CN106223110B - 一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：(1)配制浆料：将树木或废纸通过混合粉碎，添加辅料、搅拌、漂白、打浆，备用；(2)抗腐蚀处理：加入抗腐蚀剂、羧甲基纤维素钠、二氧化钛、阻燃剂、抗菌剂、增韧剂，搅拌后磨浆；(3)纸张成型：将混合浆料进行干燥、热轧、压光、烘干、裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。本发明制备的抗腐蚀的美术用纸能抵抗环境中具有腐蚀性的化学品对美术作品的损害，制备方法简单，易操作，制备的纸高比强、高比模、耐疲劳、抗化学腐蚀、低热膨胀系数、渗透性适中，可以在美术用纸领域广泛应用。

Description

一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体来讲是一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法。
背景技术
一般美术用纸的生产分为制浆和造纸两个基本过程，制浆就是用机械的方法、化学的方法或者两者相结合的方法把植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆。造纸则是把悬浮在水中的纸浆纤维，经过各种加工结合成合乎各种要求的纸页。
造纸厂一般需贮存足够用4～6个月的原料，使原料在贮存中经过自然发酵，以利于制浆，同时保证纸厂的连续生产。经备料工段把芦苇、麦草和木材等原料切削成料片(供生产化学浆)或木断(供生产磨木浆)，再把小片原料放到蒸煮器内加化学药液，用蒸汽进行蒸煮，把原料煮成纸浆，或把木断送到磨木机上磨成纸浆，也可经过一定程度的蒸煮再磨成纸浆。然后用大量清水对纸浆进行洗涤，并通过筛选和净化把浆中的粗片、节子、石块及沙子等除去。再根据纸种的要求，用漂白剂把纸浆漂到所要求的白度，接着利用打浆设备进行打浆。然后在纸浆中加入改善纸张性能的填料、胶料、施胶剂等各种辅料，并再次进行净化和筛选，最后送上造纸机经过网部滤水、压榨脱水、烘缸干燥、压光卷取，并进行分切复卷或裁切生产出卷筒纸和平板纸。如果生产要生产涂布印刷纸，则需要干燥中部或生产成卷筒纸后经涂布加工而实现。除以上基本过程外，还包括一些辅助过程，如蒸煮液的制备、漂液的制备、胶料的熬制及蒸煮废液和废气中的化学药品与热能的回收等。
目前，普通的造纸技术生产的美术用纸在实际应用中可以发挥很好的艺术效果，但是对于美术作品的长期储藏来说却不能完全满足，由于空气湿度或者储藏环境酸碱性的变化，对美术作品纸质的腐蚀性增强，因此需要研制一种可以抗腐蚀的美术用纸来解决这一难题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种抵抗空气中化学腐蚀，抗菌、阻燃的美术用纸的制备方法。
本发明的技术方案如下：一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)配制浆料：将去除杂质的树木或废纸到粉碎机中进行混合粉碎，再加入粉碎后的物质重量100-120倍的水，以240-300r/min的转速机械搅拌2-3h，再加入加入水重量0.1-0.2倍两的粉末状的硫酸铵继续进行搅拌混合，在搅拌混合过程中升温至60-80℃，保持温度10-20min，经碱性漂白工艺漂白，用打浆机进行打浆，打浆度控制在40-50°SR，得到预处理好的浆料，备用；
(2)抗腐蚀处理：给步骤(1)制备好的浆料中加入浆料重量的1-3％抗腐蚀剂、3-5％的羧甲基纤维素钠、0.05-0.08％二氧化钛、0.1-0.3％阻燃剂、0.8-1％抗菌剂、0.6-1.2％增韧剂，由搅拌机搅拌30-60min，再将搅拌后的物质进行磨浆，磨浆浓度15-30wt％，磨浆转速1200-1500r/min，备用；
(3)纸张成型：将步骤(2)制备的混合浆料进行干燥，成粘稠状，然后进行热轧，采用双温双压区的热轧工艺对纸页轧制，其中第一组热轧线压力0-80kg/cm，轧辊表面温度为220-235℃，轧速为5-20m/min；第二组热轧线压力50-200kg/cm，轧辊表面温度为150-220℃，轧速为10-300m/min，热轧完成后对纸张进行压光，纸张中的水分低于5wt％的时候送入压光机，进行压光成型，再将压制好的纸放置在烘干箱内进行烘干，工作时间15-30分钟，烘干温度80℃，然后进行裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。
进一步的，所述的碱性漂白工艺是指是在碱性过氧化氢漂白过程中加入脱乙酰度大于80％的壳聚糖作为过氧化氢的稳定剂，壳聚糖用量为0.5-5kg/吨浆，漂白时同时加入过氧化氢、氢氧化钠和硅酸钠，能够改善过氧化氢的漂白效率，提高纸浆的白度。
进一步的，所述的抗腐蚀剂的制备方法为：将1,2-二苯基乙二胺、高锰酸钾混合后在反应釜中，其中1,2-二苯基乙二胺与高锰酸钾的摩尔比是1:3-4，再加入其混合物2-3倍量的合成酯型油作为溶剂，加热到100-120℃的温度下反应，将反应混合物冷却到室温并过滤，除去残余的溶剂及其他反应介质，从而获得所述的抗腐蚀剂，所述的抗腐蚀剂中含有二苯基胺、多种聚体的低聚物，不仅具有抗腐蚀的效果还可以发挥抗氧化的作用。
进一步的，所述的合成酯型油是指三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯和偏苯三酸酯其中的一种或者几种的混合。
进一步的，所述的阻燃剂制备方法为：将硅酸镁3-6份、三聚磷酸铝4-6份、海藻酸钠3-5份、氯化铝1-3份置于超微粉碎机粉碎并混合，反复三次，过300目筛，再将混合均匀后细粉放入反应釜中，再加入50-80份的水进行机械搅拌，搅拌至溶液粘度不再发生变化并且混合均匀后停止搅拌，即制得所述的阻燃剂。
进一步的，所述的抗菌剂是一种抗菌混合液，主要包含抗菌成分以及亲水性成膜剂，质量比为2:5，在抗菌混合液中的总浓度为25-35％，所述的抗菌成分为盐酸聚六亚甲基双胍，所述的亲水性成膜剂为天然胶乳。
进一步的，所述的美术用纸应在50℃以下、相对湿度为30-50％的环境中放置，使其中抗腐蚀成分稳定，便于发挥抗腐蚀效果。
进一步的，所述的增韧剂为聚氨酯改性的环氧物、环氧化聚硫化物其中的一种或两者的混合，可以增强纸质柔软性。
与现有技术相比，本发明制备的抗腐蚀的美术用纸不仅能对美术的颜料类物质进行很好的吸附和保存，更能抵抗环境中具有腐蚀性的化学品对美术作品的损害，特别添加了抗菌剂和阻燃剂，使美术作品在长期保存中不易发生氧化，不易滋生细菌性腐蚀，本发明的美术用纸制备方法简单，易操作，制备的纸高比强、高比模、耐疲劳、抗化学腐蚀、低热膨胀系数、渗透性适中，可以在美术用纸领域广泛应用。
具体实施方式
实施例1：
一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)配制浆料：将去除杂质的树木或废纸到粉碎机中进行混合粉碎，再加入粉碎后的物质重量100倍的水，以240r/min的转速机械搅拌2h，再加入加入水重量0.1倍两的粉末状的硫酸铵继续进行搅拌混合，在搅拌混合过程中升温至60℃，保持温度10min，经碱性漂白工艺漂白，用打浆机进行打浆，打浆度控制在40°SR，得到预处理好的浆料，备用；
(2)抗腐蚀处理：给步骤(1)制备好的浆料中加入浆料重量的1％抗腐蚀剂、3％的羧甲基纤维素钠、0.05％二氧化钛、0.1％阻燃剂、0.8％抗菌剂、0.6％增韧剂，由搅拌机搅拌30min，再将搅拌后的物质进行磨浆，磨浆浓度15wt％，磨浆转速1200r/min，备用；
(3)纸张成型：将步骤(2)制备的混合浆料进行干燥，成粘稠状，然后进行热轧，采用双温双压区的热轧工艺对纸页轧制，其中第一组热轧线压力20kg/cm，轧辊表面温度为220℃，轧速为5m/min；第二组热轧线压力50kg/cm，轧辊表面温度为150℃，轧速为10m/min，热轧完成后对纸张进行压光，纸张中的水分低于5wt％的时候送入压光机，进行压光成型，再将压制好的纸放置在烘干箱内进行烘干，工作时间15分钟，烘干温度80℃，然后进行裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。
其中，所述的碱性漂白工艺是指是在碱性过氧化氢漂白过程中加入脱乙酰度大于80％的壳聚糖作为过氧化氢的稳定剂，壳聚糖用量为0.5kg/吨浆，漂白时同时加入过氧化氢、氢氧化钠和硅酸钠，能够改善过氧化氢的漂白效率，提高纸浆的白度。所述的抗腐蚀剂的制备方法为：将1,2-二苯基乙二胺、高锰酸钾混合后在反应釜中，其中1,2-二苯基乙二胺与高锰酸钾的摩尔比是1:3，再加入其混合物2倍量的合成酯型油作为溶剂，加热到100℃的温度下反应，将反应混合物冷却到室温并过滤，除去残余的溶剂及其他反应介质，从而获得所述的抗腐蚀剂，所述的抗腐蚀剂中含有二苯基胺、多种聚体的低聚物，不仅具有抗腐蚀的效果还可以发挥抗氧化的作用。所述的合成酯型油是指三羟甲基丙烷油酸酯。所述的阻燃剂制备方法为：将硅酸镁3份、三聚磷酸铝4份、海藻酸钠3份、氯化铝1份置于超微粉碎机粉碎并混合，反复三次，过300目筛，再将混合均匀后细粉放入反应釜中，再加入50份的水进行机械搅拌，搅拌至溶液粘度不再发生变化并且混合均匀后停止搅拌，即制得所述的阻燃剂。所述的抗菌剂是一种抗菌混合液，主要包含抗菌成分以及亲水性成膜剂，质量比为2:5，在抗菌混合液中的总浓度为25％，所述的抗菌成分为盐酸聚六亚甲基双胍，所述的亲水性成膜剂为天然胶乳。所述的美术用纸应在50℃以下、相对湿度为30-50％的环境中放置，使其中抗腐蚀成分稳定，便于发挥抗腐蚀效果。所述的增韧剂为聚氨酯改性的环氧物，可以增强纸质柔软性。
实施例2：
一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)配制浆料：将去除杂质的树木或废纸到粉碎机中进行混合粉碎，再加入粉碎后的物质重量110倍的水，以270r/min的转速机械搅拌2.5h，再加入加入水重量0.15倍两的粉末状的硫酸铵继续进行搅拌混合，在搅拌混合过程中升温至70℃，保持温度15min，经碱性漂白工艺漂白，用打浆机进行打浆，打浆度控制在45°SR，得到预处理好的浆料，备用；
(2)抗腐蚀处理：给步骤(1)制备好的浆料中加入浆料重量的2％抗腐蚀剂、4％的羧甲基纤维素钠、0.065％二氧化钛、0.2％阻燃剂、0.9％抗菌剂、0.9％增韧剂，由搅拌机搅拌45min，再将搅拌后的物质进行磨浆，磨浆浓度22.5wt％，磨浆转速1350r/min，备用；
(3)纸张成型：将步骤(2)制备的混合浆料进行干燥，成粘稠状，然后进行热轧，采用双温双压区的热轧工艺对纸页轧制，其中第一组热轧线压力40kg/cm，轧辊表面温度为227.5℃，轧速为12.5m/min；第二组热轧线压力125kg/cm，轧辊表面温度为185℃，轧速为155m/min，热轧完成后对纸张进行压光，纸张中的水分低于5wt％的时候送入压光机，进行压光成型，再将压制好的纸放置在烘干箱内进行烘干，工作时间22.5分钟，烘干温度80℃，然后进行裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。
其中，所述的碱性漂白工艺是指是在碱性过氧化氢漂白过程中加入脱乙酰度大于80％的壳聚糖作为过氧化氢的稳定剂，壳聚糖用量为2.75kg/吨浆，漂白时同时加入过氧化氢、氢氧化钠和硅酸钠，能够改善过氧化氢的漂白效率，提高纸浆的白度。所述的抗腐蚀剂的制备方法为：将1,2-二苯基乙二胺、高锰酸钾混合后在反应釜中，其中1,2-二苯基乙二胺与高锰酸钾的摩尔比是1:3.5，再加入其混合物2.5倍量的合成酯型油作为溶剂，加热到110℃的温度下反应，将反应混合物冷却到室温并过滤，除去残余的溶剂及其他反应介质，从而获得所述的抗腐蚀剂，所述的抗腐蚀剂中含有二苯基胺、多种聚体的低聚物，不仅具有抗腐蚀的效果还可以发挥抗氧化的作用。所述的合成酯型油是指季戊四醇油酸酯。所述的阻燃剂制备方法为：将硅酸镁4.5份、三聚磷酸铝5份、海藻酸钠4份、氯化铝2份置于超微粉碎机粉碎并混合，反复三次，过300目筛，再将混合均匀后细粉放入反应釜中，再加入65份的水进行机械搅拌，搅拌至溶液粘度不再发生变化并且混合均匀后停止搅拌，即制得所述的阻燃剂。所述的抗菌剂是一种抗菌混合液，主要包含抗菌成分以及亲水性成膜剂，质量比为2:5，在抗菌混合液中的总浓度为30％，所述的抗菌成分为盐酸聚六亚甲基双胍，所述的亲水性成膜剂为天然胶乳。所述的美术用纸应在50℃以下、相对湿度为30-50％的环境中放置，使其中抗腐蚀成分稳定，便于发挥抗腐蚀效果。所述的增韧剂为聚氨酯改性的环氧物，可以增强纸质柔软性。
实施例3：
一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)配制浆料：将去除杂质的树木或废纸到粉碎机中进行混合粉碎，再加入粉碎后的物质重量120倍的水，以300r/min的转速机械搅拌3h，再加入加入水重量0.2倍两的粉末状的硫酸铵继续进行搅拌混合，在搅拌混合过程中升温至80℃，保持温度20min，经碱性漂白工艺漂白，用打浆机进行打浆，打浆度控制在50°SR，得到预处理好的浆料，备用；
(2)抗腐蚀处理：给步骤(1)制备好的浆料中加入浆料重量的3％抗腐蚀剂、5％的羧甲基纤维素钠、0.08％二氧化钛、0.3％阻燃剂、1％抗菌剂、1.2％增韧剂，由搅拌机搅拌60min，再将搅拌后的物质进行磨浆，磨浆浓度30wt％，磨浆转速1500r/min，备用；
(3)纸张成型：将步骤(2)制备的混合浆料进行干燥，成粘稠状，然后进行热轧，采用双温双压区的热轧工艺对纸页轧制，其中第一组热轧线压力80kg/cm，轧辊表面温度为235℃，轧速为20m/min；第二组热轧线压力200kg/cm，轧辊表面温度为220℃，轧速为300m/min，热轧完成后对纸张进行压光，纸张中的水分低于5wt％的时候送入压光机，进行压光成型，再将压制好的纸放置在烘干箱内进行烘干，工作时间30分钟，烘干温度80℃，然后进行裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。
其中，所述的碱性漂白工艺是指是在碱性过氧化氢漂白过程中加入脱乙酰度大于80％的壳聚糖作为过氧化氢的稳定剂，壳聚糖用量为5kg/吨浆，漂白时同时加入过氧化氢、氢氧化钠和硅酸钠，能够改善过氧化氢的漂白效率，提高纸浆的白度。所述的抗腐蚀剂的制备方法为：将1,2-二苯基乙二胺、高锰酸钾混合后在反应釜中，其中1,2-二苯基乙二胺与高锰酸钾的摩尔比是1:4，再加入其混合物3倍量的合成酯型油作为溶剂，加热到100-120℃的温度下反应，将反应混合物冷却到室温并过滤，除去残余的溶剂及其他反应介质，从而获得所述的抗腐蚀剂，所述的抗腐蚀剂中含有二苯基胺、多种聚体的低聚物，不仅具有抗腐蚀的效果还可以发挥抗氧化的作用。所述的合成酯型油是指偏苯三酸酯。所述的阻燃剂制备方法为：将硅酸镁6份、三聚磷酸铝6份、海藻酸钠5份、氯化铝3份置于超微粉碎机粉碎并混合，反复三次，过300目筛，再将混合均匀后细粉放入反应釜中，再加入80份的水进行机械搅拌，搅拌至溶液粘度不再发生变化并且混合均匀后停止搅拌，即制得所述的阻燃剂。所述的抗菌剂是一种抗菌混合液，主要包含抗菌成分以及亲水性成膜剂，质量比为2:5，在抗菌混合液中的总浓度为35％，所述的抗菌成分为盐酸聚六亚甲基双胍，所述的亲水性成膜剂为天然胶乳。所述的美术用纸应在50℃以下、相对湿度为30-50％的环境中放置，使其中抗腐蚀成分稳定，便于发挥抗腐蚀效果。所述的增韧剂为环氧化聚硫化物，可以增强纸质柔软性。
具体实验方法如下：
以本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的美术用纸为实验对象，剪裁尺寸为50*50cm，分别在酸性、碱性、过量湿度、强氧化环境下进行密闭试验，试验周期分别为7日，30日，120日，以美术用纸的污染面积与纸张的总面积比为对比参数，得到的试验结果如下表：
结论：由以上实验数据可以得出，本发明制备的美术用纸对于酸碱性、湿度、强氧化的环境具有很好的抵抗效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)配制浆料：将去除杂质的树木或废纸到粉碎机中进行混合粉碎，再加入粉碎后的物质重量100-120倍的水，以240-300r/min的转速机械搅拌2-3h，再加入所加入水的重量0.1-0.2倍量的粉末状的硫酸铵继续进行搅拌混合，在搅拌混合过程中升温至60-80℃，保持温度10-20min，经碱性漂白工艺漂白，用打浆机进行打浆，打浆度控制在40-50°SR，得到预处理好的浆料，备用；
(2)抗腐蚀处理：给步骤(1)制备好的浆料中加入浆料重量的1-3％抗腐蚀剂、3-5％的羧甲基纤维素钠、0.05-0.08％二氧化钛、0.1-0.3％阻燃剂、0.8-1％抗菌剂、0.6-1.2％增韧剂，由搅拌机搅拌30-60min，再将搅拌后的物质进行磨浆，磨浆浓度15-30wt％，磨浆转速1200-1500r/min，备用；
(3)纸张成型：将步骤(2)制备的混合浆料进行干燥，成粘稠状，然后进行热轧，采用双温双压区的热轧工艺对纸页轧制，其中第一组热轧线压力0-80kg/cm，轧辊表面温度为220-235℃，轧速为5-20m/min；第二组热轧线压力50-200kg/cm，轧辊表面温度为150-220℃，轧速为10-300m/min，热轧完成后对纸张进行压光，纸张中的水分低于5wt％的时候送入压光机，进行压光成型，再将压制好的纸放置在烘干箱内进行烘干，工作时间15-30分钟，烘干温度80℃，然后进行裁剪包装，即制得所述的抗腐蚀的美术用纸。
2.如权利要求1所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的抗腐蚀剂的制备方法为：将1,2-二苯基乙二胺、高锰酸钾混合后在反应釜中，其中1,2-二苯基乙二胺与高锰酸钾的摩尔比是1:3-4，再加入其混合物2-3倍量的合成酯型油作为溶剂，加热到100-120℃的温度下反应，将反应混合物冷却到室温并过滤，除去残余的溶剂及其他反应介质，从而获得所述的抗腐蚀剂，所述的抗腐蚀剂中含有二苯基胺、多种聚体的低聚物。
3.如权利要求2所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的合成酯型油是指三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯和偏苯三酸酯其中的一种或者几种的混合。
4.如权利要求1所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的阻燃剂制备方法为：将硅酸镁3-6份、三聚磷酸铝4-6份、、海藻酸钠3-5份、氯化铝1-3份置于超微粉碎机粉碎并混合，反复三次，过300目筛，再将混合均匀后细粉放入反应釜中，再加入50-80份的水进行机械搅拌，搅拌至溶液粘度不再发生变化并且混合均匀后停止搅拌，即制得所述的阻燃剂。
5.如权利要求1所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的抗菌剂是一种抗菌混合液，主要包含抗菌成分以及亲水性成膜剂，质量比为2:5，在抗菌混合液中的总浓度为25-35％，所述的抗菌成分为盐酸聚六亚甲基双胍，所述的亲水性成膜剂为天然胶乳。
6.如权利要求1所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的美术用纸应在50℃以下、相对湿度为30-50％的环境中放置。
7.如权利要求1所述的一种抗腐蚀的美术用纸的制备方法，其特征在于，所述的增韧剂为聚氨酯改性的环氧物、环氧化聚硫化物其中的一种或两者的混合。
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