CN117286740A - 一种无溶剂纸张离型剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无溶剂纸张离型剂，属于离型剂制备技术领域，所述离型剂包括如下原料：乙烯基硅油、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅氧烷、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷、聚脲、稳定剂和催化剂。本发明加入了羟基聚二甲基硅氧烷、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氟硅油，有效降低了离型剂的剥离力，将离型剂用在纸张上，能使得纸张的粘附性极大减少；加入了聚脲，使制得的离型剂能有效抵御水分向纸张表面的渗透和粘着；加入了柠檬酸和冰醋酸，并以其作为稳定剂，协效增加了制得离型剂的稳定时间。
Description
技术领域
本发明属于离型剂制备技术领域，具体地，涉及一种无溶剂纸张离型剂。
背景技术
纸张离型剂是一种应用于纸张制造过程中的化学添加剂，也是一种能够减少或消除物体之间粘附或黏连现象的化学物质，在纸张制造的过程中，纸浆在经过脱水、压榨、干燥等工序后，容易出现粘连和不易分离的问题。这些问题可能导致纸张撕裂、质量下降以及生产效率低下，因此，为了解决这些问题，研究和应用纸张离型剂显得愈发必要。现市面上售卖的纸张离型剂虽具有剥离力，但大多剥离力高，难以满足纸张行业所需，且现有的离型剂制备出来后需立刻使用，能存放的稳定时间短、稳定性能弱，导致纸张离型剂综合性能差。由此可见，丞需提供一种低剥离力、稳定时间长的纸张离型剂以满足行业所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无溶剂纸张离型剂，加入了羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氟硅油，有效降低了离型剂的剥离力，将离型剂用在纸张上，能使得纸张的粘附性极大减少；加入了聚脲，使制得的离型剂能有效抵御水分向纸张表面的渗透和粘着；加入了柠檬酸和冰醋酸，并以其作为稳定剂，协效增加了制得离型剂的稳定时间，解决了现有技术中存在的离型剂剥离力高、稳定时间短的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
作为本发明的一种优选方案，所述稳定剂为柠檬酸和冰醋酸组成的稳定剂。
作为本发明的一种优选方案，所述柠檬酸为0.5-1重量份。
作为本发明的一种优选方案，所述冰醋酸为0.3-0.6重量份。
作为本发明的一种优选方案，所述催化剂为二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂。
作为本发明的一种优选方案，所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温混合并搅拌，搅拌完成后加入稳定剂再搅拌，得到无溶剂纸张离型剂。
作为本发明的一种优选方案，所述控温的温度为28-35℃。
作为本发明的一种优选方案，所述搅拌的时间为10-15min。
作为本发明的一种优选方案，所述再搅拌的时间为15-25min。
本发明的有益效果：
(1)本发明加入了羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氟硅油，有效降低了离型剂的剥离力，将离型剂用在纸张上，能使得纸张的粘附性极大减少。这是因为，乙烯基氟硅油中含有间距短、键能大、极化率低的碳氟键，且氟原子电负性较大、原子半径较小，能够很好地将体系中的主骨架包裹起来，发挥出色的屏蔽作用，降低体系的表面自由能，在此基础上加以羟基聚二甲基硅氧烷，羟基聚二甲基硅氧烷中含有的硅氧链与乙烯基氟硅油形成一层致密的、低表面自由能的硅基层，进一步降低了离型剂的表面自由能进而降低剥离力，同时，体系中的3-氨基丙基三甲氧基硅烷自带氨基基团，可以与纸张表面的活性基团发生化学反应，并形成有机硅键，从而增强离型剂与纸张的结合力，进一步巩固了离型剂对纸张的不粘附性。
(2)本发明在离型剂的制备过程中加入了聚脲，聚脲可与纸张上的纤维结构结合，形成一层牢固、紧密的保护层，同时，聚脲中含有大量的饱和键，其主链具有较好的稳定性和耐化学性，不容易被水分子破坏，因此，能有效抵御水分向纸张表面的渗透和粘着。
(3)本发明在离型剂的制备过程中加入柠檬酸和冰醋酸，并以其作为稳定剂，协效增加了制得离型剂的稳定时间。这是因为，柠檬酸具有较好的抗氧化性质，可以抑制氧气与离型剂发生氧化反应，避免因氧化而降低纸张离型剂的稳定性，而冰醋酸能维持体系稳定的酸碱平衡，有助于保持纸张离型剂的化学性质，因此，二者协效增加了制得离型剂的稳定时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例、对比例所采用的乙烯基氟硅油购于武汉克米克生物医药技术有限公司，后续不再进行赘述。
实施例1
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温28℃混合并搅拌15min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌20min，得到无溶剂纸张离型剂。
实施例2
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温35℃混合并搅拌13min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌15min，得到无溶剂纸张离型剂。
实施例3
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温31℃混合并搅拌10min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌25min，得到无溶剂纸张离型剂。
对比例1
与实施例3相比，区别在于，对比例1中不添加羟基聚二甲基硅氧烷，其余操作步骤和参数均不变，具体如下：
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温31℃混合并搅拌10min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌25min，得到无溶剂纸张离型剂。
对比例2
与实施例3相比，区别在于，对比例2中不添加3-氨基丙基三甲氧基硅烷，其余操作步骤和参数均不变，具体如下：
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷和聚脲控温31℃混合并搅拌10min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌25min，得到无溶剂纸张离型剂。
对比例3
与实施例3相比，区别在于，对比例3中不添加乙烯基氟硅油，其余操作步骤和参数均不变，具体如下：
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温31℃混合并搅拌10min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌25min，得到无溶剂纸张离型剂。
对比例4
与实施例3相比，区别在于，对比例4中不添加聚脲，其余操作步骤和参数均不变，具体如下：
一种无溶剂纸张离型剂，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将上述重量份乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷控温31℃混合并搅拌10min，搅拌完成后加入上述重量份柠檬酸和冰醋酸再搅拌25min，得到无溶剂纸张离型剂。
对比例5-6
与实施例6相比，区别在于，对比例5-6中柠檬酸和冰醋酸重量份如表1所示，其余操作步骤和参数均不变。
表1
| 柠檬酸(重量份) | 冰醋酸(重量份) | |
| 对比例5 | 1.3 | 0 |
| 对比例6 | 0 | 1.3 |
测试例1
将实施例1-3和对比例1-3制得的离型剂在制备好后立即上机使用，用涂布器均匀地涂布在格拉辛纸上，其中，涂布量为2.0g/m2，涂布完成后放入烘箱，在100℃温度下固化反应45s，得到涂布离型剂的纸产品；依据行业标准采用拉力机在180°角度下，以300mm/min的剥离速度下测试上述产品得到的力值，g/25mm，每种产品测量5次，取平均值，其结果如表2所示。
表2
| 常温剥离力g/25mm | 老化剥离力g/25mm | |
| 实施例1 | 8.0 | 8.4 |
| 实施例2 | 7.8 | 8.3 |
| 实施例3 | 7.7 | 8.1 |
| 对比例1 | 9.4 | 10.1 |
| 对比例2 | 8.9 | 9.5 |
| 对比例3 | 11.8 | 12.5 |
由表2可以看出，本发明加入了羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氟硅油，有效降低了离型剂的剥离力。详细地，是因为，加入的乙烯基氟硅油中含有间距短、键能大、极化率低的碳氟键，且氟原子电负性较大、原子半径较小，能够很好地将体系中的主骨架包裹起来，发挥出色的屏蔽作用，降低体系的表面自由能，在此基础上加以羟基聚二甲基硅氧烷，羟基聚二甲基硅氧烷中含有的硅氧链与乙烯基氟硅油形成一层致密的、低表面自由能的硅基层，进一步降低了离型剂的表面自由能进而降低剥离力，同时，体系中的3-氨基丙基三甲氧基硅烷自带氨基基团，可以与纸张表面的活性基团发生化学反应，并形成有机硅键，从而增强离型剂与纸张的结合力，进一步巩固了离型剂对纸张的不粘附性。
测试例2
将实施例1-3和对比例4制得的离型剂在制备好后立即上机使用，用涂布器均匀地涂布在格拉辛纸上，其中，涂布量为2.0g/m2，涂布完成后放入烘箱，在100℃温度下固化反应45s，得到涂布离型剂的纸产品并放置3天，3天后采用相同出水量的喷头对上述纸产品进行3次自来水喷洒，观察自来水渗透纸张情况，其结果如表3所示。
表3
| 渗透情况 | |
| 实施例1 | 纸张几乎不渗透自来水 |
| 实施例2 | 纸张几乎不渗透自来水 |
| 实施例3 | 纸张几乎不渗透自来水 |
| 对比例4 | 纸张略微渗透自来水 |
由表3可以看出，本发明制得的离型剂具有有效抵御水分向纸张表面的渗透的能力。这是因为，聚脲可与纸张上的纤维结构结合，形成一层牢固、紧密的保护层，同时，聚脲中含有大量的饱和键，其主链具有较好的稳定性和耐化学性，不容易被水分子破坏，因此，能有效抵御水分向纸张表面的渗透和粘着。
测试例3
将实施例1-3和对比例5-6制得的离型剂于23℃下静置，观察其出现分层、变色的时间，其结果如表4所示。
表4
| 出现分层或变色的时间 | |
| 实施例1 | 27h时出现略微分层，且离型剂颜色变深 |
| 实施例2 | 27h时出现略微分层，且离型剂颜色变深 |
| 实施例3 | 27h时出现略微分层，且离型剂颜色变深 |
| 对比例5 | 22h时出现略微分层，且离型剂颜色变深 |
| 对比例6 | 19h时出现略微分层，且离型剂颜色变深 |
由表4可以看出，本发明在离型剂的制备过程中加入柠檬酸和冰醋酸，并以其作为稳定剂，协效增加了制得离型剂的稳定时间。这是因为，柠檬酸具有较好的抗氧化性质，可以抑制氧气与离型剂发生氧化反应，避免因氧化而降低纸张离型剂的稳定性，而冰醋酸能维持体系稳定的酸碱平衡，有助于保持纸张离型剂的化学性质，因此，二者协效增加了制得离型剂的稳定时间。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述无溶剂纸张离型剂包括如下重量份原料：
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述稳定剂为柠檬酸和冰醋酸组成的稳定剂。
3.根据权利要求2所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述柠檬酸为0.5-1重量份。
4.根据权利要求2所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述冰醋酸为0.3-0.6重量份。
5.根据权利要求1所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述催化剂为二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂。
6.根据权利要求1所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述无溶剂纸张离型剂的制备方法包括如下步骤：
将乙烯基硅油、二(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)铂、含氢硅油、乙烯基氟硅油、羟基聚二甲基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷和聚脲控温混合并搅拌，搅拌完成后加入稳定剂再搅拌，得到无溶剂纸张离型剂。
7.根据权利要求6所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述控温的温度为28-35℃。
8.根据权利要求6所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述搅拌的时间为10-15min。
9.根据权利要求6所述的一种无溶剂纸张离型剂，其特征在于，所述再搅拌的时间为15-25min。
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