[发明专利]一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法

说明书

本发明涉及一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，该方法所制备的纸页包括以下重量份原料：阔叶木机械浆浆板100份；功能性复合纳米填料15‑25份；纳米微晶纤维素0.5‑2.0份；聚氧化乙烯0.03‑0.05份。本发明工艺设计科学合理，制备方法独特，操作方便，易于生产；所生产的纸页基于全阔叶木机械浆抄造，通过添加纳米复合填料、纳米微晶纤维素，设计并构建理想的三维网络结构，生产出具有高白度、高不透明度、高化学稳定性和热稳定性、优异力学性能的机械浆纸页。

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法。

背景技术

机械浆，主要利用机械方法磨解植物纤维原料制成的纸浆，在制浆造纸工业中占有重要的地位。机械浆具有生产工艺较简单、环保、成本低、得率高等优点，抄造的纸页具有较好的松厚度、平滑度和油墨吸收性。但同时由于机械浆含有较多的木质素，纤维比较短、硬；机械浆制浆过程中，纤维损伤大，细小纤维含量高，因此，浆料及纸页强度较低；其次，纤维束的存在不仅有损纸页的外观，而且也会影响纸页印刷性能；此外，机械浆含有较多的木质素与抽出物，浆料和纸页白度低，纸页易于返黄。为了改善机械浆的抄造性能，通常需要选用化学浆进行配抄，同时添加一定功能填料。经验表明，在机械浆中添加合适功能填料不仅能够改善纸页的不透明度、白度、印刷适应性、稳定性等成纸性能，而且可以使纸张的吸湿性降低，减少纤维的用量，节约制造成本。但是，添加功能填料的种类及其组合设计、添加量及添加方式对纸页综合性能有着非常重要的影响，因而成为领域研究热点。

随着纳米科学技术的不断进步，纳米材料的应用逐渐渗入各个行业。纳米材料的尺寸一般介于1-100nm之间，特殊的结构尺寸使其具有小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子效应等效应，纳米材料在制浆造纸领域的应用亦受到广泛关注。众所周知，在造纸生产过程中，常常添加高岭土、碳酸钙、滑石粉等填料，在降低纸页成本的同时提升纸页表面性能，光学性能及印刷性能。本发明旨在提供一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，利用纳米材料独特的尺寸效应改善纸页的不透明度、白度，提高成纸的化学稳定性和热稳定性，并增强纸页的力学性能。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种加填纳米材料的机械浆纸页及其制备方法，以解决机械浆抄造纸张中的技术问题。

本发明通过如下技术方案实现：一种加填纳米材料的机械浆纸页，包括以下重量份原料：阔叶木机械浆浆板100份；功能性复合纳米填料15-25份；纳米微晶纤维素0.5-2.0份；聚氧化乙烯0.03-0.05份，其制备方法包括如下步骤：

步骤（1）：机械浆浆板的预处理。

将阔叶木机械浆浆板用蒸馏水浸泡一定时间，并移至疏解器中对浆料进行疏解，然后经脱水干燥备用。

步骤（2）：配制浆料。

称取上述重量份步骤（1）中疏解完成的浆料进行打浆得浆料A；然后称取上述重量份的功能性纳米复合填料、纳米微晶纤维素于分散罐中分散均匀得混合料B，随后将混合料B以及一定量的蒸馏水加入到浆料A中混合分散得到浆料C。

步骤（3）：纸页抄造。

首先，将配制的聚氧化乙烯溶液加入步骤（2）中所得的浆料C进行混合，然后经抄片器滤水成形、真空压榨、电热干燥，即得加填纳米材料的机械浆纸页。

进一步的，本发明中所述纸页的重量份原料均为绝干料，其中功能性纳米复合填料为纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的复合物，纳米碳酸钙和纳米二氧化钛的复合质量比为2:1。

进一步的，本发明中所述的纳米微晶纤维素为棉纤维素经超声辅助酸水解而来，平均粒径为275 nm，Zeta电位为-34.8 mV。