一种高吸水餐巾纸及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高吸水餐巾纸及其制备方法 (High-water-absorption napkin paper and preparation method thereof ) 是由 邱肖 陈晓燕 谢亚军 于 2021-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高吸水餐巾纸及其制备方法,属于餐巾纸技术领域。且所述餐巾纸包括以下原料：混合浆、改性阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶,所述改性阳离子聚丙烯酰胺是以改性硅溶胶乳液为种子乳液,加入丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基缩水甘油醚三种单体,由自由基聚合而制成的。利用了硅溶胶的网状结构,使得的改性阳离子聚丙烯酰胺的分子链具有网状结构,再利用烯丙基缩水甘油醚引入环氧基,在交联剂的作用下,进而使得改性阳离子聚丙烯酰胺具有互穿网络结构,使其具有湿增强性,再次,硅溶胶和烯丙基缩水甘油醚的引入,增强了其吸水性能和强度。因此,其的引入提高了餐巾纸吸水性和湿抗张强度。(The invention relates to a high-water-absorption napkin and a preparation method thereof, belonging to the technical field of napkins. And the napkin comprises the following raw materials: the modified cationic polyacrylamide is prepared by taking a modified silica sol emulsion as a seed emulsion, adding three monomers of acrylamide, dimethyl diallyl ammonium chloride and allyl glycidyl ether, and polymerizing by free radicals. The reticular structure of silica sol is utilized, so that the molecular chain of the modified cationic polyacrylamide has the reticular structure, the allyl glycidyl ether is utilized to introduce the epoxy group, and under the action of the cross-linking agent, the modified cationic polyacrylamide has the interpenetrating network structure and has the moisture reinforcement property, and the introduction of the silica sol and the allyl glycidyl ether enhances the water absorption property and the strength of the modified cationic polyacrylamide. Therefore, the introduction of the paper napkin improves the water absorption and the wet tensile strength of the paper napkin.)
技术领域
本发明属于餐巾纸技术领域，具体地，涉及一种高吸水餐巾纸及其制备方法。
背景技术
餐巾纸是人们日常生活接触较密切、使用较频繁的卫生用品，而我们平时常用的是干餐巾纸，已用来代替手帕或毛巾，名称也是多种多样，如手帕纸、面巾纸、餐巾纸、擦手纸、香巾纸、纸巾等。
传统的餐巾纸在使用时，吸水效果一般，导致擦拭效果差，不能很好地将物体表面的水分擦去，且传统餐巾纸在沾水过后，易破损而产生碎屑，影响使用者的使用。
如中国专利CN211834152U公开了一种具有良好吸水性的餐巾纸，包括基层，基层的一侧侧面上粘设有固定网一，固定网一的一侧设置有吸水层一，固定网一与吸水层粘合，吸水层远离基层的一侧均设置有锁水层，锁水层的上端面与下端面均设置有凹槽，锁水层远离吸水层的一侧设置有吸水层二，吸水层二远离锁水层的一侧粘设有固定网二，固定网二远离吸水层二的一侧粘设有外层，基层、吸水层一、吸水层二与锁水层之间通过四边压合连接，采用多层吸水，达到更好的吸水性，中间的锁水层可以将水分保持在锁水层，固定网一和固定网二可以增加纸巾强度，防止纸巾吸水过多而破碎。但是，该实用新型提供的良好吸水性的餐巾纸结构复杂，多层采用的纸浆也不同，导致生产成本复杂，生产成本较高。
因此，本发明提供了一种高吸水餐巾纸及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高吸水餐巾纸及其制备方法，用以解决传统餐巾纸吸水性能弱，吸水后易碎的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高吸水餐巾纸的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合浆的制备：将70-95重量份原浆、0.1-0.5重量份阳离子淀粉和0.5-1.5重量份三烷基磷酸酯用纤维解离器疏解20000转，得混合浆；
步骤二、抄造：向混合浆加入改性阳离子聚丙烯酰胺和硅溶胶，以2000转/分打浆8-15min，用抄片器抄制成定量18±5g/m2纸页，然后用压榨机压制5min，得湿纸，其中，混合浆、改性阳离子聚丙烯酰胺、硅溶胶的加入质量比为100：0.4-1.2：7-14；
步骤三、干燥：将湿纸用转鼓干燥机烘干，再经刮刀起皱，卷曲成卷，得一种高吸水餐巾纸。
进一步地，所述原浆包括以下重量百分比原料：8-13％秸秆浆、40-70％木浆，余量为木屑浆。
进一步地，所述改性阳离子聚丙烯酰胺通过以下方法制成：
A1、将乳化剂和去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下，加入硅溶胶搅拌均匀，调节溶液的pH值为8.5，然后滴加KH-570，滴加完全后，室温搅拌12h，得改性硅溶胶乳液，其中，乳化剂、去离子水、硅溶胶、KH-570的质量比为0.5-1.5：40-60：30-40：1-3，乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，硅溶胶为碱性硅溶胶，pH为9-9.5，其中二氧化硅的质量分数为30-40％；
在步骤A1中，利用KH-570中的硅氧烷的水解，使得硅溶胶中的二氧化硅颗粒表面接枝有双键，为步骤A2的反应奠定基础；
A2、在氮气氛围、78℃下，向步骤A1制备的改性硅溶胶乳液中滴加入丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基缩水甘油醚的混合物，同步滴加三分之二的引发剂溶液，滴加速度均为2-3滴/秒，并搅拌反应1-2h后，再滴加剩余引发剂溶液，继续搅拌反应30min，冷却至室温，然后调节溶液的pH值为8-10，加入交联剂，40-60℃搅拌反应15-30min，加入质量分数10％的氯化钙水溶液，破乳后经过滤、洗涤以及干燥，得改性阳离子聚丙烯酰胺，其中，改性硅溶胶乳液、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、烯丙基缩水甘油醚、引发剂、交联剂的质量比为13-21：40-65：5-15：20-40：0.8-2：1.5-3.5，引发剂为过硫酸铵，引发剂溶液为过硫酸铵和去离子水按照质量比1：10混合制成，交联剂为丁二醇、乙二胺、己二胺中的一种。
在步骤A2中采用了乳液聚合，利用了改性硅溶胶和烯丙基缩水甘油醚同时对阳离子聚丙烯酰胺进行改性，一方面，因改性硅溶胶中含有双键，可参与聚丙烯酰胺的合成过程，使得聚丙烯酰胺的分子链中接入二氧化硅颗粒，提高阳离子聚丙烯酰胺的拉伸强度，有助于提高阳离子聚丙烯酰胺对纸张的增强作用，此外，接入的二氧化硅颗粒是通过硅溶胶的方式引入，具有硅溶胶独特的网络结构，使得改性阳离子聚丙烯酰胺以硅溶胶为模板进行聚合，更易促进改性阳离子聚丙烯酰胺形成网络结构，另一方面，通过烯丙基缩水甘油醚的加入，向阳离子聚丙烯酰胺中引入了醚键和环氧基，醚键的引入则进一步增强了阳离子聚丙烯酰胺的吸水性能，增强了纸张的吸水性能，环氧基的引入在交联剂的作用下提高改性阳离子聚丙烯酰胺的交联度，进一步地，提高阳离子聚丙烯酰胺的拉伸强度，有助于提高阳离子聚丙烯酰胺对纸张的增强作用。
本发明的有益效果：
本发明通过向原浆中添加阳离子淀粉、三烷基磷酸酯、改性阳离子聚丙烯酰胺、硅溶胶，通过上述成分的科学配伍，达到餐巾纸优异的干湿两状态下的柔顺性和强度，其中，通过改性阳离子聚丙烯酰胺来实现餐巾纸的吸水性能和湿状态下的强度，可解释为：
阳离子聚丙烯酰胺为线型高分子化合物，其本身具有强的吸水性，常在提高纸张干强度方面性能优越，但在湿强性能效果不大；因此，本发明对阳离子聚丙烯酰胺进行了改性，首先利用了改性硅溶胶乳液为乳液聚合的种子乳液，利用改性硅溶胶乳液中二氧化硅颗粒表面接枝有双键为聚合的单体，因硅溶胶中的二氧化硅的分布是具有网状结构的，所以加入的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基缩水甘油醚的混合物，在引发剂的作用下，和这种具有网状结构的双键进行聚合反应，进而使得的改性阳离子聚丙烯酰胺的分子链具有网状结构，且二氧化硅颗粒嵌在改性阳离子聚丙烯酰胺的分子链中，提高阳离子聚丙烯酰胺的拉伸强度，有助于提高阳离子聚丙烯酰胺对纸张的增强作用，且硅溶胶中含有大量的硅-氧键，具有较好的吸水作用；另一方面，通过烯丙基缩水甘油醚的加入，向阳离子聚丙烯酰胺中引入了醚键和环氧基，醚键的引入则进一步增强了阳离子聚丙烯酰胺的吸水性能，增强了纸张的吸水性能，环氧基的引入在交联剂的作用下提高改性阳离子聚丙烯酰胺的交联度，提高阳离子聚丙烯酰胺网络结构的互穿性，使得阳离子聚丙烯酰胺能够增强纸张的湿强性能(使得阳离子聚丙烯酰胺具有互穿性网络结构)。
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。
实施例1
改性阳离子聚丙烯酰胺的制备：
A1、将0.5g乳化剂和40g去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下，加入30g硅溶胶搅拌均匀，用质量分数10％的盐酸调节溶液的pH值为8.5，然后滴加1g KH-570，滴加完全后，室温搅拌12h，得改性硅溶胶乳液，乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，硅溶胶为碱性硅溶胶，pH为9-9.5，其中二氧化硅的质量分数为30％；
A2、在氮气氛围下，加热至78℃后，向13g步骤A1制备的改性硅溶胶乳液中滴加入40g丙烯酰胺、5g二甲基二烯丙基氯化铵和20g烯丙基缩水甘油醚的混合物，同步滴加三分之二的引发剂溶液(引发剂溶液为0.8g过硫酸铵和8g去离子水混合制成)，滴加速度均为2滴/秒，并搅拌反应1h后，再滴加剩余引发剂溶液，继续搅拌反应30min，冷却至室温，然后调节溶液的pH值为8，加入1.5g交联剂，40℃搅拌反应15min，加入质量分数10％的氯化钙水溶液，破乳后经过滤、洗涤以及干燥，得改性阳离子聚丙烯酰胺，交联剂为丁二醇。
实施例2
改性阳离子聚丙烯酰胺的制备：
A1、将1g乳化剂和50g去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下，加入35g硅溶胶搅拌均匀，用质量分数10％的盐酸调节溶液的pH值为8.5，然后滴加2g KH-570，滴加完全后，室温搅拌12h，得改性硅溶胶乳液，乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，硅溶胶为碱性硅溶胶，pH为9-9.5，其中二氧化硅的质量分数为35％；
A2、在氮气氛围下，加热至78℃后，向21g步骤A1制备的改性硅溶胶乳液中滴加入65g丙烯酰胺、15g二甲基二烯丙基氯化铵和40g烯丙基缩水甘油醚的混合物，同步滴加三分之二的引发剂溶液(引发剂溶液为2g过硫酸铵和20g去离子水混合制成)，滴加速度均为3滴/秒，并搅拌反应2h后，再滴加剩余引发剂溶液，继续搅拌反应30min，冷却至室温，然后调节溶液的pH值为10，加入3.5g交联剂，60℃搅拌反应30min，加入质量分数10％的氯化钙水溶液，破乳后经过滤、洗涤以及干燥，得改性阳离子聚丙烯酰胺，交联剂为乙二胺。
实施例3
一种高吸水餐巾纸的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合浆的制备：将70g原浆、0.1g阳离子淀粉和0.5g三烷基磷酸酯用纤维解离器疏解20000转，得混合浆，其中，原浆括以下重量百分比原料：8％秸秆浆、70％木浆，余量为木屑浆；
步骤二、抄造：向100g混合浆加入0.4g实施例1制备的改性阳离子聚丙烯酰胺和7g硅溶胶，以2000转/分打浆8min，用抄片器抄制成定量20g/m2纸页，然后用压榨机压制5min，得湿纸；
步骤三、干燥：将湿纸用转鼓干燥机烘干，再经刮刀起皱，卷曲成卷，得一种高吸水餐巾纸。
实施例4
一种高吸水餐巾纸的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合浆的制备：将80g原浆、0.3g阳离子淀粉和1g三烷基磷酸酯用纤维解离器疏解20000转，得混合浆，其中，原浆括以下重量百分比原料：9％秸秆浆、65％木浆，余量为木屑浆；
步骤二、抄造：向100g混合浆加入1.2g实施例1制备的改性阳离子聚丙烯酰胺和14g硅溶胶，以2000转/分打浆15min，用抄片器抄制成定量18g/m2纸页，然后用压榨机压制5min，得湿纸；
步骤三、干燥：将湿纸用转鼓干燥机烘干，再经刮刀起皱，卷曲成卷，得一种高吸水餐巾纸。
实施例5
一种高吸水餐巾纸的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合浆的制备：将95g原浆、0.5g阳离子淀粉和1.5g三烷基磷酸酯用纤维解离器疏解20000转，得混合浆，其中，原浆括以下重量百分比原料：13％秸秆浆、70％木浆，余量为木屑浆；
步骤二、抄造：向100g混合浆加入1.2g实施例1制备的改性阳离子聚丙烯酰胺和14g硅溶胶，以2000转/分打浆15min，用抄片器抄制成定量22g/m2纸页，然后用压榨机压制5min，得湿纸；
步骤三、干燥：将湿纸用转鼓干燥机烘干，再经刮刀起皱，卷曲成卷，得一种高吸水餐巾纸。
对比例1
改性阳离子聚丙烯酰胺的制备：
在氮气氛围下，加热至78℃后，向13g硅溶胶乳液中滴加入40g丙烯酰胺、5g二甲基二烯丙基氯化铵和20g烯丙基缩水甘油醚的混合物，同步滴加三分之二的引发剂溶液(引发剂溶液为0.8g过硫酸铵和8g去离子水混合制成)，滴加速度均为2滴/秒，并搅拌反应1h后，再滴加剩余引发剂溶液，继续搅拌反应30min，冷却至室温，然后调节溶液的pH值为8，加入1.5g交联剂，40℃搅拌反应15min，加入质量分数10％的氯化钙水溶液，破乳后经过滤、洗涤以及干燥，得改性阳离子聚丙烯酰胺，交联剂为丁二醇。
对比例2
改性阳离子聚丙烯酰胺的制备：
A1、将1.5g乳化剂和60g去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下，加入40g硅溶胶，搅拌均匀，用质量分数10％的盐酸调节溶液的pH值为8.5，然后滴加3gKH-570，滴加完全后，室温搅拌12h，得改性硅溶胶乳液，乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚，硅溶胶为碱性硅溶胶，pH为9-9.5，其中二氧化硅的质量分数为35％；
A2、在氮气氛围下，加热至78℃后，向13-21g步骤A1制备的改性硅溶胶乳液中滴加入40g丙烯酰胺和5g二甲基二烯丙基氯化铵的混合物，同步滴加三分之二的引发剂溶液(引发剂溶液为2g过硫酸铵和20g去离子水混合制成)，滴加速度均为3滴/秒，并搅拌反应2h后，再滴加剩余引发剂溶液，继续搅拌反应30min，加入质量分数10％的氯化钙水溶液，破乳后经过滤、洗涤以及干燥，得改性阳离子聚丙烯酰胺，交联剂为乙二胺。
对比例3
与实施例3相比，改性阳离子聚丙烯酰胺为对比例1制备，其余相同。
对比例4
与实施例4相比，改性阳离子聚丙烯酰胺为对比例2制备，其余相同。
对比例5
与实施例5相比，不添加改性阳离子聚丙烯酰胺，其余相同。
实施例6
将实施例3-5和对比例3-5获得的餐巾纸进行以下性能测试：
吸水率：将纸张切成15mm×150mm的小片，取100张并称重a，然后在室温下，放入盛有蒸馏水的盘中浸泡10min后，取出称重b，吸水率＝(b-a)/a×100％，多次测量，取平均值；
湿强度：将纸张切成15mm×150mm的小片，室温下，放入盛有蒸馏水的盘中浸泡10min后，取出，用滤纸吸去试样表面的液体，迅速用抗张强度试验机进行测试其张力，湿强度＝湿抗张指数/干抗张指数×100％，每组三次，最后求平均值；
耐折度测定：将纸张切成15mm×150mm的小片，在纸张耐折度测定仪上进行检测，每组3次，最后取平均值；
测试结果如表1所示。
表1
实施例3
实施例4
实施例5
对比例3
对比例4
对比例5
吸水率/％
78.3
80.1
79.5
56.3
45.2
36.7
湿强度/％
31.2
30.5
33.7
26.7
22.8
17.9
耐折度/次
179
186
193
143
119
96
从表1中数据可以看出，实施例3-5获得的餐巾纸具有优异的吸水性能和湿强度。
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。
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