浴锅中恒温静置60min；将糊化浆液与反应滤液按质量比1：4混合，在400r/min的转速下搅拌15min，搅拌后静置3h得到混合浆液，按重量份数计，称取5份柠檬酸三丁酯、3份三乙酸甘油酯、10份备用的提纯混合液、8份上述糊化浆液以700r/min的转速混合搅拌90min，得到分散胶液；将分散胶液浸泡箱板纸48h，浸泡结束后将箱板纸放入烘箱中，在70℃的温度下干燥20min制得高强度防油纸。
实例2
按重量份数计，称取5份氟化铯、12份全氟-2-甲基-2-戊烯、5份4-溴溴化苄和21份无水乙腈放入封管中，将封管密封并放入水浴温度为83℃水浴锅中，恒温反应48h，得到反应液；将反应液与乙醚按质量比1:2混合得到混合凝胶液，依次用去离子水和饱和食盐水洗涤5次，加入无水硫酸钠进行干燥，过滤得到滤液，将滤液放入真空干燥箱中，在真空度为700pa，温度为55℃的条件下，干燥3h，干燥结束后放入柱层析装置中分离提纯得到提纯混合液，备用；称取600g秸秆、蔗渣放入烧杯中，用质量分数为23%的氢氧化钠溶液浸泡秸秆，将烧杯放入水浴温度为37℃的水浴锅中，恒温浸泡2.7h后得到固液混合物，向烧杯中投入固液混合物质量35%的饱和氯乙酸乙醇溶液，并将烧杯放入水浴温度为13℃的水浴锅中，恒温反应2h后过滤得到反应滤液；将木薯淀粉和蒸馏水按质量比1:3搅拌混合投入烧杯中，加热烧杯温度至96℃，以220r/min的转速搅拌，高温糊化反应45min得到糊化浆液，反应结束后将烧杯放入水浴温度为63℃的水浴锅中恒温静置75min；将糊化浆液与反应滤液按质量比1：4混合，在450r/min的转速下搅拌17min，搅拌后静置3h得到混合浆液，按重量份数计，称取6份柠檬酸三丁酯、4份三乙酸甘油酯、11份备用的提纯混合液、9份上述糊化浆液以725r/min的转速混合搅拌95min，得到分散胶液；将分散胶液浸泡箱板纸49h，浸泡结束后将箱板纸放入烘箱中，在73℃的温度下干燥25min制得高强度防油纸。
实例3
按重量份数计，称取6份氟化铯、13份全氟-2-甲基-2-戊烯、6份4-溴溴化苄和20～22份无水乙腈放入封管中，将封管密封并放入水浴温度为85℃水浴锅中，恒温反应48～49h，得到反应液；将反应液与乙醚按质量比1:2混合得到混合凝胶液，依次用去离子水和饱和食盐水洗涤6次，加入无水硫酸钠进行干燥，过滤得到滤液，将滤液放入真空干燥箱中，在真空度为800pa，温度为60℃的条件下，干燥4h，干燥结束后放入柱层析装置中分离提纯得到提纯混合液，备用；称取700g秸秆、蔗渣放入烧杯中，用质量分数为25%的氢氧化钠溶液浸泡秸秆，将烧杯放入水浴温度为40℃的水浴锅中，恒温浸泡2.8h后得到固液混合物，向烧杯中投入固液混合物质量40%的饱和氯乙酸乙醇溶液，并将烧杯放入水浴温度为15℃的水浴锅中，恒温反应3h后过滤得到反应滤液；将木薯淀粉和蒸馏水按质量比1:3搅拌混合投入烧杯中，加热烧杯温度至98℃，以240r/min的转速搅拌，高温糊化反应50min得到糊化浆液，反应结束后将烧杯放入水浴温度为65℃的水浴锅中恒温静置90min；将糊化浆液与反应滤液按质量比1：4混合，在500r/min的转速下搅拌20min，搅拌后静置4h得到混合浆液，按重量份数计，称取7份柠檬酸三丁酯、5份三乙酸甘油酯、12份备用的提纯混合液、10份上述糊化浆液以750r/min的转速混合搅拌100min，得到分散胶液；将分散胶液浸泡箱板纸50h，浸泡结束后将箱板纸放入烘箱中，在75℃的温度下干燥30min制得高强度防油纸。
对比例以苏州市某公司生产的防油纸作为对比例对本发明制得的高强度防油纸和对比例中的防油纸进行检测，检测结果如表1所示：耐折度采用标准gb/t457-2002进行测试。
撕裂指数采用标准gb/t455-2002进行测试。
抗张指数采用标准gb/t12914-2008进行测试。
纸张的抗菌性按gb/t21510-2008标准进行测试。
生物降解性试验：将本发明制得的实例1～3和对比例中防油纸放入含有土壤的容器中，在防油纸上层施加5cm厚度的土壤，常温条件下进行降解，并进行采样监测。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的高强度防油纸，具有强度高、抑菌效果好等特点，且制备方法简单易行，防油效果优异，成本低廉且环保，对人体无毒害，具有广阔的使用前景。