CN111691219B - 一种高撕裂度ctp版衬纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及造纸技术领域，公开了一种高撕裂度CTP版衬纸及其制备方法。该CTP版衬纸包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇‑丙烯酸甲酯‑双(2‑羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5~8:1；所述丝氨醇‑丙烯酸甲酯‑双(2‑羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0~2.5%；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5~0.8%。本发明的CTP版衬纸通过在内部添加丝氨醇‑丙烯酸甲酯‑双(2‑羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，并在表面接枝乙烯基乙酸，有效提高了各向撕裂度。

Description

一种高撕裂度CTP版衬纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，尤其涉及一种高撕裂度CTP版衬纸及其制备方法。
背景技术
计算机直接制版(Computer to plate,CTP)技术是指将计算机系统中的数字页面通过独立于印刷机的成像设备(即直接制版机)直接成像到印版。该技术标志着印前工作流程的完全数字化，它不需要拼版、拷贝以及晒版等繁杂的操作，也无须使用银盐感光胶片以及相应的设备和耗材，极大地提高了制版效率和质量，节省了相应环节的人力资源，具有更低的综合成本，可以产生更高的经济效益。在CTP系统中，CTP版材是系统极其重要的组件，是保证印版成像质量、实现高质量印刷的基础。CTP版叠放时易发生层间摩擦而造成感光图层被破坏，因此，在存放时，会在CTP版之间衬垫CTP版衬纸(又称材料间隔用纸)，以防止CTP版感光图层被磨损。
公开号为CN103276628B的中国专利文献公开了一种CTP版垫纸及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)漂白针叶浆和阔叶浆按1:2～1:4的比例混合碎解制成浓度为3～8％的浆液；(2)碎解后的液态浆液，经过打浆处理使木浆纤维分丝帚化；(3)在打浆处理后的浆料中添加淀粉增强助剂，淀粉增强助剂的加入量为绝干浆料总质量的0.2～2.0％；(4)配制好的浆料通过净化处理后，通过长网成型烘缸干燥，在干燥流程中部施涂表面增强助剂，提高纸表面耐磨性能；(5)干燥后的纸通过软压光整饰，提高表面平滑度；(6)进行内部水份平衡，提高纸的平整度；(7)纸机抄造后的纸卷，通过分切、去静电除尘高清洁处理制成按规格要求的成品，得到所述的产品。该CTP版垫纸中采用淀粉增强助剂作为增干强剂，能增大衬纸的撕裂度，但由于淀粉增强助剂添加过多易产生分子链缠结甚至絮凝的问题，影响其作用，还会影响后续的网部成型，导致制得的衬纸匀度差，故阳离子淀粉的添加量不可过大，因而对衬纸撕裂度的增强效果有限。而CTP版衬纸的用途对其撕裂度有较高的要求，撕裂度低不仅会导致其在高速生产线上出现断纸的问题，影响生产效率，还易在运输和使用中破损，粗糙的破口会磨损CTP版的感光涂层。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高撕裂度CTP版衬纸及其制备方法。该CTP版衬纸通过在内部添加丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，并在表面接枝乙烯基乙酸，有效提高了各向撕裂度。
本发明的具体技术方案为：
一种高撕裂度CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5～8:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0～2.5％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5～0.8％。
一种制备上述高撕裂度CTP版衬纸的方法，包括以下步骤：
(1)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30～35°SR，纤维湿重为5～6g；
(2)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20～25°SR，纤维湿重为5～6g；
(3)将步骤(1)处理后的针叶木浆、步骤(2)处理后的阔叶木浆、丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(4)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
(5)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸；
(6)对步骤(5)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得高撕裂度CTP版衬纸。
丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物中含有大量酯基、亚氨基和端羟基，它们能与纤维素分子中的羟基形成氢键，增补纤维间在结合区域自然形成的氢键数，从而增大纤维间的结合力，有效提高CTP版衬纸的撕裂度。同时，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物分子支化度很高，故相较于现有技术中的增干强剂而言，这种共聚物能与更大范围内的纤维形成交联，有利于提高衬纸的撕裂度，特别是纵向撕裂度。此外，由于大量羟基的存在，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的亲水性强，在水中的溶解度较高，并且，其大量支链的存在限制了分子链的柔性，故在同一分子中不易发生分子链缠结，且不易发生絮凝，其允许的添加量超过现有技术中的增干强剂，因而对衬纸撕裂度的增强效果也更大。
不过，虽然该共聚物允许的添加量大于常规的增干强剂，但仍有一定限度，当添加量过大时，分子链之间会发生缠结，限制共聚物与纤维素之间所能形成的氢键数量，还可能导致纤维过度交联而影响网部成型。故丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物对衬纸撕裂度的改善有一定限度。本发明通过在衬纸表面接枝乙烯基乙酸，能进一步增大其撕裂度，机制如下：在紫外光的诱导下，乙烯基乙酸以单体和均聚物的形式接枝到湿页纸表面，乙烯基乙酸单体或聚乙烯基乙酸之间通过羧基形成氢键，并发生分子链缠结，在衬纸表面形成网络，从而增大衬纸的各向撕裂度。
本发明团队对多种单体进行了试验，发现乙烯基乙酸对衬纸撕裂度的增强效果最好。乙烯基乙酸相较于丙烯酸而言的优势在于：与碳碳双键相连的基团的给电子能力越强，则双键的加成反应活性越大。在丙烯酸中，吸电子基团羧基直接与碳碳双键相连，会使加成反应活性减弱；而在乙烯基乙酸中，与碳碳双键相连的是弱给电子基团羧甲基，不会对加成反应活性造成不利影响，因而能提高接枝效率，防止接枝率过低而导致形成的网络的交联程度过低，致使CTP版衬纸的撕裂度低。乙烯基乙酸相较于丙烯酰胺而言的优势在于：相较于丙烯酰胺中的酰胺基而言，乙烯基乙酸中的羧基之间形成的氢键强度更大，故对纸张撕裂度的增强效果更好。
本发明的制备方法采用针叶木浆和阔叶木浆分开打浆，能提高衬纸撕裂度，原因在于：若打浆不充分，叩解度过低，则纤维表面的游离羟基少，纤维之间的结合力弱，会导致纸张撕裂度低；若打浆过度，叩解度过高，则纤维长度短，也会导致纸张撕裂度低。针叶木浆和阔叶木浆的适宜打浆度不同，将两者分开打浆，便于控制打浆质量，使长短纤维各自保证其长度和游离羟基数量，有利于提高纸张的撕裂度。
作为优选，所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的制备过程如下：
(a)在惰性气体保护和25～30℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应3～4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
(b)在125～130℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(a)获得的加成反应产物，反应3～4h后，再在105～110℃、50～80Pa下反应2～3h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。
步骤(a)中，丝氨醇中的氨基与丙烯酸甲酯中的碳碳双键发生加成反应，碳碳双键中含氢原子较多的一个碳原子上连接上-NH(CH)(CH2OH)2。步骤(b)中，加成反应产物和双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷中的羟基与加成反应产物中的酯基发生酯交换反应，从而聚合形成丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。由于丝氨醇和双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷均具有较多的支链和羟基，故通过该方法制得的共聚物具有较高的支化度，且含有大量端羟基、酯基和亚氨基，有助于提高衬纸的撕裂度。
作为优选，所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物为阳离子改性共聚物，改性过程如下：
(i)将丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物溶于水中，加入氢氧化钠，制备成共聚物溶液，其中，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物和氢氧化钠的质量分数分别为30～35％和0.5～0.8％；
(ii)将阳离子醚化剂溶于水中，加入氢氧化钠，制备成阳离子醚化剂溶液，其中，阳离子醚化剂和氢氧化钠的质量分数分别为40～45％和0.5～0.8％；
(iii)将共聚物溶液与阳离子醚化剂溶液按30～35:1的质量比混合，在40～45℃下反应4～5h；
(iv)加入丙酮使反应产物沉淀，过滤，干燥滤渣，即获得阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。
通过阳离子醚化剂与丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物之间的醚化反应，在共聚物上接枝阳离子，使其带有正电荷，能与带负电荷的纤维素分子之间形成静电引力，不需要额外添加助留剂即可减少共聚物的流失，使其较多地留着在纸张内，在干燥过程中与共聚物形成氢键，从而增大衬纸的撕裂度。
作为优选，步骤(a)中，所述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2～1.6。
作为优选，步骤(b)中，所述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的20～25倍。
作为优选，步骤(b)中，所述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸；所述对甲苯磺酸的添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的45～50％。
作为优选，步骤(ii)中，所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
作为优选，步骤(5)的具体过程为：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25～30％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为50～55:1:45～50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355～360nm的紫外光照射3.5～4min。
在紫外光照射下，光引发剂TPO产生自由基，这些自由基向纤维素分子表面移动，夺取纤维素上的氢，使纤维素表面产生自由基，从而引发乙烯基乙酸在纤维素表面的接枝反应。
作为优选，步骤(4)中，采用圆网成形器进行网部成型；所述圆网成形器的上浆处设有导流栅片。
导流栅片能使浆料横向流动，使成形后的纸张中纤维纵横交错，防止纵向撕裂度过小。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过在CTP版衬纸中添加丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，并在CTP版衬纸表面接枝乙烯基乙酸，能有效增大CTP版衬纸的各向撕裂度；
(2)通过对丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物进行阳离子改性，能增加共聚物在CTP版衬纸中的留着，有助于纸张撕裂度的提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5～8:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0～2.5％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5～0.8％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在惰性气体保护和25～30℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应3～4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2～1.6；
(1.2)在125～130℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应3～4h后，再在105～110℃、50～80Pa下反应2～3h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的20～25倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的45～50％；
(2)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30～35°SR，纤维湿重为5～6g；
(3)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20～25°SR，纤维湿重为5～6g；
(4)将步骤(2)处理后的针叶木浆、步骤(3)处理后的阔叶木浆、步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(5)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(6)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25～30％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为50～55:1:45～50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355～360nm的紫外光照射3.5～4min；
(7)对步骤(6)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
可选地，所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物为阳离子改性共聚物，改性过程如下：
(i)将步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物溶于水中，加入氢氧化钠，制备成共聚物溶液，其中，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物和氢氧化钠的质量分数分别为30～35％和0.5～0.8％；
(ii)将阳离子醚化剂溶于水中，加入氢氧化钠，制备成阳离子醚化剂溶液，其中，阳离子醚化剂和氢氧化钠的质量分数分别为40～45％和0.5～0.8％；
上述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；
(iii)将共聚物溶液与阳离子醚化剂溶液按30～35:1的质量比混合，在40～45℃下反应4～5h；
(iv)加入丙酮使反应产物沉淀，过滤，干燥滤渣，即获得阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。
实施例1
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在氮气保护和25℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2；
(1.2)在125℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应4h后，再在105℃、50Pa下反应2h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的20倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的45％；
(2)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30°SR，纤维湿重为6g；
(3)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20°SR，纤维湿重为6g；
(4)将步骤(2)处理后的针叶木浆、步骤(3)处理后的阔叶木浆、步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(5)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(6)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为55:1:50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355nm的紫外光照射3.5min；
(7)对步骤(6)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
实施例2
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为6.5:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.3％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.6％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在氮气保护和27℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应3.5h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.4；
(1.2)在127℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应3.5h后，再在107℃、65Pa下反应2.5h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的23倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的48％；
(2)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为33°SR，纤维湿重为5.5g；
(3)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为23°SR，纤维湿重为5.5g；
(4)将步骤(2)处理后的针叶木浆、步骤(3)处理后的阔叶木浆、步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(5)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(6)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为28％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为52:1:47；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为360nm的紫外光照射4min；
(7)对步骤(6)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
实施例3
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为8:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.5％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.8％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在氮气保护和30℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应3h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.6；
(1.2)在130℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应3h后，再在110℃、80Pa下反应3h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的25倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的50％；
(2)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为35°SR，纤维湿重为5g；
(3)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为25°SR，纤维湿重为5g；
(4)将步骤(2)处理后的针叶木浆、步骤(3)处理后的阔叶木浆、步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(5)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(6)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为30％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为50:1:45；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为360nm的紫外光照射4min；
(7)对步骤(6)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
实施例4
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在氮气保护和25℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2；
(1.2)在125℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应4h后，再在105℃、50Pa下反应2h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的20倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的45％；
(2)制备阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(2.1)将步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物溶于水中，加入氢氧化钠，制备成共聚物溶液，其中，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物和氢氧化钠的质量分数分别为30～35％和0.5～0.8％；
(2.2)将阳离子醚化剂溶于水中，加入氢氧化钠，制备成阳离子醚化剂溶液，其中，阳离子醚化剂和氢氧化钠的质量分数分别为40～45％和0.5～0.8％；
上述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵；
(2.3)将共聚物溶液与阳离子醚化剂溶液按30～35:1的质量比混合，在40～45℃下反应4～5h；
(2.4)加入丙酮使反应产物沉淀，过滤，干燥滤渣，即获得阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
(3)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30°SR，纤维湿重为6g；
(4)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20°SR，纤维湿重为6g；
(5)将步骤(3)处理后的针叶木浆、步骤(4)处理后的阔叶木浆、步骤(2)获得的阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(6)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(7)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为55:1:50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355nm的紫外光照射3.5min；
(8)对步骤(7)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
对比例1
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5:1；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30°SR，纤维湿重为6g；
(2)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20°SR，纤维湿重为6g；
(3)将步骤(1)处理后的针叶木浆、步骤(2)处理后的阔叶木浆充分混合，获得混合浆料；
(4)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(5)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为55:1:50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355nm的紫外光照射3.5min；
(6)对步骤(5)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
对比例2
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)制备丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物：
(1.1)在氮气保护和25℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
上述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2；
(1.2)在125℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤(1.1)获得的加成反应产物，反应4h后，再在105℃、50Pa下反应2h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物；
上述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤(a)中的丝氨醇质量的20倍；上述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸，添加量为步骤(a)中丝氨酸质量的45％；
(2)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30°SR，纤维湿重为6g；
(3)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20°SR，纤维湿重为6g；
(4)将步骤(2)处理后的针叶木浆、步骤(3)处理后的阔叶木浆、步骤(1)获得的丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
(5)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(6)对湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
对比例3
一种CTP版衬纸，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，阳离子淀粉，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5:1；所述阳离子淀粉的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0％；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5％。
通过以下步骤制备上述CTP版衬纸：
(1)对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30°SR，纤维湿重为6g；
(2)对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20°SR，纤维湿重为6g；
(3)将步骤(1)处理后的针叶木浆、步骤(2)处理后的阔叶木浆、阳离子淀粉充分混合，获得混合浆料；
(4)混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
上述网部成型过程采用上浆处设有导流栅片的圆网成形器；
(5)通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸，具体过程如下：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25％的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为55:1:50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355nm的紫外光照射3.5min；
(6)对步骤(5)接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得CTP版衬纸。
测试实施例1～4和对比例1～3制得的CTP版衬纸的定量、厚度和撕裂度，结果见表1。
表1
Figure BDA0002514070510000111
Figure BDA0002514070510000121
实施例1与对比例1的区别在于，实施例1中，在CTP版衬纸中添加了丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，而对比例1中未添加该共聚物，其他均相同。从表1来看，相较于对比例1而言，实施例1制得的CTP版衬纸的横向和纵向撕裂度均明显增大。这表明在本发明中，通过添加丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，能有效提高CTP版衬纸的撕裂度。推测原因可能在于：丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物中含有大量酯基、亚氨基和端羟基，它们能与纤维素分子中的羟基形成氢键，增补纤维间在结合区域自然形成的氢键数，从而增大纤维间的结合力，有效提高CTP版衬纸的撕裂度。
实施例1与对比例2的区别在于，实施例1中，通过步骤(6)在CTP版衬纸表面接枝了乙烯基乙酸，而对比例2中则没有该步骤，其他均相同。从表1来看，相较于对比例2而言，实施例1制得的CTP版衬纸的横向撕裂度和纵向撕裂度均明显增大。这表明在本发明中，通过在CTP版衬纸表面接枝乙烯基乙酸，能有效增大其撕裂度。推测原因可能在于：乙烯基乙酸以单体和均聚物的形式接枝在湿页纸表面，乙烯基乙酸单体或聚乙烯基乙酸之间通过羧基形成氢键，并发生分子链缠结，在CTP版衬纸表面形成网络，从而增大纸张的各向撕裂度。
实施例4与对比例3的区别在于，实施例4中，在CTP版衬纸添加的是阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，而对比例3中添加的则是阳离子淀粉。从表1来看，相较于对比例3而言，实施例4制得的CTP版衬纸的横向撕裂度和纵向撕裂度均增大。这表明相较于现有技术中的阳离子淀粉而言，本发明中的阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物对CTP版衬纸撕裂度的提高效果更好。推测原因可能在于：丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物分子支化度很高，故相较于淀粉而言，这种共聚物能与更大范围内的纤维形成交联，有利于提高衬纸的撕裂度，特别是纵向撕裂度；此外，当淀粉的添加量增大到一定程度时，淀粉分子链之间易发生缠结，限制其对撕裂度的提高效果，而丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物中大量支链的存在限制了分子链的柔性，故在同一分子中不易发生分子链缠结，且不易发生絮凝，其允许的添加量超过现有技术中的增干强剂，因而对撕裂度的提高效果也更大。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，包括以下原料：针叶木浆，阔叶木浆，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物，乙烯基乙酸；所述针叶木浆与阔叶木浆的质量比为5~8:1；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的2.0~2.5%；所述乙烯基乙酸的添加量为针叶木浆和阔叶木浆总干重的0.5~0.8%；所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物的制备过程如下：
（a）在惰性气体保护和25~30℃的温度下，将丙烯酸甲酯与甲醇的混合溶液滴加到丝氨醇的甲醇溶液中，反应3~4h；然后减压蒸馏除去甲醇和未反应的丙烯酸甲酯，即获得加成反应产物；
（b）在125~130℃下，将双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷和酯交换反应催化剂混合，滴加步骤（a）获得的加成反应产物，反应3~4h后，再在105~110℃、50~80Pa下反应2~3h，即获得丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。
2.如权利要求1所述的一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，所述丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物为阳离子改性共聚物，改性过程如下：
（i）将丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物溶于水中，加入氢氧化钠，制备成共聚物溶液，其中，丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物和氢氧化钠的质量分数分别为30~35%和0.5~0.8%；
（ii）将阳离子醚化剂溶于水中，加入氢氧化钠，制备成阳离子醚化剂溶液，其中，阳离子醚化剂和氢氧化钠的质量分数分别为40~45%和0.5~0.8%；
（iii）将共聚物溶液与阳离子醚化剂溶液按30~35:1的质量比混合，在40~45℃下反应4~5h；
（iv）加入丙酮使反应产物沉淀，过滤，干燥滤渣，即获得阳离子改性丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物。
3.如权利要求1所述的一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，步骤（a）中，所述丝氨醇与丙烯酸甲酯的质量比为1:1.2~1.6。
4.如权利要求1所述的一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，步骤（b）中，所述双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷的添加量为步骤（a）中的丝氨醇质量的20~25倍。
5.如权利要求1所述的一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，步骤（b）中，所述酯交换反应催化剂为对甲苯磺酸；所述对甲苯磺酸的添加量为步骤（a）中丝氨醇 质量的45~50%。
6.如权利要求2所述的一种高撕裂度CTP版衬纸，其特征在于，步骤（ii）中，所述阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
7.一种制备如权利要求1~6之一所述的高撕裂度CTP版衬纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对针叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为30~35°SR，纤维湿重为5~6g；
（2）对阔叶木浆进行碎浆，然后打浆至叩解度为20~25°SR，纤维湿重为5~6g；
（3）将步骤（1）处理后的针叶木浆、步骤（2）处理后的阔叶木浆、丝氨醇-丙烯酸甲酯-双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷共聚物充分混合，获得混合浆料；
（4）混合浆料经稀释、筛选、网部成型后，获得湿页纸；
（5）通过紫外光接枝法在湿页纸的两面接枝乙烯基乙酸；
（6）对步骤（5）接枝后的湿页纸进行压榨脱水、干燥、压光，即获得高撕裂度CTP版衬纸。
8.如权利要求7所述的一种高撕裂度CTP版衬纸的制备方法，其特征在于，步骤（5）的具体过程为：将乙烯基乙酸和TPO溶解到体积浓度为25~30%的酒精中，获得混合溶液，其中，乙烯基乙酸、TPO、酒精的质量比为50~55:1:45~50；将混合溶液以喷雾的形式喷到湿页纸的两面，用波长为355~360nm的紫外光照射3.5~4min。
9.如权利要求7所述的一种高撕裂度CTP版衬纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，采用圆网成形器进行网部成型；所述圆网成形器的上浆处设有导流栅片。
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