CN107119496B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明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。本发明的浸渍液包括：透明剂、透明助剂、表面活性剂、抗水剂、润滑剂和交联剂。本发明采用上述浸渍液快速制备透明纸张的方法，包括如下步骤：（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，取出，紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料；（2）将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，烘干，将薄膜材料剥离，纸张进一步压光处理，得到透明纸张。本发明的浸渍液原料简单、来源丰富、易于制备。本发明的制备方法具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势。本发明制备方法制备的纸张具有良好的透明度，同时也具有优异的拉伸强度和平滑度，可用于电子器件领域。

Description

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
技术领域
本发明属于透明纸张技术领域，尤其涉及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。
背景技术
透明纸作为一种新兴的高性能透明衬底，具有质量轻盈、环境友好、优异的光学和力学性能等优点，引起了学术界和工业界的广泛关注。近年来研究者们对透明纸张在柔性有机发光二极管、显示器件、晶体管、太阳能电池、超级电容器等柔性电子器件领域中的应用进行了深入的研究。
目前，透明纸在电子器件领域中的研究主要集中于纳米纸。纳米纸是由纳米纤维素制备而成，但纳米纤维素的制备工艺耗时长、成本高、无法实现规模化生产。限制了透明纸在电子器件领域中的应用。
因此，研发出一种透明纸张的快速制备方法及其应用，用于解决现有技术中存在制备程序复杂、耗时长、制备工艺能耗大、成本高的技术缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种浸渍液，用于制备透明纸张，所提供的浸渍液具有原料简单、来源丰富、易于制备的特点。
本发明还提供了一种采用上述浸渍液快速制备透明纸张的方法，所提供的制备方法具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势，用于解决现有技术中存在透明纸张的制备程序复杂、耗时长、制备工艺能耗大、成本高的技术缺陷。
本发明还提供所述的制备方法制备的透明纸张的应用，所制备的纸张具有良好的透明度，同时也具有优异的拉伸强度和平滑度，可用于电子器件领域。
本发明通过如下技术方案实现。
一种浸渍液，所述浸渍液包括：透明剂、透明助剂、表面活性剂、抗水剂、润滑剂和交联剂。
优选的，以质量份计，所述浸渍液包括透明剂100份、透明助剂0.5-1.5份、表面活性剂0.3-0.8份、抗水剂0.5-1.0份、润滑剂0.8-1.8份和交联剂0.5-1份。
优选的，所述透明剂为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、丁苯树脂和水性聚氨酯中的一种或多种。
优选的，所述透明助剂为淀粉、瓜尔胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和壳聚糖中的一种或多种。
优选的，所述表面活性剂为烷基醇醚羧酸盐、烷基磷羧酸盐、烷基磺酸钠、仲烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基硫酸酯钠、氨基磺酸钠、高级脂肪醇硫酸酯、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯、硫酸化蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、醇类化合物、磷酸酯类化合物，酮类化合物和醚类化合物中的一种或多种。
优选的，所述抗水剂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、碳酸锆铵、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和聚肽胺聚脲甲醛树脂中的一种或多种。
优选的，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铵、硬脂酸钠、油酸钾、硫酸化蓖麻油、硫酸化油酸、脂肪酸、石蜡、聚氧化乙烯蜡、合成石蜡、聚乙二醇、聚乙二醇醚和大豆卵磷酯中的一种或多种。
优选的，所述交联剂为异氰酸酯、醛类化合物、乙烯砜类化合物、硼酸、硼砂类化合物、金属离子类化合物、偏磷酸盐和碳酸锆盐中的一种或多种。
一种采用所述的浸渍液快速制备透明纸张的方法，包括如下步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，纸张进一步压光处理，得到透明纸张。
优选的，步骤（1）中，所述原纸为涂布纸、超级压光纸、铜版纸、涂布卡纸中的一种，定量为25-70 g/m2，紧度为0.5-1.3 g/cm3，表面粗糙度Ra小于2 μm。
优选的，步骤（1）中，所述浸渍液的固含量为10-40%。
优选的，步骤（1）中，所述浸渍的时间为5-30 s，浸渍量为20-100%。
优选的，步骤（1）中，所述薄膜材料为铜箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯高分子薄膜材料、铝箔、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、淋膜纸、BOPP和尼龙薄膜中的一种，表面粗糙度Ra小于30 nm。
优选的，步骤（2）中，所述挤压装置为液压机、辊式挤压机中的一种。
优选的，步骤（2）中，所述烘干的方式为热风干燥、红外干燥、烘缸干燥中的一种，烘干的温度为70-120 ℃。
优选的，步骤（2）中，所述剥离力小于40 mN/mm。
优选的，步骤（2）中，所述压光处理的压力为2-10 MPa。
上述任一项所述的制备方法制得的透明纸张在电子器件领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明的浸渍液具有原料简单、来源丰富、易于制备的特点；
（2）本发明的制备方法具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势，解决了现有技术中存在透明纸张的制备程序复杂、耗时长、制备工艺能耗大、成本高的技术缺陷；
（3）本发明制备的纸张具有良好的透明度（82~92%），同时也具有优异的拉伸强度（20~90MPa）和平滑度（表面粗糙度为16~29nm），可用于电子器件领域。
具体实施方式
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明进行具体地描述，但本发明不限于此。
下面将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做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。
本发明提供一种浸渍液及其制备透明纸张的方法与制备的透明纸张的应用。
本发明的浸渍液包括透明剂、透明助剂、表面活性剂、抗水剂、润滑剂和交联剂，具体制备方法如下：将100份透明剂、0.5-1.5份透明助剂、0.3-0.8份表面活性剂、0.5-1.0份抗水剂、0.8-1.8份润滑剂和0.5-1.0份交联剂相互混合，在300-600 rpm转速下搅拌20-30min，得到浸渍液。
本发明采用上述浸渍液快速制备透明纸张的方法，其步骤如下：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出；
（3）将浸渍纸张/薄膜复合材料烘干；
（4）将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离；
（5）将剥离薄膜材料后的纸张进一步压光处理，得到透明纸张。
本发明快速制备透明纸张的方法，具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势，用于解决现有技术中存在透明纸张的制备程序复杂、耗时长、制备工艺能耗大、成本高的技术缺陷。
本发明的制备方法制备的纸张具有良好的透明度，同时也具有优异的拉伸强度和平滑度，可用于电子器件领域。
下面通过具体实例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种透明纸张的制备，包括如下步骤：
原纸采用定量为25 g/m2超级压光纸，紧度为0.5 g/cm3，表面粗糙度为1 μm。
浸渍液：透明剂500 g、透明助剂2.5 g、表面活性剂 1.5 g、抗水剂2.5 g、润滑剂4g和交联剂2.5 g；所述透明剂为丙烯酸树脂，透明助剂为聚乙烯醇（需将聚乙烯醇在90 ℃热水中持续搅拌2 h，制备成固含量为10%的聚乙烯醇悬浮液），表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，抗水剂为脲醛树脂，润滑剂为硬脂酸钙，交联剂为乙二醛；浸渍液固含量为10%。
制备步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，浸渍时间为10 s，浸渍量为20%，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料，采用的薄膜材料为淋膜纸，表面粗糙度为15 nm；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，采用的挤压装置为辊式挤压机，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，热风干燥温度为70 ℃，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，浸渍纸张与薄膜材料的剥离力为20 mN/mm，纸张进一步压光处理，压光处理的压力为2 MPa，得到透明纸张。
所制备的透明纸张经测试，透明度为92.1%，拉伸强度为20 MPa，表面粗糙度为18nm。
实施例2
一种透明纸张的制备，包括如下步骤：
原纸采用定量为40 g/m2涂布卡纸，紧度为0.9 g/cm3，表面粗糙度为1.2 μm。
浸渍液：透明剂500 g、透明助剂4.0 g、表面活性剂 2.5 g、抗水剂3.5 g、润滑剂5g和交联剂3.5 g；所述透明剂为环氧树脂，透明助剂为木薯淀粉（在95 ℃下糊化10%的木薯淀粉，糊化时间为30 min，糊化完后将其在65 ℃下保温），表面活性剂为脂肪酸甘油酯，抗水剂为碳酸锆铵，润滑剂为油酸钾，交联剂为异氰酸酯；浸渍液固含量为25%。
制备步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，浸渍时间为5 s，浸渍量为60%，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料，采用的薄膜材料为聚乙烯薄膜，表面粗糙度为27 nm；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，采用的挤压装置为液压机，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，热风干燥温度为80 ℃，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，浸渍纸张与薄膜材料的剥离力为35 mN/mm，纸张进一步压光处理，压光处理的压力为4 MPa，得到透明纸张。
所制备的透明纸张经测试，透明度为85.1%，拉伸强度为61.8 MPa，表面粗糙度为29 nm。
实施例3
一种透明纸张的制备，包括如下步骤：
原纸采用定量为65 g/m2涂布纸，紧度为1.3 g/cm3，表面粗糙度为1.8 μm。
浸渍液：透明剂500 g、透明助剂3.5 g、表面活性剂 4 g、抗水剂4 g、润滑剂6 g和交联剂4.0 g；所述透明剂为脲醛树脂，透明助剂为瓜尔胶，表面活性剂为聚山梨酯，抗水剂为三聚氰胺甲醛树脂，润滑剂为聚乙二醇，交联剂为硼酸；浸渍液固含量为40%。
制备步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，浸渍时间为20 s，浸渍量为80%，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料，采用的薄膜材料为BOPP，表面粗糙度为20 nm；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，采用的挤压装置为液压机，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，烘缸干燥温度为100 ℃，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，浸渍纸张与薄膜材料的剥离力为25 mN/mm，纸张进一步压光处理，压光处理的压力为8 MPa，得到透明纸张。
所制备的透明纸张经测试，透明度为82.1%，拉伸强度为73.2 MPa，表面粗糙度为24 nm。
实施例4
一种透明纸张的制备，包括如下步骤：
原纸采用定量为70 g/m2铜版纸，紧度为1.0 g/cm3，表面粗糙度为0.8 μm。
浸渍液：透明剂500 g、透明助剂7.5 g、表面活性剂 3.5 g、抗水剂5 g、润滑剂9 g和交联剂5 g；所述透明剂为丙烯酸树脂，透明助剂为壳聚糖（用1%的乙酸溶液溶解壳聚糖，制备固含量为2%的壳聚糖悬浮液），表面活性剂为烷基硫酸酯钠，抗水剂为碳酸锆铵，润滑剂为硫酸化蓖麻油，交联剂为三偏磷酸钠；浸渍液固含量为30%。
制备步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，浸渍时间为30 s，浸渍量为100%，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料，采用的薄膜材料为聚丙烯薄膜，表面粗糙度为12 nm；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，采用的挤压装置为辊式挤压机，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，红外干燥温度为120 ℃，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，浸渍纸张与薄膜材料的剥离力为30 mN/mm，纸张进一步压光处理，压光处理的压力为10 MPa，得到透明纸张。
所制备的透明纸张经测试，透明度为85%，拉伸强度为90 MPa，表面粗糙度为16nm。
实施例5
实施例1~4制备的透明纸张具有良好的透明度，同时也具有优异的拉伸强度和平滑度，满足电子器件的使用要求；
将实施例1~4制备的透明纸张作为制备电子器件的基材，制得所需的电子器件。
综上所述，本发明提供了一种浸渍液，所述浸渍液包括：透明剂、透明助剂、表面活性剂、抗水剂、润滑剂和交联剂。本发明还提供了一种上述浸渍液快速制备透明纸张的方法，所述制备方法为：（1）将原纸置于浸渍液中，然后将浸渍纸张紧密贴合在两张薄膜材料中；（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出；（3）将浸渍纸张/薄膜复合材料烘干；（4）将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离；（5）将所得产品进一步压光处理得到透明纸张。本发明还提供了一种上述制备方法制备的透明纸张在电子器件领域的应用。所提供的浸渍液具有原料简单、来源丰富、易于制备的特点。所提供的制备方法具有操作工艺简便、易于工业化生产的优势，解决了现有技术中存在透明纸张的制备程序复杂、耗时长、制备工艺能耗大、成本高的技术缺陷。所制备的纸张具有良好的透明度，同时也具有优异的拉伸强度和平滑度，可用于电子器件领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种采用浸渍液快速制备透明纸张的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原纸置于浸渍液中浸渍，取出，然后将浸渍后的纸张紧密贴合在两张薄膜材料中间，形成浸渍纸张/薄膜复合材料；
（2）利用挤压装置将浸渍纸张/薄膜复合材料中多余的浸渍液挤出，烘干浸渍纸张/薄膜复合材料，将浸渍纸张/薄膜复合材料中的薄膜材料剥离，纸张进一步压光处理，得到透明纸张；
以质量份计，所述浸渍液包括透明剂100份、透明助剂0.5-1.5份、表面活性剂0.3-0.8份、抗水剂0.5-1.0份、润滑剂0.8-1.8份和交联剂0.5-1份；
所述透明剂为脲醛树脂、丙烯酸树脂、丁苯树脂和水性聚氨酯中的一种或多种；所述透明助剂为淀粉、瓜尔胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和壳聚糖中的一种或多种；
所述表面活性剂为烷基醇醚羧酸盐、烷基磷羧酸盐、烷基磺酸钠、仲烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基硫酸酯钠、氨基磺酸钠、高级脂肪醇硫酸酯、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、蔗糖酯、硫酸化蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、醇类化合物、磷酸酯类化合物，酮类化合物和醚类化合物中的一种或多种；
所述抗水剂为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、碳酸锆铵、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和聚肽胺聚脲甲醛树脂中的一种或多种；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铵、硬脂酸钠、油酸钾、硫酸化蓖麻油、硫酸化油酸、脂肪酸、石蜡、聚氧化乙烯蜡、合成石蜡、聚乙二醇、聚乙二醇醚和大豆卵磷酯中的一种或多种；
所述交联剂为异氰酸酯、醛类化合物、乙烯砜类化合物、硼酸、硼砂类化合物、金属离子类化合物、偏磷酸盐和碳酸锆盐中的一种或多种；
所述挤压装置为液压机、辊式挤压机中的一种；所述烘干的方式为热风干燥、红外干燥、烘缸干燥中的一种，烘干的温度为70-120 ℃；所述剥离力小于40 mN/mm；所述压光处理的压力为2-10 MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述原纸为涂布纸、超级压光纸、铜版纸、涂布卡纸中的一种，定量为25-70 g/m2，紧度为0.5-1.3 g/cm3，表面粗糙度Ra小于2 μm；所述浸渍液的固含量为10-40%；所述浸渍的时间为5-30 s，浸渍量为20-100%；所述薄膜材料为铜箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯高分子薄膜材料、铝箔、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、淋膜纸、BOPP和尼龙薄膜中的一种，表面粗糙度Ra小于30 nm。
3.权利要求1~2任一项所述的方 法制得的透明纸张在电子器件领域的应用。
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