CN114892450A - 一种抗撕疏水包装纸及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗撕疏水包装纸及其制造方法，包括以下工艺：(1)水稻秸秆纤维、填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖、去离子水制浆，成型，得到单纸；(2)磷酰氯化壳聚糖、多巴胺反应得单体；单体、多巴胺盐酸盐在甘氨酸溶液中聚合；加热，调节pH，得改性聚多巴胺微球；蜂蜡、改性聚多巴胺微球混合，得涂料；喷涂，干燥，热处理，得到表层，制得包装纸。本发明通过填料的改性，与水稻秸秆纤维、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖相互配合，制备单纸，使其疏水拒水性能、抗撕抗张强度得到提高；利用改性聚多巴胺与蜂蜡间的配合及后续的热处理，使所制表层粗糙度提高，在提高与单纸间结合强度、所制包装纸力学性能的同时，改善其疏水拒水能力。

Description

一种抗撕疏水包装纸及其制造方法
技术领域
本发明涉及包装纸技术领域，具体为一种抗撕疏水包装纸及其制造方法。
背景技术
现代包装工业中的四大支柱材料为纸、塑料、金属、玻璃。因其资源丰富、易回收和易降解的特性，纸包装材料被认为是最具有前途的绿色包装材料。纸或纸板是由植物纤维交织得到的三维网状结构材料。植物纤维表面带有大量羟基，具有天然亲水性；纤维本身的细胞腔具有细微管结构，与纤维之间形成的三维网状结构共同起到毛细管作用，因此未经任何处理的纸或纸板具有强烈的吸液性。液滴在纸面上的扩散、渗透，会影响其强度，影响纸张的正常使用。因此，我们提出一种抗撕疏水包装纸及其制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗撕疏水包装纸及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗撕疏水包装纸的制造方法，包括以下工艺：
1)单纸的制备：
取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，成型，干燥，得到单纸；
所述填料为氨基有机硅包覆二氧化硅，氨基有机硅中含有氮杂环丁醇；
(2)表层的制备：
取磷酰氯化壳聚糖与多巴胺反应，得到单体；
取单体、多巴胺盐酸盐，在pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液中聚合；加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理；加入改性聚多巴胺微球，搅拌混合，得到涂料；
喷涂在单纸的表面，干燥，60～68℃热处理8～12h，得到表层。
进一步的，所述单纸包括以下重量百分数组分：10～15％填料、1～2％阳离子淀粉、0.5～1.0％膨润土、0.2～1.0％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维。
进一步的，所述(1)中干燥工艺：温度为82～132℃，时间为10～30min。
进一步的，所述(1)中制浆工艺的打浆度为40～55°SR。
在上述技术方案中，选择水稻秸秆纤维作为单纸的植物纤维组分；水稻是含硅最多的植物之一，是典型的硅酸植物；硅在水稻叶片的两面形成一层2.5μm的角质层，使得水稻秸秆纤维具有优秀的强度，利于所制包装纸强度的实现。
进一步的，所述填料的制备工艺如下：
取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散8～12min，回流反应4.5～6.0h；以1200～1300rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到KH-550改性二氧化硅；
二氧化硅、甲苯的比例为1g/30mL；
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550改性二氧化硅、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于50～100℃温度条件下，水解缩聚反应2～10h，减压蒸馏，得到有机硅改性二氧化硅；
取甲苯，加入有机硅改性二氧化硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至58～65℃，反应7.5～8.3h；加入盐酸调节pH至4～5，得到填料。
进一步的，所述二氧化硅、KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为100:(3～5):(3～5):(1～9):(0.2～0.6)。
进一步的，所述N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:(0.5～0.8)。
进一步的，所述二氧化硅的粒径为8～12μm。
在上述技术方案中，取KH-550对二氧化硅进行偶联改性，在二氧化硅表面引入硅氧键，与硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下水解缩聚，使其具有Si-O-Si柔性键，并具有一定交联结构和多氨基；利用氨基与环氧氯丙烷反应，加热得到氮杂环丁醇，能够发生自聚形成交联网络结构，还能够与植物纤维表面的羧基反应，形成共价酯键；所制填料能够与壳聚糖、阳离子淀粉间产生一定的静电吸附作用，有利于植物纤维间距的缩短、所制单纸紧度的提高，增加物料组分之间的结合力，从而实现对所制单纸强度的提高，改善所制包装纸的抗撕性能。同时，能够实现所制单纸的疏水性能，改善所制包装纸的拒水能力；且本申请限定了二氧化硅的粒径，而有机硅是针对二氧化硅颗粒的改性，使得所制单纸具有一定的表面粗糙度，能够进一步提高其疏水性能。
进一步的，所述(2)包括以下工艺：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌12～18min，加入碳酸钠，调节体系温度至0～5℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应8～12h；加入浓盐酸调节体系pH至1～2，取有机相干燥，得到单体；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液；加入1～2倍体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8～12h；甘氨酸水溶液的浓度为50～100mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8～1.2mM；
加入与体系等体积的pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液搅拌10～20min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应8～12h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为100～150mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0～1.5mM；
混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为(4～5):1；
加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌8～12h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10～15min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15～30min，得到涂料；
喷涂在单纸的表面，干燥，60～68℃热处理8～12h，得到表层。
进一步的，所述硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1。
进一步的，所述蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为(7～10):(1.5～2.7):(0.5～1.0)。
进一步的，所述水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5～1.2mm。
进一步的，Tris-HCl缓冲溶液的pH为4.0。
进一步的，所述磷酰氯化壳聚糖的制备工艺为：
取壳聚糖于甲烷磺酸中溶胀，在氮气氛围中，加入五氧化二磷，冰浴搅拌反应3h；
乙醚沉淀，抽滤，丙酮、甲醇、乙醚洗涤，60℃干燥12h，得到磷酸化壳聚糖；
壳聚糖、五氧化二磷的质量比为1:1；壳聚糖、甲烷磺酸的比例为1g/6mL；
取磷酸化壳聚糖，加入甲苯溶胀，在氮气氛围中，加入二氯亚砜、乙醇，25℃搅拌反应2h；甲苯、乙醇洗涤，抽滤，真空干燥14h，得到磷酰氯化壳聚糖；
磷酸化壳聚糖、二氯亚砜、乙醇的质量比为2:1:2；磷酸化壳聚糖、甲苯的比例为2g/5mL。
在上述技术方案中，多巴胺中的氨基与磷酰氯化壳聚糖中的磷酰氯反应，得到壳聚糖的多巴胺衍生物，即为单体；体系pH小于5.97时，甘氨酸在水溶液中以正电荷形式存在，利用静电作用，使得多巴胺、单体吸附在甘氨酸外表面，聚合形成聚合物微球；再次添加甘氨酸、单体、多巴胺，形成改性聚多巴胺的双层结构，能够提高所制包装纸的耐磨性能和透气度；并确保热处理工艺后改性聚多巴胺微球的尺寸，利于与蜂蜡间微米-亚微米二级结构的形成；调节体系pH，使得甘氨酸以负电荷形式存在，于聚合物微球间的静电吸附作用消失，甘氨酸溶出，得到改性聚多巴胺微球；；喷涂于单纸表面时，能够增强表层与单纸间的结合强度，提高所制包装纸的抗撕性能；蜂蜡在十六烷基三甲基溴化铵的作用下，呈现正电性，与改性聚多巴胺吸附，制备涂料在单纸表面成膜后，与单纸相互作用，进一步对所制包装纸的抗撕性能进行增强；热处理时，蜂蜡融化、再固化，能够弥补涂料涂布时产生的微小细缝缺陷，提高所制包装纸的拒水能力；蜂蜡在改性聚多巴胺微球表面的熔化、再固化，使得蜂蜡在改性聚多巴胺微球形成褶皱；同时热处理使得蜂蜡与改性聚多巴胺间发生相分离，改性聚多巴胺的尺寸缩小，与蜂蜡配合形成二级结构，显著提高所制表层的粗糙度，降低包装纸表面与水的接触面积，进一步提高所制包装纸的疏水、拒水能力。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的抗撕疏水包装纸及其制造方法，通过填料的改性，与水稻秸秆纤维、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖相互配合，制备单纸，使其疏水拒水性能、抗撕抗张强度得到提高；利用改性聚多巴胺与蜂蜡间的配合及后续的热处理，使所制表层粗糙度提高，在提高与单纸间结合强度、所制包装纸力学性能的同时，改善其疏水拒水能力。
具体实施方式
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。
实施例1
(1)单纸的制备：
1.1.取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散8min，回流反应4.5h；以1200rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到KH-550改性二氧化硅；
二氧化硅、甲苯的比例为1g/30mL；
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550改性二氧化硅、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于50℃温度条件下，水解缩聚反应2h，减压蒸馏，得到有机硅改性二氧化硅；
二氧六环、去离子水的质量比为10:1；二氧六环与硅酸四乙酯的质量相同；
取甲苯，加入有机硅改性二氧化硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至58℃，反应7.5h；加入盐酸调节pH至5，得到填料；
二氧化硅、KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为100:3:3:1:0.2；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:0.5；二氧化硅的粒径为8μm；
1.2.取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为55°SR，成型，干燥，工艺为：温度82℃，时间10min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：10％填料、1％阳离子淀粉、0.5％膨润土、0.2％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5mm；
(2)表层的制备：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌12min，加入碳酸钠，调节体系温度至5℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应8h；加入浓盐酸调节体系pH至2，取有机相干燥，得到单体；硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为5.5的甘氨酸水溶液；加入等体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；甘氨酸水溶液的浓度为50mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8mM；
加入与体系等体积的pH为5.5的甘氨酸水溶液搅拌10min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为100mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0mM；
混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为4:1；
加热至75℃，调节体系pH至6.5，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至75℃，调节体系pH至8.3，搅拌8h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为7:1.5:0.5；
喷涂在单纸的表面，干燥，60℃热处理8h，得到表层，得到包装纸。
实施例2
(1)单纸的制备：
1.1.取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散10min，回流反应5h；以1300rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到KH-550改性二氧化硅；
二氧化硅、甲苯的比例为1g/30mL；
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550改性二氧化硅、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于75℃温度条件下，水解缩聚反应6h，减压蒸馏，得到有机硅改性二氧化硅；
二氧六环、去离子水的质量比为8:1；二氧六环与硅酸四乙酯的质量相同；
取甲苯，加入有机硅改性二氧化硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至60℃，反应8h；加入盐酸调节pH至4.5，得到填料；
二氧化硅、KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为100:4:4:5:0.4；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:0.6；二氧化硅的粒径为10μm；
1.2.取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为48°SR，成型，干燥，工艺为：温度102℃，时间20min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：12％填料、1.5％阳离子淀粉、0.8％膨润土、0.6％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为0.8mm；
(2)表层的制备：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌15min，加入碳酸钠，调节体系温度至2℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应10h；加入浓盐酸调节体系pH至1.5，取有机相干燥，得到单体；硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为4.5的甘氨酸水溶液；加入1.5倍体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应10h；甘氨酸水溶液的浓度为75mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0mM；
加入与体系等体积的pH为4.5的甘氨酸水溶液搅拌15min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应10h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为125mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.2mM；
混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为4.5:1；
加热至75～82℃，调节体系pH至7.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至80℃，调节体系pH至7.3，搅拌10h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理12min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌25min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为9:2:0.7；
喷涂在单纸的表面，干燥，65℃热处理10h，得到表层，得到包装纸。
实施例3
(1)单纸的制备：
1.1.取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散12min，回流反应6.0h；以1300rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到KH-550改性二氧化硅；
二氧化硅、甲苯的比例为1g/30mL；
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550改性二氧化硅、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于100℃温度条件下，水解缩聚反应10h，减压蒸馏，得到有机硅改性二氧化硅；
二氧六环、去离子水的质量比为5:1；二氧六环与硅酸四乙酯的质量相同；
取甲苯，加入有机硅改性二氧化硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至65℃，反应8.3h；加入盐酸调节pH至4，得到填料；
二氧化硅、KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为100:5:5:9:0.6；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:0.8；二氧化硅的粒径为12μm；
1.2.取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为40°SR，成型，干燥，工艺为：温度132℃，时间30min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：15％填料、2％阳离子淀粉、1.0％膨润土、1.0％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为1.2mm；
(2)表层的制备：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌18min，加入碳酸钠，调节体系温度至0℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应12h；加入浓盐酸调节体系pH至1，取有机相干燥，得到单体；硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为3.5的甘氨酸水溶液；加入2倍体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应12h；甘氨酸水溶液的浓度为100mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.2mM；
加入与体系等体积的pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液搅拌20min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应12h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为150mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.5mM；
混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为5:1；
加热至82℃，调节体系pH至8.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至82℃，调节体系pH至8.3，搅拌12h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理15min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌30min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为10:2.7:1.0；
喷涂在单纸的表面，干燥，68℃热处理12h，得到表层，得到包装纸。
对比例1
(1)单纸的制备：
1.1.取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散8min，回流反应4.5h；以1200rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到填料；
二氧化硅、甲苯的比例为1g/30mL；二氧化硅、KH-550的质量比为100:3；二氧化硅的粒径为8μm；
1.2.取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为55°SR，成型，干燥，工艺为：温度82℃，时间10min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：10％填料、1％阳离子淀粉、0.5％膨润土、0.2％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5mm；
步骤(2)与实施例1相同，得到包装纸。
对比例2
(1)单纸的制备：
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于50℃温度条件下，水解缩聚反应2h，减压蒸馏，得到有机硅；
二氧六环、去离子水的质量比为10:1；二氧六环与硅酸四乙酯的质量相同；
取甲苯，加入有机硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至58℃，反应7.5h；加入盐酸调节pH至5，得到改性有机物；
KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为3:3:1:0.2；N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:0.5；
1.2.取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为55°SR，成型，干燥，工艺为：温度82℃，时间10min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：8％填料、1％阳离子淀粉、0.5％膨润土、0.2％壳聚糖、2％改性有机物，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5mm；填料为二氧化硅，粒径为8μm；
对比例3
(1)单纸的制备：
取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，打浆度为55°SR，成型，干燥，工艺为：温度82℃，时间10min，得到单纸；
单纸包括以下重量百分数组分：10％填料、1％阳离子淀粉、0.5％膨润土、0.2％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维；水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5mm；填料为二氧化硅，粒径为8μm；
步骤(2)与实施例1相同，得到包装纸。
对比例4
(2)表层的制备：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌12min，加入碳酸钠，调节体系温度至5℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应8h；加入浓盐酸调节体系pH至2，取有机相干燥，得到单体；硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为5.5的甘氨酸水溶液；加入等体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；甘氨酸水溶液的浓度为50mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8mM；
加入与体系等体积的pH为5.5的甘氨酸水溶液搅拌10min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为100mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0mM；
混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为4:1；
加热至75℃，调节体系pH至6.5，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至75℃，调节体系pH至8.3，搅拌8h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为7:1.5:0.5；
喷涂在单纸的表面，干燥，80℃热处理8h，得到表层；
步骤(1)与对比例3相同，得到包装纸。
对比例5
(2)表层的制备：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌12min，加入碳酸钠，调节体系温度至5℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应8h；加入浓盐酸调节体系pH至2，取有机相干燥，得到单体；硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；甘氨酸水溶液的浓度为50mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8mM；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0mM；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为7:1.5:0.5；
喷涂在单纸的表面，干燥，60℃热处理8h，得到表层；
步骤(1)与对比例3相同，得到包装纸。
对比例6
(2)表层的制备：
2.1.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为5.5的甘氨酸水溶液；加入等体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8h；洗涤，干燥；加热至75℃，调节体系pH至6.5，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；甘氨酸水溶液的浓度为50mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8mM；
加入去离子水，加热至75℃，调节体系pH至8.3，搅拌8h，干燥，得到聚多巴胺微球；
2.2.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、聚多巴胺微球的质量比为7:1.5:1；
喷涂在单纸的表面，干燥，60℃热处理8h，得到表层；
步骤(1)与对比例3相同，得到包装纸。
对比例7
(2)表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10min，得到涂料；蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为7:1.5；喷涂在单纸的表面，干燥，60℃热处理8h，得到表层；
步骤(1)与对比例3相同，得到包装纸。
上述单纸的定量为60g/m2；涂料的涂布量为10g/m2。
实验
取实施例1-3、对比例1-7中得到的包装纸，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
干抗张强度，采用电脑测控抗张试验机，以GB/T 12914-2018为实验标准，得到试样的抗张力(N)，计算试样的干抗张强度(为平均抗张力/(试样宽度×试样定量))；
撕破指数：采用纸页撕裂度仪，以GB/T 455-2002为试验标准，得到试样的撕裂度(mN)，计算撕破指数(为撕裂度/试样定量)；
撕裂指数(mN·m<sup>2</sup>/g) 干抗张指数(N·m/g) 接触角(°)
实施例1 13.9 65.3 119.7
实施例2 14.5 68.6 120.1
实施例3 14.7 70.1 118.0
对比例1 12.3 57.0 116.4
对比例2 13.0 59.5 117.8
对比例3 12.2 55.8 116.7
对比例4 12.0 54.6 110.6
对比例5 11.6 54.0 113.7
对比例6 11.1 50.4 112.4
对比例7 8.7 48.2 113.3
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-3中得到的包装纸与对比例1-7得到的包装纸形成对比，检测结果可知，
与对比例7相比，实施例1-3中得到的包装纸，具有更高的撕裂指数、干抗张指数和接触角数据，这充分说明了本申请实现了对所制包装纸疏水拒水性能、抗撕抗张能力的提高；
与实施例1相比，对比例1-3对单纸的组分及其制备工艺进行了调整；与对比例3相比，对比例4-6对表层的组分及其制备工艺进行了调整；其撕裂指数、干抗张指数和接触角数据劣化，可知本申请对单纸、表层、包装纸的组分及其制备工艺的设置，能够促进所制包装纸疏水拒水性能、抗撕抗张能力的改善。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：包括以下工艺：
(1)单纸的制备：
取水稻秸秆纤维分散于去离子水中，加入填料、阳离子淀粉、膨润土、壳聚糖混合，制浆，成型，干燥，得到单纸；
所述填料为氨基有机硅包覆二氧化硅，氨基有机硅中含有氮杂环丁醇；
(2)表层的制备：
取磷酰氯化壳聚糖与多巴胺反应，得到单体；
取单体、多巴胺盐酸盐，在pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液中聚合；加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理；加入改性聚多巴胺微球，搅拌混合，得到涂料；
喷涂在单纸的表面，干燥，60～68℃热处理8～12h，得到表层。
2.根据权利要求1所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述单纸包括以下重量百分数组分：10～15％填料、1～2％阳离子淀粉、0.5～1.0％膨润土、0.2～1.0％壳聚糖，余量为水稻秸秆纤维。
3.根据权利要求1所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述填料的制备工艺如下：
取甲苯，加入二氧化硅、KH-550，超声分散8～12min，回流反应4.5～6.0h；以1200～1300rpm的转速离心，取沉淀利用无水乙醇洗涤，干燥，得到KH-550改性二氧化硅；
取二氧六环、去离子水混合，加入KH550改性二氧化硅、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、催化剂二月桂酸二丁基锡，于50～100℃温度条件下，水解缩聚反应2～10h，减压蒸馏，得到有机硅改性二氧化硅；
取甲苯，加入有机硅改性二氧化硅，缓慢加入环氧氯丙烷，升温至58～65℃，反应7.5～8.3h；加入盐酸调节pH至4～5，得到填料。
4.根据权利要求3所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述二氧化硅、KH-550、硅酸四乙酯、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡的质量比为100:(3～5):(3～5):(1～9):(0.2～0.6)。
5.根据权利要求3所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷的质量比为1:(0.5～0.8)。
6.根据权利要求1所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述(2)包括以下工艺：
2.1.单体的制备：
取硼砂、水混合，在氮气氛围中，加入多巴胺盐酸盐，搅拌12～18min，加入碳酸钠，调节体系温度至0～5℃，缓慢加入磷酰氯化壳聚糖，恢复室温，反应8～12h；加入浓盐酸调节体系pH至1～2，取有机相干燥，得到单体；
2.2.改性聚多巴胺微球的制备：
取pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液；加入1～2倍体积的单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，调节体系pH至4.0，搅拌反应8～12h；甘氨酸水溶液的浓度为50～100mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为0.8～1.2mM；
加入与体系等体积的pH为3.5～5.5的甘氨酸水溶液搅拌10～20min，加入单体、多巴胺盐酸盐的混合溶液，混合溶液与甘氨酸水溶液的体积相同，调节体系pH至4.0，搅拌反应8～12h；洗涤，干燥；甘氨酸水溶液的浓度为100～150mg/L；单体、多巴胺盐酸盐在混合溶液中的浓度为1.0～1.5mM；
加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌，得到改性聚多巴胺微球；
加入去离子水，加热至75～82℃，调节体系pH至6.5～8.3，搅拌8～12h，干燥，得到改性聚多巴胺微球；
2.3.表层的制备：
取去离子水，加入蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵，超声处理10～15min；加入改性聚多巴胺微球，搅拌15～30min，得到涂料；
喷涂在单纸的表面，干燥，60～68℃热处理8～12h，得到表层。
7.根据权利要求6所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述硼砂、多巴胺盐酸盐、碳酸钠、磷酰氯化壳聚糖的摩尔比为1:1:1:1；
所述混合溶液中单体、多巴胺盐酸盐的摩尔比为(4～5):1。
8.根据权利要求6所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述蜂蜡、十六烷基三甲基溴化铵、改性聚多巴胺微球的质量比为(7～10):(1.5～2.7):(0.5～1.0)。
9.根据权利要求1所述的一种抗撕疏水包装纸的制造方法，其特征在于：所述水稻秸秆纤维的纤维长度为0.5～1.2mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述制造方法制得的一种抗撕疏水包装纸。
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