CN103103892A - 一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法 - Google Patents

一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法。该方法包括将纳米二氧化钛颗粒溶于乙醇中搅拌均匀，加入硅烷偶联剂并用氨水溶液调pH至6~10，室温搅拌反应0.5~2h得乳液A；将木浆、草浆或废纸浆打浆至打浆度为15~30°SR，湿重2~6g，得浆料；将乳液A加入到浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；向纸浆悬浮液中加入聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺乙醛树脂，混合均匀，得混合物料；将混合物料真空压榨过滤成型后干燥即得。本发明的方法简单，制备出的吸音纸板质轻，抗水性强、安装方便、吸音效果好，能够广泛应用于空调外机消音、汽车隔音等领域。

Description

一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，属于造纸的技术领域。
背景技术
吸音纸板又称隔音纸板，是建筑用纸板的一种。用于制作剧场、演播厅等地板的吸音用的墙壁敷面材料，还可用于空调外机和汽车内用的消音装饰。吸音纸板为多孔隙结构，质地松软，具有良好的吸音性能和绝热性能。
CN102747646A公开一种抗静电吸音纸及其制备方法，抗静电吸音纸含有植物纤维、导电纤维以及抗静电剂。抗静电吸音纸的制备方法，包括如下步骤：（1）将植物纤维和导电纤维抄制成基材；（2）在水中添加抗静电剂制成抗静电浸渍液；（3）将基材在抗静电浸渍液中浸渍；（4）将浸渍后得到的制品烘干。本发明的优点在于抗静电吸音纸具有吸音、阻燃和抗静电性能，应用于影剧院、音乐厅、报告厅、会议室等场所。
CN102277788A提供一种吸音纸材料及其制造方法，所述吸音纸材料包括由主材料和辅助材料混合交叠而成的吸音纸基础材料，其主材料包括植物纤维，辅助材料包括棉纤维和/或弹性纳米纤维素和/或功能性高分子纤维；所述吸音纸的密度为240-350kg/m3，厚度为4-15mm。本发明与以往降噪材料不同，采用具有高弹性的纤维素纤维和中空结构的纤维相互结合，实现声能与机械能和热能的转换，特别是适合于变频压缩机的降噪应用。
制备吸音纸板的材料多为化工合成或无机纤维材料，该类材料具有较多缺点，如在施工安装过程中因纤维性脆，容易折断，其次，化工合成吸音材料难于降解，容易造成环境污染。目前，用纳米TiO2颗粒作为添加剂制备吸音纸板未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法。
术语说明：
热风穿透干燥：指在加工纸和纸板的生产中，以热空气为载体、对流传热方式为主的一种干燥方法。
打浆度：也叫叩解度，用°SR表示，反映打浆程度，衡量纸料脱水难易程度的指标（滤水性），能综合反映了纤维被切断、润胀、分丝帚化和细纤维化程度。
湿重：湿重是间接表示纤维平均长度，湿重越小纤维平均长度越小，湿重越大纤维平均长度越长。
本发明的技术方案如下：
一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，包括步骤如下，原料用量均为重量份：
（1）将5~30份的纳米二氧化钛颗粒溶于20~95份体积分数为99~100%的乙醇中搅拌均匀，加入2~50份的硅烷偶联剂并用浓度为5~25wt%的氨水溶液调pH至6~10，室温搅拌反应0.5~2h得乳液A；
（2）将木浆、草浆或废纸浆打浆至打浆度为15~30°SR，湿重2~6g，得浆料；将5~30份乳液A加入到70~90份的浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；
（3）向纸浆悬浮液中加入0.01~0.5份聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入0.05~1份三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺乙醛树脂，混合均匀，得混合物料；
（4）将混合物料采用真空压榨过滤成型，然后在50~150℃干燥至干度为85~95%，即得本发明纳米TiO2吸音纸板。
步骤（1）中所述的纳米二氧化钛颗粒粒径范围为5~400nm；进一步优选的，所述的步骤（1）中纳米二氧化钛颗粒粒径范围为100~300nm。
根据本发明，优选的，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂型号为KH-550、KH-560或KH-570。
根据本发明，优选的，所述的步骤（2）纸浆悬浮液中纸浆的浓度范围为0.1~1.5wt%。
根据本发明，优选的，所述的步骤（3）中聚丙烯酰胺的分子量为200~600万，三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺乙醛树脂的分子量为500~2000万。
根据本发明，优选的，所述的步骤（4）中干燥方式为：50~150℃热风穿透干燥。
本发明的吸音纸板厚度优选为3~10mm，特别优选，厚度优选为4~6mm。
本发明步骤（4）中真空压榨过滤成型是在模塑机中完成，按现有技术即可。
本发明有如下有益效果：
1、本发明采用乙醇、硅烷偶联剂等溶剂与纳米TiO2颗粒很好的结合在一起，使得制备出的吸音纸板具有较好的抗水性能和吸音效果。
2、本发明方法制备的吸音纸板质轻，在500~1200g/m2范围，抗水性强、安装方便，广泛应用于空调外机消音、汽车隔音等领域，应用性好。
3、本发明纳米TiO2吸音纸板的制备方法步骤简单，易于推广应用；对环境友好。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用的原料均为常规市购产品，其中：纳米二氧化钛颗粒：上海百森延令纳米科技有限公司有售。硅烷偶联剂(KH-550、KH-560、KH-570)：南京辰工有机硅材料有限公司有售。聚丙烯酰胺：任丘市鑫光化工产品有限公司有售。三聚氰胺甲/乙醛树脂：扬州捷高新材料科技有限公司有售。
实施例1：一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，步骤如下：
（1）将5kg粒径为100~200nm的纳米二氧化钛颗粒溶于20kg体积分数为99%的乙醇中搅拌均匀，加入2kg的硅烷偶联剂KH-550并用浓度为25wt%的氨水溶液调pH至9~10，室温搅拌反应0.5h得乳液A；
（2）将木浆打浆至打浆度为15°SR，湿重2g，得浆料；将5kg乳液A加入到70kg的浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；
（3）向纸浆悬浮液中加入0.02kg分子量为400万的聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入0.05kg分子量为500万三聚氰胺甲醛树脂，混合均匀，得混合物料；
（4）将混合物料在模塑机中真空压榨过滤成型后120℃热风穿透干燥至干度为85%，即得本发明纳米TiO2吸音纸板。
本实施例制备的纳米TiO2吸音纸板，抗水性能强，吸音效果好，应用在普通轿车中隔音，厚度5毫米时120分贝降低至40分贝以下。
实施例2：一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，步骤如下：
（1）将30kg粒径为100~200nm的纳米二氧化钛颗粒溶于95kg体积分数为99%的乙醇中搅拌均匀，加入50kg的硅烷偶联剂KH-550并用浓度为25wt%的氨水溶液调pH至9~10，室温搅拌反应2h得乳液A；
（2）将木浆打浆至打浆度为30°SR，湿重6g，得浆料；将30份乳液A加入到90份的浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；
（3）向纸浆悬浮液中加入0.05kg分子量为600万的聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入0.1kg分子量为2000万三聚氰胺甲醛树脂，混合均匀，得混合物料；
（4）将混合物料在模塑机中真空压榨过滤成型后150℃热风穿透干燥至干度为95%，即得本发明纳米TiO2吸音纸板。
实施例3：一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，步骤如下：
（1）将20kg粒径为200~300nm的纳米二氧化钛颗粒溶于80kg纯乙醇中搅拌均匀，加入25kg的硅烷偶联剂KH-560并用浓度为15wt%的氨水溶液调pH至7~8，室温搅拌反应1h得乳液A；
（2）将木浆打浆至打浆度为20°SR，湿重4g，得浆料；将20kg乳液A加入到80kg的浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；
（3）向纸浆悬浮液中加入0.1kg分子量为400万的聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入0.2kg分子量为1000万三聚氰胺乙醛树脂，混合均匀，得混合物料；
（4）将混合物料在模塑机中真空压榨过滤成型后100℃热风穿透干燥至干度为90%，即得本发明纳米TiO2吸音纸板。
实施例4
一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，制备步骤同实施例1，不同的是步骤（1）中纳米二氧化钛颗粒的粒径为200~300nm，硅烷偶联剂型号为KH-570。
实施例5
一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，制备步骤同实施例2，不同的是步骤（2）中用草浆打浆至打浆度为25°SR。

Claims (6)

1.一种纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，包括步骤如下，原料用量均为重量份：
（1）将5~30份的纳米二氧化钛颗粒溶于20~95份体积分数为99~100%的乙醇中搅拌均匀，加入2~50份的硅烷偶联剂并用浓度为5~25wt%的氨水溶液调pH至6~10，室温搅拌反应0.5~2h得乳液A；
（2）将木浆、草浆或废纸浆打浆至打浆度为15~30°SR，湿重2~6g，得浆料；将5~30份乳液A加入到70~90份的浆料中混合均匀，得纸浆悬浮液；
（3）向纸浆悬浮液中加入0.01~0.5份聚丙烯酰胺作为助留剂，再加入0.05~1份三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺乙醛树脂，混合均匀，得混合物料；
（4）将混合物料采用真空压榨过滤成型，然后在50~150℃干燥至干度为85~95%，即得本发明纳米TiO2吸音纸板。
2.根据权利要求1所述的纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中固体纳米二氧化钛颗粒粒径范围为5~400nm，硅烷偶联剂型号为KH-550、KH-560或KH-570。
3.根据权利要求1所述的纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）纸浆悬浮液中纸浆的浓度范围为0.1~1.5wt%。
4.根据权利要求1所述的纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中聚丙烯酰胺的分子量为200~600万，三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺乙醛树脂的分子量为500~2000万。
5.根据权利要求1所述的纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中干燥方式为：50~150℃热风穿透干燥。
6.根据权利要求1所述的纳米TiO2吸音纸板的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）得到的纳米TiO2吸音纸板厚度为3~10mm。
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