一种纸张、及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110685189A(43)申请公布日2020.01.14(21)申请号201810724080.3(22)申请日2018.07.04(71)申请人山东圣泉新材料股份有限公司地址250204山东省济南市章丘区圣泉工业园(72)发明人王鹏辉张安唐地源张金柱刘顶梁蒙蒙(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.D21H27/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页(54)发明名称一种纸张、及其制备方法和用途(57)摘要本发明涉及一种纸张，所述纸张中分散有木质素成分和微纳米纤维素。本发明在纸浆中同时加入木质素和微纳米纤维素，利用微纳米纤维素自身物理留着、其与纸浆中纤维氢键结合和通过助留剂电荷吸附结合，以及木质素的疏水性能对于含有微纳米纤维素的纸浆滤水性的改善，提高微纳米纤维素留着率的同时保证纸机可操作性；本发明通过在纸浆中同时加入木质素和微纳米纤维素，提高了微纳米纤维素在纸张中的含量，提高了纸张的物理强度。CN110685189ACN110685189A权利要求书1/2页1.一种纸张，其特征在于，所述纸张中分散有木质素成分和微纳米纤维素。2.如权利要求1所述的纸张，其特征在于，至少部分所述木质素成分和微纳米纤维素以化学键的形式结合；优选地，所述木质素成分和微纳米纤维素以微纳米木质素纤维素的形式存在；优选地，所述纸张中，木质素成分的含量为0.02～13wt％，优选0.75～1.2wt％。3.如权利要求2所述的纸张，其特征在于，所述微纳米木质素纤维素中含有通过化学键与微纳米纤维素连接的木质素成分；优选地，所述微纳米木质素纤维素中木质素的含量为13～37wt％，优选25～28％；优选地，所述微纳米木质素纤维素直径为100～1000nm，长径比≥50。4.如权利要求1～3之一所述的纸张，其特征在于，所述纸张中分散有碳材料；优选地，所述碳材料包括石墨烯材料、碳纳米管、炭黑中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述石墨烯材料通过机械剥离法、氧化还原法、热裂解法、插层剥离法、化学气相沉积法、液相剥离法或生物质水热碳化法制备得到；优选地，所述石墨烯材料的平均片层厚度为≤20nm，优选3～10nm。5.一种如权利要求1～4之一所述纸张的制备方法，其特征在于，所述制备方法为在制浆过程中加入微纳米木质素纤维素。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制浆过程包括如下步骤：(1)将纸浆分散在水中，得到纸浆分散液；(2)向纸浆分散液中加入微纳米木质素纤维素，混合均匀并稀释后，得到稀释纸浆分散液，然后向所述稀释纸浆分散液中加入助留剂，得到抄纸浆料；优选地，步骤(2)所述浆料中还添加有碳材料。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述纸浆分散液中，纸浆的分散浓度为2～4wt％；优选地，所述稀释纸浆分散液中，纸浆的分散浓度为0.1-1wt％；优选地，所述纸浆包括木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆、破布浆中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述助留剂包括阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵和阳离子淀粉中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述助留剂的加入量为纸浆绝干重量的0.6wt％以下，优选0.05～0.4wt％；优选地，所述微纳米木质素纤维素的加入量为纸浆绝干重量的0.1～30wt％，优选3～6wt％；优选地，所述碳材料包括石墨烯材料、碳纳米管、炭黑中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述碳材料的加入量为纸浆绝干重量的0.01～0.5wt％。8.如权利要求4～7之一所述的制备方法，其特征在于，所述微纳米木质素纤维素通过如下方法制备得到：(1)将含有木质素的纤维素原料分散在50℃以上的水溶液中，得到原料分散液；(2)将步骤(1)得到的原料分散液通过机械预处理进行剥离、磨碎，得到预处理产物；(3)利用高压均质机对步骤(2)得到的预处理产物进行高压均质，得到所述微纳米木质素纤维素的分散液。2CN110685189A权利要求书2/2页可选地，除去所述微纳米木质素纤维素的分散液的溶剂得到微纳米木质素纤维素。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水溶液的温度≥70℃，优选所述水溶液的温度在水溶液沸点以下，进一步优选70～80℃，特别优选70～75℃；优选地，所述原料分散液中，含有木质素的纤维素原料的浓度为0.08～18wt％，优选5～8wt％；优选地，所述含有木质素的纤维素原料为植物原料完全提取半纤维素或部分提取半纤维素后的残渣；优选地，所述植物原料包括林木、农作物、农林废弃物中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述含有木质素的纤维素原料包括糠醛渣、木糖渣、未漂木浆、未漂草浆、枝桠、树皮、刨