CN106638121B - 一种纸张含浸液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸张含浸液及其制备方法，解决了较高温度或较低温度下现有美纹纸胶带使用物性变差的问题。其中，该纸张含浸液是一种水分散液复合物，包括聚合物乳液、增强剂、交联剂、消泡剂、湿润剂，以及水，其中，所述聚合物乳液重量百分比为50％‑90％，增强剂重量百分比为2％‑20％，交联剂重量百分比为0.5％‑2％，消泡剂重量百分比为0.5％‑1％，润湿剂重量百分比为1‑2％，余量为水。

Description

一种纸张含浸液及其制备方法
技术领域
本发明涉及纸张制备技术领域，具体涉及一种纸张含浸液及其制备方法。
背景技术
美纹纸胶带一般由原纸(美纹纸)、含浸液、防粘剂及压敏胶组成，其制作过程包括：将原纸(美纹纸)放入含浸液中进行浸渍处理得到浸渍纸，将浸渍纸的一面涂覆防粘剂得到离型纸，在所得到的离型纸上与离型面相对的另一面涂覆压敏胶，最后分切。这其中，浸渍处理过程对美纹纸胶带的使用物性影响很大，现有技术中一般采用羧基丁苯胶乳液(丁二烯-苯乙烯-不饱和酸共聚胶乳)作为含浸液，经过浸渍处理的美纹纸，无论在粘结力，还是柔韧性方面的性能都有很大提升。
然而，现有含浸液的性能受温度影响较大，使得上述美纹纸胶带在较高或较低温度条件下使用物性变差。例如，夏季温度较高时，美纹纸胶带中的含浸美纹纸的粘结力下降，导致美纹纸胶带出现分层、拉毛、斑点等不良现象；而在冬季温度较低时，美纹纸胶带中的含浸美纹纸的柔韧性变差，导致美纹纸胶带强度变低，易断裂。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种纸张含浸液及其制备方法，解决了较高温度或较低温度下现有美纹纸胶带使用物性变差的问题。
本发明一实施例提供的一种纸张含浸液，所述纸张含浸液是一种水分散液复合物，包括聚合物乳液、增强剂、交联剂、消泡剂、润湿剂，以及水，其中，所述聚合物乳液重量百分比为50％-90％，增强剂重量百分比为2％-20％，交联剂重量百分比为0.5％-2％，消泡剂重量百分比为0.5％-1％，润湿剂重量百分比为1-2％，余量为水。
本发明还提供了一种纸张含浸液的制备方法，包括：
a、在40-60℃条件下将增强剂分散于水中，搅拌60-120分钟至完全混合均匀，制成增强剂水分散液；
b、在20-50℃条件下将交联剂按比例加入步骤a中制备的水分散液中，搅拌30-60分钟至形成均一相，控制pH为7-9；
c、在20-50℃条件下将消泡剂和润湿剂加入步骤b中制备的水分散液中；
d、在20-50℃条件下将聚合物乳液混合搅拌30-60分钟至形成均一相，加入步骤c所制备的水分散液中，混合均匀；
其中，所述含浸液中各组分的质量百分比为：所述聚合物乳液占50％-90％，所述增强剂占2％-20％，所述交联剂占0.5％-2％，所述消泡剂0.5-1％，所述润湿剂占1-2％，余量为水。
本发明实施例提供的一种纸张含浸液及其制备方法，既可以与现有的含浸液(羧基丁苯胶乳液)复配使用，也可以单独使用。在相同的温度下，相比于单独使用现有技术中的含浸液而言，采用本发明的纸张含浸液可以增加纸张的柔韧性，以及粘结力，具有更好的适用性能，应用前景广阔。
附图说明
图1所示为实施例一中分层实验的放大效果对比图。
图2所示为实施例二中分层实验的放大效果对比图。
图3所示为实施例三中分层实验的放大效果对比图。
图4所示为本发明提供的纸张含浸液的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种纸张含浸液，该纸张含浸液是一种聚合物的水分散液复合物，包括：聚合物乳液、增强剂、交联剂、消泡剂、润湿剂，以及水，其中，各组分的重量百分比为，聚合物乳液50％～90％，增强剂2％～20％，交联剂0.5％～2％，消泡剂0.5％～1％，润湿剂1％～2％，余量为水。
在一个实施例中，聚合物乳液的pH值范围为7-10。
在一个实施例中，聚合物乳液包括：聚氨酯乳液、丁苯乳液、环氧树脂乳液、聚(甲基)丙烯酸树脂乳液、聚丙烯酰胺乳液、丁苯橡胶乳液中的一种或多种。
在一个实施例中，增强剂包括：羧甲基淀粉、聚乙烯醇、异氰酸酯、丁腈橡胶分散液、氯丁橡胶分散液、VAB乳液(乙酸乙烯酯/丙烯酸酯共聚物乳液)、萜烯-酚醛树脂乳液中的一种或多种。
在一个实施例中，交联剂包括：反应型多官能氮丙啶类交联剂、三聚氰胺、羟甲基三聚氰胺、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、三(2-羧乙基)异氰尿酸酯、聚酰亚胺乳液、聚酰胺乳液、端氨基丁腈乳液中的一种或多种。
在一个实施例中，消泡剂包括：二甲基硅油、消泡灵、硅酮膏、聚硅氧烷乳液、有机硅二氧化硅乳液消泡剂中的一种或多种。
在一个实施例中，润湿剂包括：有机硅润湿剂，含氟润湿剂，丙烯酸类润湿剂中的一种或多种。
根据本发明各种实施方式的纸张含浸液，既可以与现有的含浸液(羧基丁苯胶乳液)复配使用，也可以单独使用。在相同的温度下，相比于单独使用现有技术中的含浸液而言，采用本发明的纸张含浸液可以增加纸张的柔韧性，以及粘结力，具有更好的适用性能，应用前景广阔。
纸张的柔韧性可以通过抗拉强度和断裂伸长率来衡量，同等条件下，抗拉强度和断裂伸长率数值越大，表明纸张柔韧性越好。而，纸张的粘结力可以通过粘结再撕开后，纸张粘结表面的损坏程度(包括分层、拉毛、斑点)来衡量，同等条件下，损坏程度越小，表明纸张粘结力越好。
鉴于此，下面以美纹纸为例，分别通过抗拉强度测试和分层测试对根据本发明的含浸液对美纹纸的柔韧性和粘结力的影响作具体说明。本领域技术人员可以理解，本发明的含浸液适用于所有纸张的浸渍处理过程，这里给出的美纹纸，只是示例性的，并不以此为限。
实施例一
前期准备：
制备含浸液，各组分的重量百分比为：聚合物乳液70％，增强剂5％，交联剂0.5％，消泡剂1％，润湿剂1.5％，水22％。其中，聚合物乳液包括质量百分比为6:4的聚氨酯乳液和丁苯橡胶乳液；增强剂为羧甲基淀粉；交联剂为质量百分比为3:7的YS-101(氮丙啶交联剂)和三聚氰胺混合液；消泡剂为二甲基硅油；润湿剂为tego500(非离子表面活性剂)。
在20-25℃条件下，将上述含浸液(记为A1)按照1：9的比例加入到现有技术中的含浸液(羧基丁苯胶乳液)(记为B)中，搅拌30-60分钟至水分散液形成均一相，制成混合含浸液A1B。
1、纸样制备
将尺寸为300mm×240mm的美纹纸样条置入混合含浸液A1B中，2秒后，取出美纹纸样条，在150℃条件下烘干，浸渍量为10g/m2，将美纹纸样条裁成200mm×25mm大小，制成测试纸样11(多张)。
将混合含浸液A1B换成现有含浸液B，按照同样方法，制成对照纸样10(多张)。
按照测试条件的不同分成四个实验组，每组包括一条测试纸样11和一条对照纸样10。
2、抗拉强度测试
将三个实验组均放置于恒温(25±1℃)，恒湿(55±1％)条件下，12小时。
然后同时对第一实验组中的测试纸样11和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程参照国标GB T12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表1。
然后同时第一次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度调节到150℃，2h后，对第二实验组中的测试纸样11和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表1。
然后同时第二次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度再次调节到180℃，2h后，对第三实验组中的测试纸样11和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表1。
表1抗拉强度对比试验结果
对照纸样10 测试纸样11
抗拉强度(N/cm) 28 34
抗拉强度(150℃)(N/cm) 24 32
抗拉强度(180℃)(N/cm) 20 30
断裂伸长率(％) 22 25
断裂伸长率(150℃)(％) 11 23
断裂伸长率(180℃)(％) 8 21
实验结果分析：
从表1的实验结果可以看出，无论是常温、常湿条件，还是经过高温老化的测试纸样11的抗拉强度和断裂伸长率的数值都要大于对照纸样10，由此可见，同等条件下，采用本发明的纸张含浸液的纸张的柔韧性更好。
3、分层测试
将第四组中的对照纸样10和测试纸样11分别粘在2.5*2.5cm2的方形测试台上，分别施加2000N力值按压30分钟，然后同时对对照纸样10和测试纸样11施力，分别将二者从测试台上撕离，经过放大的纸样黏贴表面损坏程度参见图1。
从图1中可以看出，对照纸样10黏贴表面出现严重的拉毛现象，而测试纸样黏贴表面基本未见拉毛现象，可见，与对照纸样10相比，测试纸样11的黏贴表面的损坏程度明显要小的多，这表明同等条件下，根据本发明的纸张含浸液相比于现有含浸液而言，可以赋予纸张更好的粘结力。
实施例二
前期准备：
制备含浸液，各组分的重量百分比为：聚合物乳液80％，增强剂7.5％，交联剂0.8％，消泡剂1.2％，润湿剂1.5％，水9.5％。其中，聚合物乳液包括重量百分比为7:3的丁苯乳液和环氧树脂乳液；增强剂包括重量百分比为9:1的聚乙烯醇和羧甲基纤维素；交联剂包括质量百分比为6:4的CX103(三羟甲基丙烷-三(3-吖丙啶基丙酸酯))和聚酰胺；消泡剂为二甲基硅油；润湿剂为tego500。
在20-25℃条件下，将上述含浸液(记为A2)按照2：8的比例加入到现有技术中的含浸液(羧基丁苯胶乳液)(记为B)中，搅拌30-60分钟至水分散液形成均一相，制成混合含浸液A2B。
1、纸样制备
将尺寸为300mm×240mm的美纹纸样条置入混合含浸液A2B中，2秒后，取出美纹纸样条，在150℃条件下烘干，浸渍量为10g/m2，将美纹纸样条裁成200mm×25mm大小，制成测试纸样12(多张)。
将混合含浸液A2B换成现有含浸液B，按照同样方法，制成对照纸样10(多张)。
按照测试条件的不同分成四个实验组，每组包括一条测试纸样12和一条对照纸样10。
2、抗拉强度测试
将三个实验组均放置于恒温(25±1℃)，恒湿(55±1％)条件下，12小时。
然后同时对第一实验组中的测试纸样12和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程参照国标GB T12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表2。
然后同时第一次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度调节到150℃，2h后，对第二实验组中的测试纸样12和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表2。
然后同时第二次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度再次调节到180℃，2h后，对第三实验组中的测试纸样12和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表2。
表2抗拉强度对比试验结果
实验结果分析：
从表2的实验结果可以看出，无论是常温、常湿条件，还是经过高温老化的测试纸样12的抗拉强度和断裂伸长率的数值都要大于对照纸样10，由此可见，同等条件下，根据本发明的纸张含浸液可以赋予纸张更优良的柔韧性。
3、分层测试
将第四组中的对照纸样10和测试纸样12分别粘在2.5*2.5cm2的方形测试台上，分别施加2000N力值按压30分钟，然后同时对对照纸样10和测试纸样12施力，分别将二者从测试台上撕离，经过放大的纸样表面损坏程度参见图2。
从图2中可以看出，对照纸样10黏贴表面出现严重的拉毛现象，而测试纸样黏贴表面基本未见拉毛现象，可见，与对照纸样10相比，测试纸样12的黏贴表面的损坏程度明显要小的多，这表明同等条件下，根据本发明的纸张含浸液相比于现有含浸液而言，可以赋予纸张更好的粘结力。
实施例三
前期准备：
制备含浸液，各组分的重量百分比为：聚合物乳液80％，增强剂10％，交联剂1％，消泡剂0.5％，润湿剂1％，水7.5％。其中，聚合物乳液包括聚氨酯乳液：环氧树脂乳液：聚丙烯酰胺乳液＝7:2:1(重量百分比)；增强剂包括聚乙烯醇：羧甲基纤维素＝7:3；交联剂为端氨基丁腈分散液；消泡剂为二甲基硅油；润湿剂为tego500。
将上述含浸液记为A3。
1、纸样制备
将尺寸为300mm×240mm的美纹纸样条置入含浸液A3中，2秒后，取出美纹纸样条，在150℃条件下烘干，浸渍量为10g/m2，将美纹纸样条裁成200mm×25mm大小，制成测试纸样13(多张)。
将含浸液A3换成现有含浸液B，按照同样方法，制成对照纸样10(多张)。
按照测试条件的不同分成四个实验组，每组包括一条测试纸样13和一条对照纸样10。
2、抗拉强度测试
将三个实验组均放置于恒温(25±1℃)，恒湿(55±1％)条件下，12小时。
然后同时对第一实验组中的测试纸样13和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程参照国标GB T12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表3。
然后同时第一次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度调节到150℃，2h后，对第二实验组中的测试纸样13和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表3。
然后同时第二次老化处理。湿度不变，将测试环境的温度再次调节到180℃，2h后，对第三实验组中的测试纸样13和对照纸样10进行抗拉强度测试，具体过程同样参照国标GBT12914-2008《纸张抗拉强度》，测试结果参见表3。
表3抗拉强度对比试验结果
对照样 纸样3
抗拉强度(N/cm) 25 39
抗拉强度(150℃)(N/cm) 23 37
抗拉强度(180℃)(N/cm) 18 33
断裂伸长率(％) 20 24
断裂伸长率(150℃)(％) 14 22
断裂伸长率(180℃)(％) 9 20
实验结果分析：
从表3的实验结果可以看出，无论是常温、常湿条件，还是经过高温老化的测试纸样13的拉伸强度和断裂伸长率的数值都要大于对照纸样10，这表明，同等条件下，根据本发明的纸张含浸液可以赋予纸张更优良的柔韧性。
3、分层测试
将第四组中的对照纸样10和测试纸样13分别粘在2.5*2.5cm2的方形测试台上，分别施加2000N力值按压30分钟，然后同时对对照纸样10和测试纸样13施力，分别将二者从测试台上撕离，经过放大的纸样表面损坏程度参见图3。
从图3中可以看出，对照纸样10黏贴表面出现严重的拉毛现象，而测试纸样黏贴表面基本未见拉毛现象，可见，与对照纸样10相比，测试纸样13的黏贴表面的损坏程度明显要小的多，这表明同等条件下，根据本发明的纸张含浸液相比于现有含浸液而言，可以赋予纸张更好的粘结力。
本发明还提供了一种纸张含浸液的制备方法，图4所示为本发明提供的纸张含浸液的制备方法流程图。从图中可以看出，该方法包括：
步骤S101，在40-60℃条件下将增强剂按比例分散于水中，搅拌60-120分钟至完全混合均匀，制成增强剂水分散液。
在一个实施例中，增强剂包括：羧甲基淀粉、聚乙烯醇、异氰酸酯、丁腈橡胶分散液、氯丁橡胶分散液、VAB乳液、萜烯-酚醛树脂乳液中的一种或多种。
步骤S102，在20-50℃条件下将交联剂按比例加入步骤S101制备的水分散液中，搅拌30-60分钟至形成均一相，控制pH为7-9。
在一个实施例中，交联剂包括：反应型多官能氮丙啶类交联剂、三聚氰胺、羟甲基三聚氰胺、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、三(2-羧乙基)异氰尿酸酯、聚酰亚胺乳液、聚酰胺乳液、端氨基丁腈乳液中的一种或多种。
步骤S103，在20-50℃条件下将消泡剂和润湿剂加入步骤S102所制备的水分散液中。
在一个实施例中，消泡剂包括：二甲基硅油、消泡灵、硅酮膏、聚硅氧烷乳液、有机硅二氧化硅乳液消泡剂中的一种或多种。
在一个实施例中，润湿剂包括：有机硅润湿剂，含氟润湿剂，丙烯酸类润湿剂中的一种或多种。
步骤S104，在20-50℃条件下将聚合物乳液混合搅拌30-60分钟至形成均一相，加入步骤S103所制备的水分散液中，混合均匀。这样，就制备得到纸张含浸液，所述的纸张含浸液中，聚合物乳液占50％-90％，增强剂占2％-20％，交联剂占0.5％-2％，消泡剂0.5-1％，润湿剂1-2％，余量为水。
在一个实施例中，聚合物乳液包括：聚氨酯乳液、丁苯乳液、环氧树脂乳液、聚(甲基)丙烯酸树脂乳液、聚丙烯酰胺乳液、丁苯橡胶乳液中的一种或多种。
根据本实施方式的纸张含浸液可以单独使用，也可以按照一定的比例与现有纸张含浸液(羧基丁苯胶乳液)复合使用。因此，
在一个实施例中，如图4所示的纸张含浸液的制备方法，进一步包括：
步骤S105，在20-50℃条件下将羧基丁苯胶乳液加入步骤S104中制备的水分散液中，混合搅拌30-60分钟至形成均一相。在一个实施例中，羧基丁苯胶乳液的质量百分比为90％或80％。
根据本发明各种实施方式的纸张含浸液，在相同的温度下，相比于单独使用现有技术中的含浸液而言，可以增加纸张的柔韧性，以及粘结力，具有更好的适用性能，应用前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种纸张含浸液的制备方法，其特征在于，包括：
a、在40-60℃条件下将增强剂分散于水中，搅拌60-120分钟至完全混合均匀，制成增强剂水分散液；
b、在20-50℃条件下将交联剂按比例加入步骤a中制备的水分散液中，搅拌30-60分钟至形成均一相，控制pH为7-9；
c、在20-50℃条件下将消泡剂和润湿剂加入步骤b中制备的水分散液中；
d、在20-50℃条件下将聚合物乳液混合搅拌30-60分钟至形成均一相，加入步骤c所制备的水分散液中，混合均匀；
e、在20-50℃条件下将羧基丁苯胶乳液加入d中制备的水分散液中，混合搅拌30-60分钟至形成均一相；
其中，所述含浸液中各组分的质量百分比为：所述聚合物乳液占50%-90%，所述增强剂占2%-20%，所述交联剂占0.5%-2%，所述消泡剂0.5-1%，所述润湿剂占1-2%，余量为水；所述纸张含浸液用于美纹纸的浸渍。
2.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述纸张含浸液是一种水分散液复合物。
3.如权利要求2所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液的pH值范围为7-10。
4.如权利要求1-3中任一项所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液包括聚氨酯乳液、丁苯乳液、环氧树脂乳液、聚（甲基）丙烯酸树脂乳液、聚丙烯酰胺乳液中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述丁苯乳液为丁苯橡胶乳液。
6.如权利要求5所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液包括聚氨酯乳液和丁苯橡胶乳液，二者的质量百分比为1:9；或
所述聚合物乳液包括丁苯乳液和环氧树脂乳液，二者的质量百分比为7:3；或
所述聚合物乳液包括聚氨酯乳液、环氧树脂乳液、聚丙烯酰胺乳液，三者的质量百分比为7:2:1。
7.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述增强剂包括羧甲基淀粉、聚乙烯醇、异氰酸酯、丁腈橡胶分散液、氯丁橡胶分散液、VAB乳液、萜烯-酚醛树脂乳液中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述增强剂包括聚乙烯醇和羧甲基纤维素，二者的质量百分比为9:1或7:3。
9.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括反应型多官能氮丙啶类交联剂、三聚氰胺、羟甲基三聚氰胺、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、三(2-羧乙基)异氰尿酸酯、聚酰亚胺乳液、聚酰胺乳液、端氨基丁腈乳液中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括YS-101和三聚氰胺，二者的质量百分比为3:7；或
所述交联剂包括CX103和聚酰胺乳液，二者的质量百分比为6:4。
11.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述消泡剂包括二甲基硅油、消泡灵、硅酮膏、聚硅氧烷乳液、有机硅二氧化硅乳液消泡剂中的一种或多种。
12.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述润湿剂包括有机硅润湿剂、含氟润湿剂、丙烯酸类润湿剂中的一种或多种。
13.如权利要求1所述的纸张含浸液的制备方法，其特征在于，所述羧基丁苯胶乳液的质量百分比为90%或80%。
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