阅读说明：本技术 一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法 (Preparation method of high-cleanness low-quantitative stainless steel lining paper ) 是由 董金雨 毛学米 骆华英 周晓光 郑慧娟 王义兵 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及造纸技术领域,针对低定量不锈钢衬纸制备麻烦、洁净度不够的问题,本发明提供一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法,包括以下步骤：选用20%-40%的针叶木浆和60%-80%的阔叶木浆作为纸浆液,纸浆液依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛,压力筛处添加阳离子淀粉,除渣器内有多级筛网,筛网孔径逐级变小,接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸,不锈钢衬纸在25克定量以下,抄纸经过单缸纸机托辊,单缸纸机托辊的中高为0.25-0.3 mm。本发明通过原料的选用和设备参数的调节使不锈钢衬纸在低定量的同时仍能保证高洁净度。(The invention relates to the technical field of papermaking, and provides a preparation method of a high-cleanness low-quantification stainless steel lining paper aiming at the problems of troublesome preparation and insufficient cleanliness of the low-quantification stainless steel lining paper, which comprises the following steps: the method comprises the steps of selecting 20-40% of softwood pulp and 60-80% of hardwood pulp as pulp liquid, sequentially passing the pulp liquid through a pressure screen, a three-section desander and a rotor screen, adding cationic starch at the pressure screen, arranging a multi-stage screen in the slag remover, gradually reducing the aperture of the screen, then carrying out paper making, calendaring and paper rolling to obtain stainless steel lining paper, wherein the weight of the stainless steel lining paper is below 25g, the paper is made to pass through a single-cylinder paper machine carrier roller, and the height of the single-cylinder paper machine carrier roller is 0.25-0.3 mm. The invention can ensure high cleanliness of the stainless steel lining paper while ensuring low ration through the selection of raw materials and the adjustment of equipment parameters.)

一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，尤其是涉及一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法。

背景技术

不锈钢衬纸是在冷轧高档不锈钢板卷取过程中为了防止不锈钢板之间的摩擦而***的一种专用纸。在不锈钢钢板生产过程中，因为高速运转的轧机在生产中拉力强度大，产生一定的摩擦力，对不锈钢产品的平滑、折射、亮度产生很大的影响，特别是在卷板后，由于温度、湿度的变化，极易使纸张老化，同时由于衬纸抗张强度和平滑度等主要指标不合要求，在退卷时，经常因会出现衬纸撕裂、破损等现象，造成钢板之间直接接触产生摩擦，影响产品质量。为此，不锈钢钢板厂家对不锈钢衬纸的抗张强度、平滑度、清洁度等指标要求越来越高。

随着工业的不断发展，兼顾到成本的压力，低定量不锈钢衬纸成为趋势，例如中国专利公开号CN206529651U公开了一种耐高温不锈钢衬纸，提供一种结构简单，低定量，经过高温后仍有较高强度的不锈钢衬纸，包括饰面层、耐高温层、粘结层和加强层，所述粘结层覆盖于加强层两面，所述耐高温层覆盖于粘结层上，在加强层和耐高温层表面均匀设置了凸点，使衬纸内部的粘合更稳定。但是该不锈钢衬纸层数多，制备麻烦。另外，低定量化后，对不锈钢衬纸洁净度提出了更高的要求。据此需要一种理想的解决方案。

发明内容

本发明为了克服低定量不锈钢衬纸制备麻烦、洁净度不够的问题，提供一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法，通过原料的选用和设备参数的调节使不锈钢衬纸在低定量的同时仍能保证高洁净度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高洁净低定量不锈钢衬纸的制备方法，包括以下步骤：选用20％-40％的针叶木浆和60％-80％的阔叶木浆作为纸浆液，纸浆液依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加阳离子淀粉，除渣器内有多级筛网，筛网孔径逐级变小，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，不锈钢衬纸在25g定量以下，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25-0.3mm。

针叶木浆强度好，纤维长，杂细胞少，半纤维素含量低，成纸伸缩率小，透明度高，但价格贵，打浆耗电大。而阔叶木浆纤维粗且短，含有较多的杂质，成纸强度相对低，成纸比较疏松，吸收性能强，不透明度高，因此造出来的纸松厚度高，挺度高。通过筛选确定原料配比为20％-40％的针叶木浆和60％-80％的阔叶木浆。在纸浆液中加入适量的阳离子淀粉可以起到增强和助滤的作用。本发明还限定单缸纸机托辊的中高为0.25-0.3mm，托辊的中高对纸的影响是多方面的：最直观的是厚度影响，中高过大，纸页两侧厚、中间薄，中高过小，纸页两侧薄、中间厚；从而使纸的层间结合强度在纵向、横向分布不均，影响纸的强度。本发明通过原料的选用和设备参数的调节使不锈钢衬纸在25g定量以下的同时仍能保持30g以上的松厚度(大于0.033mm)，还使直径小于0.03mm的浆点对板材的伤害降到最低。三段除砂器和旋翼筛除去杂质和粗纤维束，减少纸张小尘埃，提高纸张洁净度，使纸张外观更洁净、细腻，在不锈钢衬纸克重下降的情况下，仍能保证高洁净度。

作为优选，针叶木浆和阔叶木浆为漂白硫酸盐木浆，浆度为45-55° SR，湿重3.5-4.5g。

作为优选，纸浆液采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得。间断型碎浆方式是相对连续型碎浆方式而言的，浆料碎解稳定，对于各参数易于掌握和控制。疏磨混合在疏磨机中进行，疏磨机的转子前端为一圆柱形多齿交错磨盘，磨盘上有锥形的凸出齿，相应的壳体上也有相匹配的锥形凸出齿，纸浆液在凸出齿间的空隙中进行疏磨，能明显减少浆点。浆料处理方法的改善使成浆纤维浆点数降到2个/10克甩干浆。

作为优选，阳离子淀粉的用量为1-5kg/t纸。

作为优选，纸浆液中还加入复合SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒质量为纸浆液质量的5-10％，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌4-6h。气凝胶空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，密度非常小，可以增强不锈钢衬纸低定量和高松厚度的特性。气凝胶可以承受相当于自身质量几千倍的压力，但是柔韧性较差，所以对SiO₂气凝胶进行复合改性，改善其柔韧性。复合SiO₂气凝胶的添加还能增加对阳离子淀粉的吸附，增加纸张的强度。

作为进一步优选，所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：

将坡缕石在240-300℃下煅烧，过300-500目筛得坡缕石粉，坡缕石粉和其质量0.5-0.6倍的过氧化苯甲酰溶于甲苯中，60-80℃下超声反应3-6h，抽滤、干燥，产物添加到乙醇钠溶液中，在60-80℃下超声振荡5-10h，反应液调为酸性，抽滤、干燥，得到羧酸化改性坡缕石粉；

坡缕石具有很大的比表面积和很好的流变性，具有粘性和可塑性，干燥后收缩小。本身可作为填料，但是在本发明中若直接作为填料添加对纸张的定量增加明显。坡缕石在240-300℃煅烧除去片层间的结晶水。对坡缕石进行羧酸化改性，为与SiO₂凝胶的结合提供条件。

将羧酸化改性坡缕石粉和正硅酸乙酯、无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:(8-10)ml:(20-50)ml:(8-10)ml:(1-2)ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到复合湿凝胶；

坡缕石具有二维连续的硅氧四面体片，正硅酸乙酯和羧酸化改性坡缕石粉混合均匀后穿插在坡缕石的片层之间，正硅酸乙酯水解、缩聚得到二氧化硅胶体，二氧化硅胶体填充在坡缕石的片层间，增加了气凝胶的强度，另一方面，坡缕石增加了气凝胶的柔韧性。二氧化硅胶体有含有羟基，会与羧酸化改性坡缕石的羧基反应，使两者结合更牢固，防止错位。

(3)复合湿凝胶用无水乙醇浸泡老化20-28h，过滤后滤渣在30-50℃下干燥，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

作为更进一步优选，步骤(3)中干燥后浸入体积比为1:4的三甲基氯硅烷和正己烷的混合液中，取出凝胶自然干燥，50-70℃烘干，得到复合气凝胶，再研磨。利用三甲基氯硅烷和正己烷对凝胶进行表面修饰，将凝胶的一部分羟基转化为疏水性基团，使凝胶骨架具有憎水性，减小毛细管附加压力，进而减少干燥过程中的开裂程度。

作为优选，复合SiO₂气凝胶颗粒经过下述改性处理：

1)将复合SiO₂气凝胶颗粒分散在乙二醇中，按质量比为(6-20):1的比例加入烷基苯磺酸钠，超声分散0.5-1h；

2)将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二醇在氮气氛围下，70-100℃反应2-8h，生成异氰酸酯基NCO封端的预聚物，加入1-3重量份的明胶，搅拌0.5-1h；

3)混合前两步的产物，加入10-15重量份的阳离子淀粉和1-5重量份的过硫酸盐进行搅拌，50-70℃下反应20-60min，离心过滤、干燥，得到改性复合SiO₂气凝胶颗粒。

为了进一步增强了复合SiO₂气凝胶颗粒的柔韧性，先利用烷基苯磺酸钠对复合SiO₂气凝胶颗粒进行表面处理，使其具有电负性，然后在过硫酸盐的引发下将预聚物和阳离子淀粉在复合SiO₂气凝胶颗粒表面聚合，复合SiO₂气凝胶颗粒表面被一层均匀的柔性聚合体包覆。

因此，本发明具有如下有益效果：(1)通过原料的选用和设备参数的调节使不锈钢衬纸在25g定量以下的同时仍能保持30g以上的松厚度，还使直径小于0.03mm的浆点对板材的伤害降到最低；(2)三段除砂器和旋翼筛除去杂质和粗纤维束，减少纸张小尘埃，提高纸张洁净度；(3)气凝胶可以增强不锈钢衬纸低定量和高松厚度的特性，但是其柔韧性较差，所以对SiO₂气凝胶进行复合改性，改善其柔韧性。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

选用20％的针叶木浆和80％的阔叶木浆作为纸浆液，采用连续型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为45° SR，湿重4g，疏磨混合在疏磨机中进行，疏磨机的转子前端为一圆柱形多齿交错磨盘，磨盘上有锥形的凸出齿，相应的壳体上也有相匹配的锥形凸出齿，纸浆液在凸出齿间的空隙中进行疏磨，能明显减少浆点。1％浓度的纸浆液依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加1kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过杨克式单缸纸机，轴颈400mm、1:12锥，车速250米/分钟，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

实施例2

选用40％的针叶木浆和60％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为55° SR，湿重3.5g，纸浆液中加入其质量5％的复合SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌4h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加1-5kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.3mm。

所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：(1)将坡缕石在240℃下煅烧，过300目筛得坡缕石粉，坡缕石粉和其质量0.5倍的过氧化苯甲酰溶于甲苯中，60℃下超声反应6h，抽滤、干燥，产物添加到乙醇钠溶液中，在80℃下超声振荡5h，反应液用醋酸调pH为3，抽滤、干燥，得到羧酸化改性坡缕石粉；

(2)将羧酸化改性坡缕石粉和正硅酸乙酯、无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:8ml:50ml:8ml:1ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到复合湿凝胶；

(3)复合湿凝胶用无水乙醇浸泡老化28h，过滤后滤渣在40℃下干燥，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

实施例3

选用50％的针叶木浆和50％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为50° SR，湿重4.5g，纸浆液中加入其质量10％的改性复合SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌6h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加3kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：(1)将坡缕石在300℃下煅烧，过400目筛得坡缕石粉，坡缕石粉和其质量0.6倍的过氧化苯甲酰溶于甲苯中，70℃下超声反应4h，抽滤、干燥，产物添加到乙醇钠溶液中，在60℃下超声振荡10h，反应液调为酸性，抽滤、干燥，得到羧酸化改性坡缕石粉；

(2)将羧酸化改性坡缕石粉和正硅酸乙酯、无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:10ml:20ml:8ml:2ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到复合湿凝胶；

(3)复合湿凝胶用无水乙醇浸泡老化20h，过滤后滤渣在30℃下干燥，浸入体积比为1:4的三甲基氯硅烷和正己烷的混合液中，取出凝胶自然干燥，50℃烘干，得到复合气凝胶，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

复合SiO₂气凝胶颗粒经过下述改性处理：

1)将复合SiO₂气凝胶颗粒分散在乙二醇中，按质量比为6:1的比例加入烷基苯磺酸钠，超声分散0.5h；

2)将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二醇按摩尔比1:1.3在氮气氛围下，100℃反应2h，生成异氰酸酯基NCO封端的预聚物，加入3重量份的明胶，搅拌1h；

3)将前两步的产物混合液按质量比1:0.6混合，加入15重量份的阳离子淀粉和1重量份的过硫酸盐进行搅拌，70℃下反应20min，离心过滤、干燥，得到改性复合SiO₂气凝胶颗粒。

实施例4

选用50％的针叶木浆和50％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为50° SR，湿重4.5g，纸浆液中加入其质量10％的改性复合SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌6h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加3kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：(1)将坡缕石在280℃下煅烧，过500目筛得坡缕石粉，坡缕石粉和其质量0.5倍的过氧化苯甲酰溶于甲苯中，80℃下超声反应3h，抽滤、干燥，产物添加到乙醇钠溶液中，在70℃下超声振荡7h，反应液调为酸性，抽滤、干燥，得到羧酸化改性坡缕石粉；

(2)将羧酸化改性坡缕石粉和正硅酸乙酯、无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:9ml:30ml:9ml:1.5ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到复合湿凝胶；

(3)复合湿凝胶用无水乙醇浸泡老化25h，过滤后滤渣在50℃下干燥，浸入体积比为1:4的三甲基氯硅烷和正己烷的混合液中，取出凝胶自然干燥，70℃烘干，得到复合气凝胶，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

复合SiO₂气凝胶颗粒经过下述改性处理：

1)将复合SiO₂气凝胶颗粒分散在乙二醇中，按质量比为20:1的比例加入烷基苯磺酸钠，超声分散0.8h；

2)将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二醇在氮气氛围下，70℃反应8h，生成异氰酸酯基NCO封端的预聚物，加入1重量份的明胶，搅拌0.5h；

3)混合前两步的产物，加入12重量份的阳离子淀粉和3重量份的过硫酸盐进行搅拌，50℃下反应60min，离心过滤、干燥，得到改性复合SiO₂气凝胶颗粒。

实施例5

选用50％的针叶木浆和50％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为50° SR，湿重4.5g，纸浆液中加入其质量10％的改性复合SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌6h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加3kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：(1)将坡缕石在280℃下煅烧，过500目筛得坡缕石粉，坡缕石粉和其质量0.5倍的过氧化苯甲酰溶于甲苯中，80℃下超声反应3h，抽滤、干燥，产物添加到乙醇钠溶液中，在70℃下超声振荡7h，反应液调为酸性，抽滤、干燥，得到羧酸化改性坡缕石粉；

(2)将羧酸化改性坡缕石粉和正硅酸乙酯、无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:9ml:30ml:9ml:1.5ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到复合湿凝胶；

(3)复合湿凝胶用无水乙醇浸泡老化25h，过滤后滤渣在50℃下干燥，浸入体积比为1:4的三甲基氯硅烷和正己烷的混合液中，取出凝胶自然干燥，70℃烘干，得到复合气凝胶，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

复合SiO₂气凝胶颗粒经过下述改性处理：

1)将复合SiO₂气凝胶颗粒分散在乙二醇中，按质量比为10:1的比例加入烷基苯磺酸钠，超声分散1h；

2)将二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二醇在氮气氛围下，80℃反应6h，生成异氰酸酯基NCO封端的预聚物，加入2重量份的明胶，搅拌0.8h；

3)混合前两步的产物，加入10重量份的阳离子淀粉和5重量份的过硫酸盐进行搅拌，60℃下反应40min，离心过滤、干燥，得到改性复合SiO₂气凝胶颗粒。

对比例1

选用50％的针叶木浆和50％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为50° SR，湿重4.5g，坡缕石在280℃下煅烧，过500目筛得坡缕石粉，纸浆液中加入其质量10％的坡缕石粉，充分搅拌6h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加3kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

对比例2

选用50％的针叶木浆和50％的阔叶木浆作为纸浆液，采用间断型充分润涨的碎浆方式配合疏磨混合的磨浆方式制得浆度为50° SR，湿重4.5g，纸浆液中加入其质量10％的SiO₂气凝胶颗粒，复合SiO₂气凝胶颗粒超声分散在乙二醇中，与纸浆液充分搅拌6h。然后依次经过压力筛、三段除砂器和旋翼筛，压力筛处添加3kg/t纸的阳离子淀粉，接着经过抄纸、压光、卷纸步骤得到不锈钢衬纸，抄纸经过单缸纸机托辊，单缸纸机托辊的中高为0.25mm。

所述复合SiO₂气凝胶颗粒的制备方法如下：(1)将正硅酸乙酯和无水乙醇混合均匀后加入去离子水和氟化氢，m_{羧酸化改性坡缕石粉}:V_{正硅酸乙酯}:V_无水乙醇:V_去离子水:V_氟化氢＝1g:9ml:30ml:9ml:1.5ml，搅拌溶液至浓稠，静置，得到湿凝胶；

(2)湿凝胶用无水乙醇浸泡老化25h，过滤后滤渣在50℃下干燥，浸入体积比为1:4的三甲基氯硅烷和正己烷的混合液中，取出凝胶自然干燥，70℃烘干，得到复合气凝胶，研磨，得复合SiO₂气凝胶颗粒。

上述各个实施例的测试数据如下：

分析上表，从成浆纤维浆点数可以看出，实施例1再用连续型的碎浆方式比其他采用间断型的碎浆方式成浆纤维浆点数多。比较实施1-2和对比例2，可以看出加入气凝胶后对降低定量很有帮助，但是对比例2只加入气凝胶，耐折度下降严重，所以需要加入坡缕石改善。对比例1只加坡缕石不加气凝胶，定量达不到要求。可见气凝胶和坡缕石的复合时有必要的。实施例3-5和实施例2相比对复合SiO₂气凝胶进行了包覆，对定量影响不大，但是提高了耐折度。从厚度和定量来看，本发明实现了在定量低于25g/m²的情况下厚度保持在0.033mm以上的目标。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。