CN118166579B

CN118166579B - 一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法

Info

Publication number: CN118166579B
Application number: CN202410304202.9A
Authority: CN
Inventors: 胡丁根; 肖伟; 胡晓东; 赵林飞; 林建丰
Original assignee: Winbon Technocell New Materials Co Ltd
Current assignee: Winbon Technocell New Materials Co Ltd
Priority date: 2024-03-18
Filing date: 2024-03-18
Publication date: 2025-07-25
Anticipated expiration: 2044-03-18
Also published as: CN118166579A

Abstract

本发明属于造纸技术领域，尤其涉及一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法，包括步骤：S1，改性复合填料的制备；S2，浆料制备；S3，纸张制备；本发明所述的装饰原纸及其制备方法具有成本低、纸张的吸收性和遮盖性佳的优点。

Description

一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法

技术领域

本发明属于造纸技术领域，尤其涉及一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法。

背景技术

装饰原纸是一种以优质木浆和钛白粉为主要原料，经特殊工艺加工而成的工业特种用纸，经印刷、三聚氰胺树脂浸胶后，主要用于纤维板、刨花板等人造板的护面纸层、面层用纸和底层用纸。装饰原纸按照应用特性和用途可分为素色装饰原纸、可印刷装饰原纸、表面耐磨原纸、平衡原纸、封边带原纸等。采用装饰原纸制备得到的装饰材料具有隔热、阻燃、不翘曲、不开裂、易清洁等多种优良特性，且花色品种多、图案丰富美观、色泽鲜艳亮丽，层次感突出，广受用户喜爱。近年来，随着人们生活水平的提高，人们对工作、娱乐、居住环境也产生了更高的美学需求，近年来，装饰原纸广泛应用于装修行业，具有广阔的发展空间。

装饰原纸是一种浸渍用纸，在浸胶机中与氨基树脂，如三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等接触后，快速吸收几倍于自身重量的胶液得到。国内卧式浸胶机的车速为30～40m/min，因此纸张在浸胶槽的浸胶时间仅有几秒钟，在短时间内要达到规定的上胶量并且吸胶均匀，要求被浸渍的纸张必须具有良好、稳定的吸液性能，否则会影响浸胶的车速及产量，严重的压板后出现干花、白点、雾状疵斑、板面麻坑、花纹模糊等质量问题，因此，装饰原纸的吸液性能是生产过程中应该严格控制的重要指标。

此外，装饰原纸经印刷浸胶后与面板压合时，要求不透出底层。为此，装饰原纸还要具有良好的覆盖能力。一般地，通过提高钛白粉的添加量提高纸张的不透明度是装饰原纸抄造中常见的手段，但大量填料的存在，可对纸页的吸收性能产生显著影响。填料含量较低时，可以提高原纸的吸收能力，但当填料含量过高时，会使得吸水能力下降。

因此，对于本领域技术人员而言，如何平衡纸张吸收性和遮盖性之间的关系是本研究的技术关键之一。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法。

有鉴于此，本发明提供一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸，包括步骤：

S1，改性复合填料的制备：首先对滑石粉进行插层处理得到片状滑石粉；然后将片状滑石粉、纳米二氧化钛和甜菜碱分散于适量去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置2～5h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料；之后将壳聚糖溶解于适量去离子水中，在搅拌下加入所述复合填料初料，搅拌均匀后置于湿法球磨机中进行球磨改性处理15～30min，球磨改性处理后，水洗、过滤、烘干，将得到的固体混合物置于200～300℃下保温10～30min后，得所述改性复合填料；

S2，浆料制备：将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板分别进行碎浆、打浆后得到针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液，然后将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液混合得到混合浆液；

S3，纸张制备：向步骤S2制备得到的混合浆液中加入步骤S1制备得到的改性复合填料，搅拌使混合均匀后，依次经过网部成型、压榨、烘干、表面施胶、二次烘干、压光、卷取得到装饰原纸。

进一步的，在所述步骤S1中，按重量份计，所述滑石粉的用量为40～60份，纳米二氧化钛的用量为70～90份，甜菜碱的用量为0.01～0.05份，壳聚糖的用量为0.05～0.1份。

进一步的，所述步骤S1包括：

S11，滑石粉插层处理：将滑石粉投入去离子水中，在搅拌下加热至60～80℃、保温2～5h后，加入甲酰胺，搅拌至混合均匀后，在70～90℃下搅拌进行插层反应5～8h，插层反应完成后，过滤、将得到的固态物质在200～350℃下进行膨化处理，得到片状滑石粉；

S12，复合填料的制备：将片状滑石粉、纳米二氧化钛和甜菜碱分散于适量去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置2～5h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料；

S13，球磨改性处理：将适量冰醋酸加入去离子水中配置成浓度为5～10％的冰醋酸水溶液，之后将配方量的壳聚糖溶解于冰醋酸的水溶液，配置成壳聚糖含量为0.1～0.2％的壳聚糖溶液，在搅拌下加入所述步骤S12制备得到的复合填料初料以及占所述纳米二氧化钛重量3～5％的苯甲酸和占所述纳米二氧化钛重量0.1～0.3％的硅烷偶联剂，搅拌均匀后置于湿法球磨机中进行球磨改性处理15～30min，球磨改性处理后，水洗、过滤、烘干，将得到的固体混合物置于200～300℃下保温10～30min后，得所述改性复合填料。

进一步的，插层前的滑石粉粒径为10～30um。

进一步的，在所述步骤S13中，在球磨改性处理后，首先将烘干后的固体混合物置于200～250℃下保温10～20min，之后升温至280～300℃保温5～10min，最后以2～5℃/min的速度降温至室温，即得所述改性复合填料。

进一步的，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：(8～15)：(70～90)：(3～8)：(40～60)。

进一步的，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：10:80:5:50。

进一步的，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆度分别为：20～35°SR、30～42°SR、35～45°SR和32～40°SR。

进一步的，在所述步骤S3中，所述混合浆液的改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的42～48％。

根据上述的制备方法制备得到的高吸收性和遮盖性的装饰原纸。

本发明的有益效果是：

1.本发明首先采用插层剂对滑石粉进行插层处理得到片状滑石粉，并将片状滑石粉作为纳米二氧化钛的载体，通过片状滑石粉负载纳米二氧化钛形成的复合填料具有更大的比表面积、更好的遮盖力和更低的价格，可有效提高由改性复合填料制备得到的装饰原纸的遮盖性；

2.此外，所述甜菜碱和壳聚糖的使用能够提高片状滑石粉负载纳米二氧化钛形成的复合填料的稳定性和分散能力，使得由改性复合填料制备得到的装饰原纸均匀、不易产生缺陷，且改性复合填料颗粒对纸张纤维的附着力高、不易脱落；

3.在此基础上，通过球磨改性处理可以进一步提高改性复合填料颗粒与纸张纤维之间结合的稳定性；

4、通过针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的复配，同时保持针叶木浆的低打浆度，阔叶木浆、草浆和棉浆的高打浆度，使得制备得到的混合纤维的强度高、吸液能力佳。

综上所述，可知：本发明所述的装饰原纸及其制备方法具有成本低、纸张的吸收性和遮盖性佳的优点。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本申请中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸制备方法，包括步骤：

其中，按重量份计，所述滑石粉的用量为40～60份，纳米二氧化钛的用量为70～90份，甜菜碱的用量为0.01～0.05份，壳聚糖的用量为0.05～0.1份；

进一步的，所述步骤S1包括：

更进一步的，在所述步骤S11中，将40～60份滑石粉投入10～20份去离子水中，在搅拌下加热至60～80℃、保温2～5h后，加入10～15份甲酰胺进行插层反应。

优选的，插层前的滑石粉粒径为10～30um。

更进一步的，在所述步骤S12中，将步骤S11制备得到的片状滑石粉、70～90份纳米二氧化钛和0.01～0.05份甜菜碱分散于100～200份去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置2～5h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料。

更进一步的，在所述步骤S13中，在球磨改性处理后，首先将烘干后的固体混合物置于200～250℃下保温10～20min，之后升温至280～300℃保温5～10min，最后以2～5℃/min的速度降温至室温，即得所述改性复合填料。

在本发明所述的改性复合填料中，相较于插层前的原始滑石粉粒子，片层状的滑石粉具有更大的比表面积、更薄的厚度和更大的附着面，因此，其能够良好的负载纳米二氧化钛，并能够提高所述改性复合填料在纸张上的附着力和遮盖力；同时，能够通过片状滑石粉作为填料中的骨架元素，对纸张起到增强作用，如能够提高纸张的抗张强度、剪切强度等。

此外，滑石粉具有一定的吸附性，经插层、剥片处理后得到的片状滑石粉能够良好的吸附纳米二氧化钛颗粒，实现自组装，避免纳米二氧化钛颗粒的团聚，促进填料在纸张上的均匀分布、减少纸张质量问题的产生。同时，可利用片状滑石粉自身的结构，实现纳米二氧化钛颗粒在微观形貌中的“近平面”分布，改善纳米二氧化钛颗粒的光学效果，提高纸张的白度和遮盖力。

甜菜碱是一种天然的、弱碱性的有机物，其具有分子表面积大、亲水性强、且在水中溶解良好的特点，在所述步骤S12中，通过添加甜菜碱可以减小液体表面张力，促进片状滑石粉和纳米二氧化钛在水中的均匀分散，为片状滑石粉均匀负载纳米二氧化钛提供有利环境。

此外，本发明能够利用苯甲酸和硅烷偶联剂在所述复合填料初料之间形成氢键或硅羟基、利用颗粒间的氢键或硅羟基实现了无机填料之间的键合，最终在所述改性填料复合颗粒内形成填料网络，这种填料网络与纤维网络结构互穿，相互交错、渗透，产生性能上的协同作用，从而对纸张的强度、吸液能力和填料的附着力产生增强作用；而通过湿法球磨机进行球磨改性处理，并在磨改性处理后进行高温烘干，可加强各组分间的连接，刺激上述作用更好地发挥。

优选的，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：10:80:5:50。

进一步的，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆浓度为10～25％。

进一步的，在所述步骤S3中，所述混合浆液中改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的42～48％。

进一步的，在所述步骤S3中，向所述混合浆液中添加占绝干浆板总重量的2～5％的湿强剂和1～3％的分散剂。

作为本发明的一些实施例，所述湿强剂选自脲醛树脂、聚酰胺-环氧氯丙烷树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等中的一种或多种。

作为本发明的一些实施例，所述分散剂选自聚氧化乙烯、阴离子聚丙烯酰胺、HT5020、HT5040等中的一种或多种。

以下通过具体的实施例对本发明所述的高吸收性和遮盖性的装饰原纸及其制备方法进行举例说明：

实施例1

改性复合填料的制备：

S11，滑石粉插层处理：将40份滑石粉投入10份去离子水中，在搅拌下加热至60℃、保温2h后，加入10份甲酰胺，搅拌至混合均匀后，在90℃下搅拌进行插层反应8h，插层反应完成后，过滤、将得到的固态物质在200℃下进行膨化处理，得到片状滑石粉；

S12，复合填料的制备：将片状滑石粉、70份纳米二氧化钛和0.01份甜菜碱分散于100份去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置2h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料；

S13，球磨改性处理：将适量冰醋酸加入去离子水中配置成浓度为5％的冰醋酸水溶液，之后将0.05份壳聚糖溶解于冰醋酸的水溶液，配置成壳聚糖含量为0.1％的壳聚糖溶液，在搅拌下加入所述步骤S12制备得到的复合填料初料以及占所述纳米二氧化钛重量3％的苯甲酸和占所述纳米二氧化钛重量0.1％的硅烷偶联剂，搅拌均匀后置于湿法球磨机中进行球磨改性处理15min，球磨改性处理后，水洗、过滤、烘干，将得到的固体混合物置于200℃下保温30min后，穗路自然冷却至室温，得所述改性复合填料。

实施例2

改性复合填料的制备：

S11，滑石粉插层处理：将60份滑石粉投入20份去离子水中，在搅拌下加热至80℃、保温5h后，加入15份甲酰胺，搅拌至混合均匀后，在70℃下搅拌进行插层反应5h，插层反应完成后，过滤、将得到的固态物质在350℃下进行膨化处理，得到片状滑石粉；

S12，复合填料的制备：将片状滑石粉、90份纳米二氧化钛和0.05份甜菜碱分散于200份去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置5h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料；

S13，球磨改性处理：将适量冰醋酸加入去离子水中配置成浓度为10％的冰醋酸水溶液，之后将0.1份壳聚糖溶解于冰醋酸的水溶液，配置成壳聚糖含量为0.2％的壳聚糖溶液，在搅拌下加入所述步骤S12制备得到的复合填料初料以及占所述纳米二氧化钛重量5％的苯甲酸和占所述纳米二氧化钛重量0.3％的硅烷偶联剂，搅拌均匀后置于湿法球磨机中进行球磨改性处理30min，球磨改性处理后，水洗、过滤、烘干，之后首先将烘干后的固体混合物置于220℃下保温10min，之后升温至280℃保温10min，最后以5℃/min的速度降温至室温，得所述改性复合填料。

实施例3

装饰原纸的制备：

将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板分别进行碎浆、打浆后得到针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液，然后将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液混合得到混合浆液，其中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：10:80:5:50，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆度分别为：21°SR、30°SR、37°SR和32°SR；向混合浆液中加入上述实施例1制备得到的改性复合填料，所述混合浆液中改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的42％，搅拌使混合均匀后，依次经过网部成型、压榨、烘干、表面施胶、二次烘干、压光、卷取得到装饰原纸。

实施例4

装饰原纸的制备：

将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板分别进行碎浆、打浆后得到针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液，然后将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液混合得到混合浆液，其中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：8:70:8:60，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆度分别为：25°SR、36°SR、37°SR和34°SR；向混合浆液中加入上述实施例2制备得到的改性复合填料，所述混合浆液中改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的45％，搅拌使混合均匀后，依次经过网部成型、压榨、烘干、表面施胶、二次烘干、压光、卷取得到装饰原纸。

实施例5

装饰原纸的制备：

将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板分别进行碎浆、打浆后得到针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液，然后将针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的浆液混合得到混合浆液，其中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：15:90:3:40，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆度分别为：35°SR、40°SR、45°SR和39°SR；向混合浆液中加入上述实施例2制备得到的改性复合填料，所述混合浆液中改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的48％，搅拌使混合均匀后，依次经过网部成型、压榨、烘干、表面施胶、二次烘干、压光、卷取得到装饰原纸。

对比例1

装饰原纸的制备：

其与上述实施例3相比，区别仅在于其直接使用纳米二氧化钛代替改性复合填料来制备装饰原纸。

对比例2

装饰原纸的制备：

其与上述实施例3相比，区别仅在于其使用的改性复合填料不执行步骤S11，直接将未插层的滑石粉代替片状滑石粉，按照步骤S12和S13来制备改性复合填料来制备装饰原纸。

对比例3

装饰原纸的制备：

其与上述实施例3相比，区别仅在于其使用的改性复合填料在制备过程中未添加苯甲酸。

对比例4

其与上述实施例3相比，区别仅在于其使用的改性复合填料在制备过程中未添加硅烷偶联剂。

性能检测：

分别对上述实施例3～5、以及对比例1～4制备得到的装饰原纸进行性能检测，检测结果见下表1：

表1装饰原纸性能检测结果

上面对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种高吸收性和遮盖性的装饰原纸制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1，改性复合填料的制备：

S11，滑石粉插层处理：将滑石粉投入去离子水中，在搅拌下加热至60~80℃、保温2~5h后，加入甲酰胺，搅拌至混合均匀后，在70~90℃下搅拌进行插层反应5~8h，插层反应完成后，过滤、将得到的固态物质在200~350℃下进行膨化处理，得到片状滑石粉；

S12，复合填料的制备：将片状滑石粉、纳米二氧化钛和甜菜碱分散于适量去离子水中，搅拌均匀后，在室温下静置2~5h，之后水洗、过滤、烘干，得到复合填料初料；

S13，球磨改性处理：将适量冰醋酸加入去离子水中配置成浓度为5~10%的冰醋酸水溶液，之后将配方量的壳聚糖溶解于冰醋酸的水溶液，配置成壳聚糖含量为0.1~0.2%的壳聚糖溶液，在搅拌下加入所述步骤S12制备得到的复合填料初料以及占所述纳米二氧化钛重量3~5%的苯甲酸和占所述纳米二氧化钛重量0.1~0.3%的硅烷偶联剂，搅拌均匀后置于湿法球磨机中进行球磨改性处理15~30min，球磨改性处理后，水洗、过滤、烘干，将得到的固体混合物置于200~300℃下保温10~30min后，得所述改性复合填料；

S3，纸张制备：向步骤S2制备得到的混合浆液中加入步骤S1制备得到的改性复合填料，搅拌使混合均匀后，依次经过网部成型、压榨、烘干、表面施胶、二次烘干、压光、卷取得到装饰原纸；

在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：（8~15）：（70~90）：（3~8）：（40~60），所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的打浆度分别为：20~35°SR、30~42°SR、35~45°SR和32~40°SR。

2.根据权利要求1所述的装饰原纸制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，按重量份计，所述滑石粉的用量为40~60份，纳米二氧化钛的用量为70~90份，甜菜碱的用量为0.01~0.05份，壳聚糖的用量为0.05~0.1份。

3.根据权利要求1所述的装饰原纸制备方法，其特征在于，插层前的滑石粉粒径为10~30μm。

4.根据权利要求1所述的装饰原纸制备方法，其特征在于，在所述步骤S13中，在球磨改性处理后，首先将烘干后的固体混合物置于200~250℃下保温10~20min，之后升温至280~300℃保温5~10min，最后以2~5℃/min的速度降温至室温，即得所述改性复合填料。

5.根据权利要求1所述的装饰原纸制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述针叶木浆、阔叶木浆、草浆和棉浆的绝干浆板的重量比为：10:80:5:50。

6.根据权利要求1所述的装饰原纸制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述混合浆液的改性复合填料的添加量为绝干浆板总重量的42~48%。

7.根据上述权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到的高吸收性和遮盖性的装饰原纸。