[发明专利]一种纸基透明材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纸基透明材料及其制备方法与应用。该方法包括如下步骤：(1)将漂白针叶木浆进行疏解，然后进行打浆，再将打浆后的浆料抄造成湿纸幅，干燥，得到涂布原纸；(2)将涂布原纸的其中一面均匀涂布纤维素纳米纤丝分散液，待水分全部渗入纸张后，在涂布原纸的另一面均匀涂布透明剂，真空抽滤，使涂布于表面的液体抽入纸张内部，干燥，得到纸基透明材料；其中，透明剂为聚乙烯醇溶液或聚乙烯吡咯烷酮溶液。本发明的制备工艺简单，生产周期短，获得的纸基透明材料具有高透明度、高强度的特点，可将其应用于装饰材料、阻隔材料以及包装材料中。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及一种纸基透明材料及其制备方法与应用。

背景技术

纸基透明材料的制备是一项具有重要应用背景的技术，透明纸大多具有透光率高、孔隙率低、紧度大、强度高，具有一定柔性等特点，因此具有较广的应用范围，可用于电子器件领域、文化艺术领域、包装领域等等。

生活中常见的纸张不透明的主要原因是纸张中的纤维与纸张内部孔隙中的空气的光折射率有较大差异，导致进入纸页内部的光线发生较为强烈的光散射，只有部分光线可以透过纸页，从而使纸张呈现较高的不透明度。

现有的制备透明纸的原理大致分为两种：一种是使纤维在化学或机械的作用下，使纤维被部分或全部溶解或制成纳米级纤维素，使用这种纤维制备出的纸张(薄膜)具有十分紧密的结构，内部只存在有极少的空气，具有较高的透光率；另一种方法则是以纸张或者植物纤维为骨架，向其中填充与纤维具有相近折光率的“透明剂”，填充纸张内部孔隙以赶走纸张内部的空气，或涂布纤维素溶剂，将纸张中的纤维素部分溶解来填实纸张中的孔隙，制得具有一定透明度的纸张。

涂布法制备透明纸指的是在纸张表面涂布“透明剂”，“透明剂”可在重力的作用下慢慢渗入纸张内部的孔隙中，进而赶走纸张内部孔隙使纸张变得透明，但是渗入纸张内部的涂料同样会在重力的作用下继续向下流动，使原留着在纸张内部的涂料流出纸张，而这些透明涂料的流失则会直接导致纸张透明性能的下降，此现象可以通过增大透明剂粘度得到改善，但较高的粘度使透明剂进入纸张孔隙变得困难，透明剂无法赶走纸张内部所有的空气，进而使制得的透明纸呈现较低的透光率。

中国专利申请CN 107119496公开了“一种浸渍液及其快速制备透明纸张的方法与制备的透明纸张的应用”，该技术先后将纸张浸渍于透明剂、透明助剂、表面活性剂、抗水剂、润滑剂和交联剂中，然后将浸渍后的纸张进行烘干、压光处理，得到透明纸张。此方法使用了较多的助剂，工艺流程较为复杂。

中国专利申请CN106498795公开了“高强度透明纳米纤维素纸的制备方法”将纳米纤维素沉积形成三维网络的纳米纸，使用聚乙醇填充纳米纤维素之间的孔隙。得到了具有一定力学强度和透明度的纸基材料，但以纳米纤维纸张为基底，成本较高，且纳米纤维素的滤水速度较慢，使得制备时间较长。

因此，提供一种简单有效的方法制备具有高透明度、高强度的纸基透明材料具有重要意义。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种纸基透明材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的纸基透明材料。

本发明的再一目的在于提供所述纸基透明材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种纸基透明材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将漂白针叶木浆进行疏解，然后进行打浆，再将打浆后的浆料抄造成湿纸幅，干燥，得到涂布原纸；

(2)将涂布原纸的其中一面均匀涂布纤维素纳米纤丝(NFC)分散液，待水分全部渗入纸张后，在涂布原纸的另一面均匀涂布透明剂，真空抽滤，使涂布于表面的液体抽入纸张内部，干燥，得到纸基透明材料；其中，透明剂为聚乙烯醇溶液(PVA)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液。