阅读说明：本技术 一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法 (Fluorocarbon-free biodegradable oil-proof paper and preparation method thereof ) 是由 童树华 华飞果 张宇 童力 孟育 倪永浩 何志斌 于 2020-03-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法,该方法是在纤维素基纸上先预涂一层变性淀粉类的增强预涂层,经干燥处理后再进行纳米纤维素/聚乙烯醇配合的防油层涂布。采用本发明,通过纳米纤维素与增强预涂层中的阳离子化合物的相互作用,减少了主要成分为PVA的抗油层涂布过程中的聚乙烯醇渗透问题,并且在涂料中起到对PVA抗油脂的增强作用,以大幅度提高抗油层抗油脂渗透的效果；由于不含任何氟碳化合物添加剂,并且对环境友好,对人体无毒害作用,可用作各种目的的防油纸。(The invention relates to fluorocarbon-free biodegradable oil-proof paper and a preparation method thereof. By adopting the invention, the problem of polyvinyl alcohol permeation in the coating process of the oil-resistant layer with PVA as the main component is reduced through the interaction of the nano-cellulose and the cationic compound in the reinforced precoat layer, and the oil-resistant coating plays a role in reinforcing the grease resistance of the PVA in the coating so as to greatly improve the effect of the oil-resistant layer on grease resistance; the oil-proof paper does not contain any fluorocarbon additive, is environment-friendly and has no toxic or harmful effect on human bodies, and can be used as oil-proof paper for various purposes.)

一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，特别是涉及以纤维素基纸为对象的表面处理工艺及其用途。

背景技术

一般而言，纤维素基纸是一种主要由纤维素和其他少量化合物组成的纸，它是一种表面有孔而毫无抗油性能的材料。工业上，涂布抗油纸是使用防油涂料经涂布的方法对基纸进行表面改性后的产品，通常情况下，涂布纸的抗油层的抗油性能主要由含氟化合物或者胶乳或者石蜡提供，但它们要么对人体、环境有毒有害，要么生产出的抗油纸回收性能、生物降解性能很差。近年来，世界各国都提高了对一次性塑料制品环保问题的重视，并且已经把禁塑令提上了议程，该发明可以一定程度的替代塑料制品。

为了让无抗油脂性能的基纸获得抗油性能，在基纸表面施加以抗油脂组分是必要的。具体而言，迄今为止已报道有如下的处理方法。

专利文献1（美国专利US5,674,961）和专利文献2（美国专利US5,330,622）中提出了如下表面改性方法，通过浸润或者涂布的方法，把氟碳化合物附着在基纸的表面，使基纸获得抗油脂性能。尽管氟碳化合物纸张改性方法已经非常成熟且有效，但是氟碳化合物对人体和环境有害，而且会随着食物链转移、堆积。部分发达国家，例如加拿大卫生部，美国环境保护署，德国联邦风险评估研究所，已经把氟碳化合物认定为对有潜在危害的化合物。因此，发展一种非氟碳基的抗油脂纸张涂布改性工艺是非常必要的。

专利文献3（美国专利US4418119A）中提出了如下的涂布工艺，其涂料有效成分主要由聚乙烯醇和硅脂组成，使用涂布技术，利用该二组分提供的抗油脂性能去提高基纸的抗油脂效果。但是，该方法在处理混合硅脂组分的时候需要利用到易气化的有机溶剂，例如庚烷或者甲苯，这对于生产环境的空气净化要求非常高，并且有生产安全问题。

专利文献4（中国专利CN103669105A）中提出了如下的涂布工艺，先在基纸上涂以淀粉、塑化剂、成膜助剂、含氟化合物组成的涂料，然后再经烘干，得到成纸。含氟化合物为全氟聚醚磷酸酯、含氟丙烯酸酯，涂料固含量在5%到15%。但是，该涂布工艺虽然未使用氟碳化合物，但还是使用了含氟化合物，会有潜在危害，同时由于使用了塑化剂和一些其他助剂，也会有一些其它的潜在危害。

专利文献5（中国专利CN110258184A）提出了如下的涂布工艺，在基纸上涂以改性淀粉和壳聚糖等成分后干燥得到食品级防油纸。但是由于壳聚糖成本过高，适用场景有局限性，并且该方法的极限抗油脂性能有限。

另外，在传统的聚乙烯醇溶液涂布工艺中，聚乙烯醇水溶液可以经干燥而形成一层光滑致密的薄膜，当其覆盖在基纸顶层上时，有良好的抗油脂的作用，但由于纸拥有良好的亲水性，聚乙烯醇溶液可以经基纸表面的孔洞渗透入纸内部，进而基纸表层的聚乙烯醇无法形成一个致密而厚实的抗油脂膜，所以传统方式的PVA涂布工艺无法提供优异的抗油脂性能。

如上所述，现有的涂布防油纸均存在一些问题。随着人民生活水平的日益提高，人们希望使用绿色环保、可生物降解且高抗油脂性能的防油纸，不仅在食品包装上，而且在工业应用上，比如砂纸原纸。因此，使用含氟化合物和挥发性有机溶剂的原涂布工艺需要被绿色环保的高性能新型涂布防油纸工艺所替代。

发明内容

本发明的目的是针对目前防油纸存在的不绿色环保、回收性能差以及难生物降解的技术问题，提供一种简单的表面改性工艺，在涂布工艺中避免使用氟碳化合物、硅脂及挥发性有机化合物的同时，以提升食品包装基纸或者超细砂纸原纸基纸的抗油脂能力，在不损失与其他高分子化合物（如聚氨酯）的结合能力的情况下，且不损失基纸重新回收制浆能力的一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，其特征在于:在纤维素基纸上先预涂布一层变性淀粉类增强预涂涂料得到增强预涂层，再进行纳米纤维素/聚乙烯醇配合的防油涂料涂布得到防油层。

所述的一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，其特征在于所述的增强预涂涂料的制备方法为：将阳离子淀粉或其它阳离子高分子化合物按质量比1～10:90～99加入去离子水，放入磁子，放置于70～90摄氏度磁力加热搅拌器上溶解，直至得到均一溶液、胶液或分散液。

所述的一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，其特征在于所述的防油涂料的制备具体步骤如下：(1)取聚乙烯醇按质量比5～20:80～95加入去离子水，在80～100摄氏度搅拌，直至得到均一的溶液;(2)等待聚乙烯醇溶液冷却至室温;(3)冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为20～100:1的比例加入纳米纤维素后，在冰水冷却条件下，超声至均一。所述的聚乙烯醇可以是任何一种聚乙烯醇或者两种、多种聚乙烯醇的混合物，聚乙烯醇的水解度和分子量可以根据产品生产的要求进行变更；所述的纳米纤维素可以是任何一种纳米纤维素，包括但不限于纤维素纳米晶（CNC）、纤维素纳米纤丝（CNF）和TEMPO氧化的纤维素纳米纤丝。

所述的一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，其特征在于纤维素基纸可以是任意一种纤维素基纸材料，包括并不限于复印纸、滤纸、牛皮纸、纸板和铜版纸，纤维来源可以是原生也可以是再生。

所述的一种不含氟碳化合物且可生物降解的防油纸及其制备方法，其特征在于其制备的具体步骤如下：（1）增强预涂层的涂布：使用多功能涂布机，涂配置好的增强预涂涂料（即阳离子淀粉溶液）于纤维素基纸上后干燥（包括但不限于加热板干燥，烘缸干燥，热风干燥和自然干燥）；（2）防油层的涂布：使用多功能涂布机，涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，干燥（包括但不限于加热板干燥，烘缸干燥，热风干燥和自然干燥）后在103～107度的加热板上或者烘缸中进行热处理，也可直接进行热处理，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张；其中的增强预涂层的涂布的定量为0.1g/m²到10g/m²，防油层的涂布的定量为0.2g/m²到20g/m²。

本发明与其它方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明所得防油纸可以通过TAPPI T559 防油脂测试中最高的等级12，具有优异的抗油脂性能，而相同量的聚乙烯醇涂布纸，根据基纸的不同，只能通过等级4到7的TAPPIT559防油脂测试。

（2）本发明加入纳米纤维素与阳离子淀粉的电荷作用效应。通过静电作用，带正点的淀粉会和带负电的纳米纤维素作用，大幅度阻止或者延缓了纳米纤维素/聚乙烯醇溶液的渗透效应，使聚乙烯醇在基纸顶部形成更加致密且厚实的抗油层，以达到更强的抗油脂效果。

（3）本发明加入纳米纤维素和聚乙烯醇的混合，通过氢键结合，聚乙烯醇/纳米纤维素混合溶液的粘度增强，使涂料更不容易渗透进纸内部，进而随着干燥，聚乙烯醇会在基纸表面生成更好的抗油脂层。

（4）本发明加入纳米纤维素和聚乙烯醇的混合，通过氢键结合，聚乙烯醇/纳米纤维素混合溶液的剪切变稀效应变强。在涂布时，溶液粘度随着涂布刀（棒）的剪切力的变大，溶液粘度变小，更易于涂布。

（5）本发明所用所有原料，均可在自然中天然逐渐完全降解为二氧化碳和水，无微塑料产生。

（6）本发明所用所有原料，均无毒害作用，所得防油纸不仅可以用于工业应用，如砂纸原纸，也可应用于食品包装领域。

（7）本发明涂布过程简单，易于操作，对于涂布特种纸企业，无需多余采购其他设备即可生产，也无需使用易挥发的有机溶剂，以保证绿色生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对传统工艺与本发明作进一步详细说明和对比，包括但不仅限于实施例。

一、以下实施例一至三是说明传统聚乙烯醇涂布工艺下的防油纸抗油脂等级。

（一）实施例一。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。

2、基纸备用：克重为90g/m²，密度为0.763g/cm³，Gurley透气度为18.6 s/100ml的复印纸。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张，其中的涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为7。

（二）实施例二。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，于95摄氏度下搅拌，直至得到均一的 10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。

2、基纸备用：克重为50g/m²，密度为0.722g/cm³，Gurley透气度为36.5 s/100ml的未漂包装牛皮纸。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张，其中的涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为7。

（三）实施例三。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。

2、基纸备用：克重为170g/m2，密度为0.656g/cm3，Gurley透气度为20.5 s/100ml的废纸浆纸板。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张，其中的涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为4。

（四）结论一。

基于实施例一至三，我们可以得出，传统的基于聚乙烯醇的纸表面涂布工艺不能给予纸产品足够高的抗油脂性能。

二、以下实施例四至六是说明在本发明的纳米纤维素/聚乙烯醇涂料与工艺下的防油纸抗油脂等级。

（一）实施例四。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。其中所述涂料固含量与上述实施例一中的涂料相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为90g/m²，密度为0.763g/cm³，Gurley透气度为18.6 s/100ml的复印纸。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料后，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述的总涂布量为2.4g/m²，增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为12，

为该测试标准最高的抗油脂等级。同时，仅经预涂处理的基纸抗油脂等级为0。

（二）实施例五。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。其中所述涂料固含量与上述实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为50g/m2，密度为0.722g/cm3，Gurley透气度为36.5 s/100ml的未漂包装牛皮纸。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为12，

为该测试标准最高的抗油脂等级。同时，仅经预涂处理的基纸抗油脂等级为0。

（三）实施例六。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至提到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。其中所述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为170g/m²，密度为0.656g/cm³，Gurley透气度为20.5 s/100ml的废纸浆纸板。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料后，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为10。同时，仅经预涂处理的基纸抗油脂等级为0。

（四）结论二。

通过比较实施例一、二、三与实施例四、五、六，在相似的总涂布量的情况下，在相同的抗油层涂布量的情况下，基于TAPPI T559标准的抗油脂等级大幅度提升，甚至牛皮纸与复印纸为基纸的防油纸的抗油脂的抗油脂等级已经达到了该标准的最高标准。实施例四至六说明了本发明中纳米纤维素和阳离子淀粉电荷作用的重要性，抗油脂能力提升主要来源于此。

三、以下实施例七至九是说明在本发明改进后的纳米纤维素/聚乙烯醇涂料与工艺下，在没有添加纳米纤维素的情况下的防油纸抗油脂等级。

（一）实施例七。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，放置于95摄氏度的烘箱内，每半小时彻底搅拌一次，直至搅拌均一，得到10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。其中所述涂料固含量与上述实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为90g/m²，密度为0.763g/cm³，Gurley透气度为18.6 s/100ml的复印纸。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为8，略高于实施例一，但远低于实施例四。

（二）实施例八

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。上述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为50g/m2，密度为0.722g/cm3，Gurley透气度为36.5 s/100ml的未漂包装牛皮纸。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为7，与实施例二相同，但远低于实施例五。

（三）实施例九

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比10:90加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的10%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温。上述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为170g/m²，密度为0.656g/cm³，Gurley透气度为20.5 s/100ml的废纸浆纸板。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为7，比实施例三高，但远低于实施例六。

四、结论三。

通过实施例七至九，在不添加纳米纤维素的情况下实施本发明，在相似的总涂布量的情况下，在相同的防油层涂布量的情况下，基于TAPPI T559标准的抗油脂等级有了明显下降，说明了纳米纤维素在本发明的涂布工艺中的重要性。

五、以下实施例十至十二是说明在本发明的纳米纤维素/聚乙烯醇涂料与工艺下，在没有阳离子淀粉预涂的情况下的防油纸抗油脂等级。

（一）实施例十。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。上述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、基纸备用：克重为90g/m²，密度为0.763g/cm³，Gurley透气度为18.6 s/100ml的复印纸。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为8，高于实施例一，但低于实施例四。

（二）实施例十一。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。上述涂料固含量与上述实施例一中涂料的相同。

2、基纸备用：克重为50g/m2，密度为0.722g/cm3，Gurley透气度为36.5 s/100ml的未漂包装牛皮纸。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为8，略高于实施例二，但大幅度低于实施例五。

（三）实施例十二。

1、防油涂料的制备：（1）取87%～89%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。上述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、基纸备用：克重为170g/m2，密度为0.656g/cm3，Gurley透气度为20.5 s/100ml的废纸浆纸板。

3、涂布工艺：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述涂布量为2g/m²。

4、测试：本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为8，高于实施例三，但大幅度低于实施例六。

六、结论四。

通过实施例十至十二说明不进行预涂处理的情况下，在相似的总涂布量的情况下，在相同的抗油层涂布量的情况下，基于TAPPI T559标准的抗油脂等级有了明显下降，说明了抗油脂能力提升主要来源于电荷相互作用，说明阳离子淀粉在本发明的涂布工艺体系中的重要性。

下述实例13使用了不同种类的聚乙烯醇进行涂布，以证明聚乙烯醇的种类对抗油脂性能无影响。

七、以下实施例十三是说明在本发明的纳米纤维素/聚乙烯醇涂料与工艺下，基纸为复印纸的防油纸抗油脂等级不受改变聚乙烯醇种类的影响。

（一）实施例十三。

1、防油涂料的制备：（1）取98%～99%水解度、分子量在8万5到12万4的聚乙烯醇按质量比19:81加入去离子水，在95摄氏度搅拌，直至得到均一的19%的聚乙烯醇溶液；（2）等待聚乙烯醇溶液冷却至室温；（3）冷却后，按照聚乙烯醇与纳米纤维素固含量比为19～1的比例加入纳米纤维素（TEMPO法氧化的纤维素纳米纤丝，TEMPO～CNF，美国缅因大学提供）后，在冰水冷却条件下，使用Q1375（Qsonica）超声破碎仪超声至均一。上述涂料固含量与实施例一中涂料的相同。

2、增强预涂涂料的制备：（1）取阳离子淀粉（HI CAT 5283A）按质量比2:98加入去离子水，放入磁子，放置于80摄氏度磁力加热搅拌器上溶解30分钟，直至均一；（2）等待阳离子淀粉溶液冷却至室温。

3、基纸备用：克重为90g/m²，密度为0.763g/cm³，Gurley透气度为18.6 s/100ml的复印纸。

4、涂布工艺：（1）增强预涂层的涂布：用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的阳离子淀粉增强预涂涂料，自然风干；（2）防油层的涂布：使用K303多功能涂布机，以3m/min的速度用JS10刮棒涂配置好的纳米纤维素/聚乙烯醇防油涂料，自然风干，然后在105度的加热板上进行热处理5分钟，最后转移至标准测试环境中静置12～24小时，使涂布纸各组分间氢键重建并平整纸张。上述总涂布量为2.4g/m²，其中增强预涂层0.4g/m²，防油层2 g/m²。

5、测试:本例所得防油纸能通过抗油脂测试TAPPI T559 的最高等级为12，

为该测试标准最高的抗油脂等级,而仅经预涂处理的基纸的抗油脂等级为0。

八、结论五。

通过对比实施例四至六与实施例七至十二，证明了带负电的纳米纤维素与带正电的阳离子淀粉的电荷作用在本发明涂布工艺体系中的重要性。纳米纤维素/聚乙烯醇涂料在阳离子淀粉增强层上方因为纳米纤维素和阳离子淀粉的电荷作用，其渗透性大幅度减小，随之干燥后的防油层相较传统聚乙烯醇涂布工艺，在相同的涂布量下，形成的聚乙烯醇防油层更厚，以达到更高抗油脂等级，也充分说明了本发明的超级防油纸性能的优越性及其工艺的先进性。

与此同时，通过实施例十三，使用不同分子量和不同水解度的聚乙烯醇进行涂布实验，本发明的理论、效果、所得纸的抗油脂性能不受影响，因此在实际生产中，可以根据产品的实际需求，改变聚乙烯醇的种类。如果产品需要更好的防水性能，可以使用更高水解度的聚乙烯醇；如果生产中需要更低的粘度满足设备需要，可以使用分子量更低的聚乙烯醇。