CN106497016A - 一种二氧化钛基合成纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化钛基合成纸的制备方法。它以二氧化钛和聚氨酯为主要原料，将二氧化钛粉末与配制的聚氨酯溶液在一定条件下搅拌混合，再通过后续的固化处理成膜得到二氧化钛基合成纸。本发明的合成纸产品为多孔结构，便于室内空气中有机污染物的吸附。在生产过程中，合成纸表层和内部均产生了大量孔洞结构，大大提升了合成纸对室内空气中有机污染物的吸附性能。本发明的合成纸产品可在温和的条件下有效降解有机污染物。无机填充物可将吸附在合成纸表面和内部的有机污染物进行降解，并生成无毒物质，从而实现对室内空气的净化。

Description

一种二氧化钛基合成纸的制备方法
技术领域
本发明属于有机－无机复合材料生产技术领域，具体涉及一种二氧化钛基合成纸的制备方法。
背景技术
合成纸，又被称为第二代纸。它是以高分子材料和无机填充物为主要原料，经特殊工艺加工而成的一种新型纸张。合成纸是一种高分子基纸张产品，可广泛地应用于室内装修墙纸、广告用纸、高档书刊等领域。
目前，合成纸产品虽然具有良好的书写性和印刷性效果，但在应用于室内装修墙纸时仍存在一些不足，比如不具有降解甲醛、苯、氨等有机污染物的功能。随着人们环保意识的提高，室内空气质量越来越受到重视。甲醛、苯、氨等被列为室内空气的主要有机污染物。它们不仅对人体皮肤和粘膜有强烈刺激作用，还能引起人体免疫力功能异常和肝、肺损伤，甚至引发鼻咽癌、喉头癌等严重疾病，这些均严重危害人体健康。因此，必须对室内装修用合成纸的组分和生产技术进行改进，并利用合成纸的特种功能将室内的甲醛、苯、氨等有机污染物催化降解为无污染物质，才能有效地净化室内空气。这样，具有特种功能的合成纸在室内装修墙纸应用领域才会有更大的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化钛基合成纸的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种二氧化钛基合成纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）将热塑型聚氨酯颗粒和N-N-二甲基甲酰胺或N-N-二甲基乙酰胺按22～30：110的质量比加入反应器中，加热至50~80℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒充分溶解在溶剂中，配制成聚氨酯溶液；
（2）在步骤（1）所得聚氨酯溶液中，加入二氧化钛粉末，聚氨酯溶液与二氧化钛粉末的质量比为132~140：25～50，并利用高速搅拌器搅拌均匀，得到固液混合物，并静置5~8 h消泡；
（3）将步骤（2）所得固液混合物均匀涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入硝酸银水溶液中30~60min；待固液混合物完全固化成膜后，再将离型纸和膜一并浸入氯化钠水溶液中30~60min；
（4）将步骤（3）所得离型纸和膜一并放入干燥箱中，50～60℃干燥1~2 h；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，并根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基合成纸。
进一步地，步骤（4）所得二氧化钛基合成纸外观为白色，通过调节步骤（3）中涂布于离型纸上的固液混合物厚度控制二氧化钛基合成纸厚度在0.10～0.25mm之间，以A4纸张面积计质量介于5.10～7.14g之间。
进一步地，所述二氧化钛为二氧化钛粉末，并且细度为325～2500目。
进一步地，所述热塑型聚氨酯材料（TPU）优选为聚醚型TPU、聚酯型TPU中的一种或两种，要求邵氏硬度为85A到95A的颗粒料。
进一步地，步骤（1）中的溶剂优选为N-N-二甲基甲酰胺、N-N-二甲基乙酰胺中的一种。
进一步地，步骤（2）所得固液混合物中，聚氨酯、溶剂、二氧化钛的质量百分比优选如下：聚氨酯 12.1%～16.2%，溶剂 59.5%～68.8%，二氧化钛 15.6%～27.5%。
进一步地，步骤（3）中，硝酸银水溶液的质量百分数优选为3~6%，更优选为5%，温度优选为20~35℃，更优选为25℃。
进一步地，步骤（3）中，氯化钠水溶液质量百分数优选为3~6%，更优选为5%，温度优选为20~35℃，更优选为25℃。
与现有合成纸生产技术相比，本发明具有如下的优点：
（1）本发明的合成纸产品为多孔结构，便于室内空气中有机污染物的吸附。在生产过程中，合成纸表层和内部均产生了大量孔洞结构，大大提升了合成纸对室内空气中有机污染物的吸附性能。
（2）本发明的合成纸产品可在温和的条件下有效降解有机污染物。无机填充物可将吸附在合成纸表面和内部的有机污染物进行降解，并生成无毒物质，从而实现对室内空气的净化。
具体实施方式
下面通过具体实施例来对本发明作进一步详细的描述，其中，所述原料均为工业化产品，设备为普通工业化的生产设备。
实施例1
称取25千克的邵氏硬度为85A的聚醚型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基甲酰胺加入反应器中，加热至50℃并搅拌使聚醚型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入25千克的325目二氧化钛粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置5h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为3%的硝酸银水溶液中30min（温度为25℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并浸入质量百分含量为3%的氯化钠水溶液中30min（温度为35℃）；再将离型纸和膜一并放入干燥箱中，50℃干燥2h；通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.10mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基特种合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为15.6%，N-N-二甲基甲酰胺质量百分含量为68.8%，二氧化钛的质量百分含量为15.6%。合成纸产品颜色为白色，厚度为0.10mm，质量（以A4纸张面积计）为5.10g。
实施例2
称取15千克的邵氏硬度为90A的聚醚型聚氨酯颗粒、15千克的邵氏硬度为90A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基乙酰胺加入反应器中，加热至60℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入20千克的600目二氧化钛粉末、25千克的800目二氧化钛粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置6h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为4%的硝酸银水溶液中40min（温度为20℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并浸入质量百分含量为5%的氯化钠水溶液中50min（温度为30℃）；再将离型纸和膜一并放入干燥箱中，55℃干燥1.5h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.15mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基特种合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为16.2%，N-N-二甲基乙酰胺的质量百分含量为59.5%，二氧化钛的质量百分含量为24.3%。合成纸产品颜色为白色，厚度为0.15mm，质量（以A4纸张面积计）为5.91g。
实施例3
称取18千克的邵氏硬度为92A的聚醚型聚氨酯颗粒、10千克的邵氏硬度为92A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基甲酰胺加入反应器中，加热至70℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液，再加入11.9千克的1250目二氧化钛粉末和30千克的2000目二氧化钛粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置7h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为6%的硝酸银水溶液中50min（温度为30℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并浸入质量百分含量为4%的氯化钠水溶液中40min（温度为25℃）；再将离型纸和膜一并放入干燥箱中，60℃干燥1 h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.18mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基特种合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为15.6%，N-N-二甲基甲酰胺的质量百分含量为61.1%，二氧化钛的质量百分含量为23.3%。合成纸产品颜色为白色，厚度为0.18mm，质量（以A4纸张面积计）为6.57g。
实施例4
称取22千克的邵氏硬度为95A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基乙酰胺加入反应器中，加热至80℃并搅拌使聚酯型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入50千克的2500目二氧化钛粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置8h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为5%的硝酸银水溶液中60min（温度为35℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并浸入质量百分含量为6%的氯化钠水溶液中60min（温度为20℃）；再将离型纸和膜一并放入干燥箱中，57℃干燥2h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.25mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基特种合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为12.1%，N-N-二甲基乙酰胺的质量百分含量为60.4%，二氧化钛的质量百分含量为27.5%。合成纸产品颜色为白色，厚度为0.25mm，质量（以A4纸张面积计）为7.14g。

Claims (8)

1.一种二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将热塑型聚氨酯颗粒和N-N-二甲基甲酰胺或N-N-二甲基乙酰胺按22～30：110的质量比加入反应器中，加热至50~80℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒充分溶解在溶剂中，配制成聚氨酯溶液；
（2）在步骤（1）所得聚氨酯溶液中，加入二氧化钛粉末，聚氨酯溶液与二氧化钛粉末的质量比为132~140：25～50，搅拌均匀，得到固液混合物，并静置5~8 h消泡；
（3）将步骤（2）所得固液混合物均匀涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入硝酸银水溶液中30~60min；待固液混合物完全固化成膜后，再将离型纸和膜一并浸入氯化钠水溶液中30~60min；
（4）将步骤（3）所得离型纸和膜一并放入干燥箱中，50～60℃干燥1~2h；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，并根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到二氧化钛基合成纸。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）所得二氧化钛基合成纸外观为白色，通过调节步骤（3）中涂布于离型纸上的固液混合物厚度控制二氧化钛基合成纸厚度在0.10～0.25mm之间，以A4纸张面积计质量介于5.10～7.14g之间。
3.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛为二氧化钛粉末，并且细度为325～2500目。
4.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，所述热塑型聚氨酯材料为聚醚型TPU、聚酯型TPU中的一种或者两种，要求邵氏硬度为85A到95A的颗粒料。
5.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的溶剂为N-N-二甲基甲酰胺、N-N-二甲基乙酰胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）所得固液混合物中，聚氨酯、溶剂、二氧化钛的质量百分比如下：聚氨酯 12.1%～16.2%，溶剂59.5%～68.8%，二氧化钛 15.6%～27.5%。
7.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，硝酸银水溶液的质量百分数为3~6%，温度为20~35℃。
8.根据权利要求1所述的二氧化钛基合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，氯化钠水溶液质量百分数为3~6%；温度为20~35℃。
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