CN107366181A - 一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，首先制备了导电性能优异的石墨烯二氧化钛粘胶纤维，用此纤维替代部分针叶纤维添加到瓦楞纸浆的制备中，用来制备瓦楞纸原纸，可以得到抗静电性能优异的瓦楞纸，本发明方法中减少了抗静电剂的用量，降低抗静电剂给瓦楞纸张的各项指标带来的影响，同时由于部分抗静电纤维替代普通纤维，不会影响瓦楞纸的其他指标，同时能够保持抗静电效果永久有效，利用本发明方法制成的瓦楞纸可以制成各种抗静电效果优异的瓦楞纸板、玩楞纸箱，非常适合电子产品的包装运输。

Description

一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法
技术领域
本发明涉及瓦楞纸技术领域，尤其涉及一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法。
背景技术
随着电子产品的不断进步与升级，越来越多的电子产品在逐渐地改变人们的日常生活。电子半导体产品在长时间运输和储存的过程中易产生和积累静电，对电子产品的质量和使用寿命带来了一定的影响，由此对电子产品的包装提出了较高的要求，能够防止静电产生，并且具有较高强度的包装材料市场需求旺盛。
电子产品的包装通常是利用抗静电薄膜作为内包装，然后将瓦楞纸箱纸盒作为外包装和运输包装材料，如果能够提高纸质包装材料通透性，能在一定的程度上利用空气中的水分子，将非抗静电的普通塑料包装材料中积累的静电及时导出，可以大大降低目前抗静电薄膜包装材料的使用，可以降低电子类产品的包装成本。如果能够将纸质包装材料制成具有一定防静电的材料，可以研制成多种大、中、小型包装产品，其应用领域十分广阔。现有技术中，大多数抗静电包装瓦楞纸板是印刷制成的产品，将瓦楞纸板表面涂刷一层抗静电涂料或者油墨，直接在成型的瓦楞纸板表面印刷，一定程度的压溃瓦楞纸板的瓦楞，使强度性能降低，印刷后防静电瓦楞纸板的耐磨性低，油墨中的颗粒易脱落，需在印刷完成后，再印刷一层罩光油墨，减少油墨的脱落，但会大大降低防静电性能。这就需要多抗静电瓦楞纸板的制造工艺步骤进行相应的改性，以满足瓦楞纸的抗静电需求，同时不会影响瓦楞纸的力学性能。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将棒状二氧化钛加入1.5-2倍量的去离子水中，搅拌均匀后用浓度为1mol/L的硫酸调节溶液pH为2-3，加热至60-65℃，加入与去离子水等量的总浓度为15-20wt%的四氯化锡和三氯化锑复合水溶液，恒温搅拌状态下反应60-90分钟，然后过滤，用去离子水洗涤2-3次，放入烘箱中以60-70℃干燥6-8小时，置于马弗炉中以750-800℃煅烧2-3小时，最后粉碎，过300-400目筛，得到导电二氧化钛；
（2）将氧化石墨利用高功率超声波设备剥离60-90分钟，得到氧化石墨烯分散液，然后加入适量的浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，适量聚乙烯吡咯烷酮，水浴加热至90-95℃，搅拌状态下反应10-12小时，得到石墨烯分散液；
（3）将导电二氧化钛与石墨烯分散液通过一定的配比添加到纺丝粘胶原液中，以800-1000转/分的速度充分搅拌20-30分钟后将混合纺丝液静置，脱泡等步骤后进行喷丝，控制喷丝头孔径为0.04-0.05㎜，将得到的纤维在40-50℃真空干燥，得到石墨烯二氧化钛粘胶纤维；
（4）将适量的石墨烯二氧化钛粘胶纤维与针叶木纤维混合，加入适量的去离子水中浸泡3-4小时，然后放入水力打浆机中疏解30-40分钟后控制杠杆臂负荷50-55N进行打浆，控制浆料浓度为1.8-2%以及打浆度70-80°SR，得到混合浆料；
（5）将一定量的烷基烯酮二聚物加入到上述混合浆料中，搅拌均匀后进行抄纸，用标准纸页成形器抄定量30-40g/m2的纸页，压榨烘干，然后放入真空干燥箱中以40-50℃处理6-8小时即可。
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，步骤（1）中所述的浓度为15-20wt%的四氯化锡和三氯化锑复合水溶液，其中四氯化锡与三氯化锑的质量比为14:1。
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，步骤（2）中所述的浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液的添加量与氧化石墨烯等量，聚乙烯吡咯烷酮的添加量为氧化石墨烯的3-4%。
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，步骤（3）中所述的导电二氧化钛与石墨烯分散液通过一定的配比添加到纺丝原液中，指的是按照质量比导电二氧化钛：石墨烯分散液：纺丝原液=1:3:100的比例添加。
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的石墨烯二氧化钛粘胶纤维与针叶木纤维的添加量比值为1:9。
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，步骤（4）中所述的烷基烯酮二聚体的添加量为混合浆料的2-2.5%。
本发明的优点是：本发明首先通过共沉淀的方式将二氧化钛表面沉积一层锑掺杂氧化锡，使得二氧化钛具有一定的导电性，将其与氧化石墨制成的石墨烯分散液共同添加到粘胶纤维的纺丝原液中，石墨烯以及二氧化钛与粘胶纤维素之间形成了氢键，并且在纤维素原液中分散良好，再通过控制导电二氧化钛与石墨烯分散液的添加量，以及喷塑口的孔径，得到断裂伸长强度良好的石墨烯二氧化钛粘胶纤维由于石墨烯以及导电二氧化钛具有很高的电子迁移率，制成的纤维具有良好的导电性能，进而提高了抗静电性能；将此纤维替代部分针叶纤维添加到瓦楞纸浆的制备中，用来制备瓦楞纸原纸，可以得到抗静电性能优异的瓦楞纸，本发明方法中减少了抗静电剂的用量，降低抗静电剂给瓦楞纸张的各项指标带来的影响，同时由于部分抗静电纤维替代普通纤维，不会影响瓦楞纸的其他指标，同时能够保持抗静电效果永久有效，利用本发明方法制成的瓦楞纸可以制成各种抗静电效果优异的瓦楞纸板、玩楞纸箱，非常适合电子产品的包装运输。
具体实施方式
一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将棒状二氧化钛加入1.5倍量的去离子水中，搅拌均匀后用浓度为1mol/L的硫酸调节溶液pH为2，加热至60℃，加入与去离子水等量的总浓度为15wt%的四氯化锡和三氯化锑复合水溶液，其中控制四氯化锡与三氯化锑的质量比为14:1，恒温搅拌状态下反应60分钟，然后过滤，用去离子水洗涤2次，放入烘箱中以60℃干燥6小时，置于马弗炉中以750℃煅烧2小时，最后粉碎，过300目筛，得到导电二氧化钛；
（2）将氧化石墨利用高功率超声波设备剥离60分钟，得到氧化石墨烯分散液，然后加入等量的浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，氧化石墨烯质量3%的聚乙烯吡咯烷酮，水浴加热至90℃，搅拌状态下反应10小时，得到石墨烯分散液；
（3）将导电二氧化钛、石墨烯分散液、纺丝粘胶原液按照1:3:100的比例混合，以800转/分的速度充分搅拌20分钟后将混合纺丝液静置，脱泡等步骤后进行喷丝，控制喷丝头孔径为0.04㎜，将得到的纤维在40℃真空干燥，得到石墨烯二氧化钛粘胶纤维；
（4）将石墨烯二氧化钛粘胶纤维与针叶木纤维按照质量比1:9混合，加入适量的去离子水中浸泡3小时，然后放入水力打浆机中疏解30分钟后控制杠杆臂负荷50N进行打浆，控制浆料浓度为2%，打浆度为70°SR，得到混合浆料；
（5）将混合浆料2%量的烷基烯酮二聚物加入到上述混合浆料中，搅拌均匀后进行抄纸，用标准纸页成形器抄定量30g/m2的纸页，压榨烘干，然后放入真空干燥箱中以40℃处理6小时即可。

Claims (6)

1.一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将棒状二氧化钛加入1.5-2倍量的去离子水中，搅拌均匀后用浓度为1mol/L的硫酸调节溶液pH为2-3，加热至60-65℃，加入与去离子水等量的总浓度为15-20wt%的四氯化锡和三氯化锑复合水溶液，恒温搅拌状态下反应60-90分钟，然后过滤，用去离子水洗涤2-3次，放入烘箱中以60-70℃干燥6-8小时，置于马弗炉中以750-800℃煅烧2-3小时，最后粉碎，过300-400目筛，得到导电二氧化钛；
（2）将氧化石墨利用高功率超声波设备剥离60-90分钟，得到氧化石墨烯分散液，然后加入适量的浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，适量聚乙烯吡咯烷酮，水浴加热至90-95℃，搅拌状态下反应10-12小时，得到石墨烯分散液；
（3）将导电二氧化钛与石墨烯分散液通过一定的配比添加到纺丝粘胶原液中，以800-1000转/分的速度充分搅拌20-30分钟后将混合纺丝液静置，脱泡等步骤后进行喷丝，控制喷丝头孔径为0.04-0.05㎜，将得到的纤维在40-50℃真空干燥，得到石墨烯二氧化钛粘胶纤维；
（4）将适量的石墨烯二氧化钛粘胶纤维与针叶木纤维混合，加入适量的去离子水中浸泡3-4小时，然后放入水力打浆机中疏解30-40分钟后控制杠杆臂负荷50-55N进行打浆，控制浆料浓度1.8-2%以及打浆度70-80°SR，得到混合浆料；
（5）将一定量的烷基烯酮二聚物加入到上述混合浆料中，搅拌均匀后进行抄纸，用标准纸页成形器抄定量30-40g/m2的纸页，压榨烘干，然后放入真空干燥箱中以40-50℃处理6-8小时即可。
2.根据权利要求1所述的一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的浓度为15-20wt%的四氯化锡和三氯化锑复合水溶液，其中四氯化锡与三氯化锑的质量比为14:1。
3.根据权利要求1所述的一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液的添加量与氧化石墨烯等量，聚乙烯吡咯烷酮的添加量为氧化石墨烯的3-4%。
4.根据权利要求1所述的一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的导电二氧化钛与石墨烯分散液通过一定的配比添加到纺丝原液中，指的是按照质量比导电二氧化钛：石墨烯分散液：纺丝原液=1:3:100的比例添加。
5.根据权利要求1所述的一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的石墨烯二氧化钛粘胶纤维与针叶木纤维的添加量比值为1:9。
6.根据权利要求1所述的一种添加复合导电纤维的抗静电瓦楞纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的烷基烯酮二聚体的添加量为混合浆料的2-2.5%。
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