环保纸浆、环保纸浆制造工艺及环保纸张的制作方法

5ml/h；将所述聚碳酸酯纤维浸于70-90℃的热水中15-30s，得到改性聚碳酸酯纤维。
9.通过采用上述技术方案，有利于获得性能良好的改性聚碳酸酯纤维。
10.在一个具体的可实施方案中，所述碳酸氢钠的粒径为5-15μm。
11.通过采用上述技术方案，合适的碳酸氢钠粒径有利于获得性能理想的改性聚碳酸酯纤维。而粒径过大的碳酸氢钠会导致所得改性聚碳酸酯纤维的缺陷过大，会严重影响改性聚碳酸酯纤维的力学强度，从而导致聚碳酸酯纤维和植物纤维形成的网络结构的强度下降，进而导致所得纸浆制得的纸张的力学性能性下降；而粒径过小的碳酸氢钠，会导致碳酸氢钠团聚现象的增加，同样也不利于提高所得纸浆制得的纸张的力学性能，并且过细的碳酸氢钠的加入也增加了制备成本。
12.在一个具体的可实施方案中，还包括10-20质量份的无石棉矿物纤维。
13.通过采用上述技术方案，无石棉矿物纤维能够与木浆中的植物纤维交织在一起，从而构成一个更为稳定的聚碳酸酯纤维-植物纤维-无石棉矿物纤维的网络结构，进而赋予所得纸浆制得的纸张更好的力学性能。
14.在一个具体的可实施方案中，所述无石棉矿物纤维含20-30wt%的二氧化硅、25-32wt%的氧化铝、23-30wt%的氧化钙以及15-25wt%的氧化硼。
15.在一个具体的可实施方案中，所述氢氧化物阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。
16.通过采用上述技术方案，氢氧化镁、氢氧化铝均能与改性聚碳酸酯纤维配伍而赋予纸浆及其制得的纸张良好的耐火性；同时氢氧化镁、氢氧化铝均不含卤素，具有良好的环保性。
17.在一个具体的可实施方案中，还包括2-6质量份的防潮剂以及1-3质量份的防水剂。
18.在一个具体的可实施方案中，还包括5-10质量份的蜂蜡。
19.通过采用上述技术方案，蜂蜡源自天然，具有良好的环保性；并且蜂蜡的加入有利于提高所得纸张的防霉性，从而可以减少甚至避免有机类防霉试剂的使用，提高了纸浆及其制得的纸张的环保性。
20.第二方面，提供了一种环保纸浆的制造工艺，采用如下的技术方案：环保纸浆的制造工艺，包括：取机械木浆100质量份、改性聚碳酸酯纤维50-80质量份以及阻燃剂3-8质量份；先将机械木浆和改性聚碳酸酯纤维混合均匀，之后分批加入阻燃剂，混合，得到环保纸浆。
21.通过采用上述技术方案，所得纸浆具有良好的环保性。
22.第三方面，提供了一种环保纸张，采用如下的技术方案：环保纸张，采用上述环保纸浆制成。
23.通过采用上述技术方案，所得纸张具有环保性好，力学性能和耐火性能理想的特点。
24.综上所述，本技术至少具有以下有益技术效果之一：1、本技术所得的纸浆和纸张具有良好的环保性；同时纸张还具有力学性能和耐火
性能理想的特点。
25.2、本技术通过聚碳酸酯纤维与氢氧化物阻燃剂的相互配伍，提高了所得纸浆及纸浆制成的纸张的耐火性，减少甚至避免了纸浆中使用含卤素阻燃剂，进而提高了纸浆及纸张的环保性。
26.3、本技术通过在改性聚碳酸酯纤维的制备时引入碳酸氢钠，利用该物质在热处理时会分解产生二氧化碳气体的特性，使聚碳酸酯纤维表面变得粗糙，从而使聚碳酸酯纤维和植物纤维形成更为牢固的网络结构，进而提高了所得纸浆制得的纸张的力学性能。
27.4、本技术通过无石棉矿物纤维的引入，使其与木浆中的植物纤维和改性聚碳酸酯纤维交织在一起，构成一个稳定的网络结构，从而赋予了所得纸浆制成的纸张更好的力学性能。
28.5、本技术通过蜂蜡的加入，提高了所得纸张的防霉性，从而减少甚至避免了有机类防霉试剂的使用，提高了纸浆及其制得的纸张的环保性。
具体实施方式
29.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
30.制备例制备例1本制备例公开了一种改性聚碳酸酯纤维的制备方法，具体包括以下步骤：p1、准确称取聚碳酸酯100g、碳酸氢钠4g以及磷酸三甲酯120g；将上述原料混合均匀得到纺丝液；其中：聚碳酸酯的平均分子量为45000；碳酸氢钠的粒径为8-15μm。
31.p2、将p1所得的纺丝液通过静电纺丝仪电纺成聚碳酸酯纤维，控制电纺时温度为15℃、湿度为35%、电压为12kv、供料流速为5ml/h、喷丝头到接收装置的距离为20cm。
32.p3、将p2所得聚碳酸酯纤维浸于70℃的热水中30s，之后取出晾干得到改性聚碳酸酯纤维。
33.在此步骤中，p2所得聚碳酸酯纤维经过加热后，其所含的碳酸氢钠分解而产生二氧化碳；在聚碳酸酯纤维表面的二氧化碳逸出使聚碳酸酯纤维的表面变粗糙。
34.制备例2-4制备例2-4与制备例1基本相同，不同之处在于：p1中称取的原料量不同。
35.具体来说，制备例2中：称取聚碳酸酯100g、碳酸氢钠6g、磷酸三甲酯120g。
36.制备例3中：称取聚碳酸酯100g、碳酸氢钠8g、磷酸三甲酯120g。
37.制备例4中：称取聚碳酸酯100g、碳酸氢钠10g、磷酸三甲酯120g。
38.制备例5-7制备例5-7与制备例3基本相同，不同之处在于：p1中碳酸氢钠的粒径不同。
39.具体来说，制备例5中：碳酸氢钠的粒径为5-8μm。
40.制备例6中：碳酸氢钠的粒径《5μm。
41.制备例7中：碳酸氢钠的粒径为15-21μm。
42.制备例8-10
制备例8-10与制备例3基本相同，不同之处在于：p2中静电纺丝的控制参数不同。
43.具体来说，制备例8的p2为：将p1所得的纺丝液通过静电纺丝仪电纺成聚碳酸酯纤维，控制电纺时温度为20℃、湿度为30%、电压为15kv、供料流速为4ml/h、喷丝头到接收装置的距离为18cm。
44.制备例9的p2中：将p1所得的纺丝液通过静电纺丝仪电纺成聚碳酸酯纤维，控制电纺时温度为25℃、湿度为25%、电压为18kv、供料流速为3ml/h、喷丝头到接收装置的距离为15cm。
45.制备例10的p2中：将p1所得的纺丝液通过静电纺丝仪电纺成聚碳酸酯纤维，控制电纺时温度为30℃、湿度为20%、电压为20kv、供料流速为2ml/h、喷丝头到接收装置的距离为12cm。
46.制备例11-12制备例11-12与制备例9基本相同，不同之处在于：p3中将聚碳酸酯纤维浸于热水的时间和热水温度不同。
47.具体来说，制备例11的p3为：将p2所得聚碳酸酯纤维浸于80℃的热水中25s，之后取出晾干得到改性聚碳酸酯纤维。
48.制备例12的p3为：将p2所得聚碳酸酯纤维浸于90℃的热水中15s，之后取出晾干得到改性聚碳酸酯纤维。
49.制备例13本制备例公开了一种改性聚碳酸酯纤维的制备方法，具体包括以下步骤：p1、准确称取聚碳酸酯100g以及磷酸三甲酯120g；将上述原料混合均匀得到纺丝液；其中：聚碳酸酯的平均分子量为45000；碳酸氢钠的粒径为8-15μm。
50.p2、将p1所得的纺丝液通过静电纺丝仪电纺成聚碳酸酯纤维，控制电纺时温度为15℃、湿度为35%、电压为12kv、供料流速为5ml/h、喷丝头到接收装置的距离为20cm。
实施例
51.实施例1本实施例公开了一种环保纸浆，由以下原料制备而成：机械木浆100g、改性聚碳酸酯纤维50g以及阻燃剂3g。
52.其中：机械木浆的白度为90%、粘度为20cps（0.5% ced）、撕裂度130。机械木浆是利用机械方法磨解纤维原料制成的纸浆，不采用化学药剂，环保性更高。改性聚碳酸酯纤维由制备例1而得；阻燃剂为氢氧化镁。
53.本实施例还公开了上述环保纸浆的制备方法，包括以下步骤：s1、准确称取100g的机械木浆、50g的改性聚碳酸酯纤维以及3g的阻燃剂。
54.s2、将机械木浆和改性聚碳酸酯纤维在100rpm的搅拌速度下混合至均匀而得到混合原料。
55.s3、保持搅拌速度，将阻燃剂均分成三份依次加入混合原料中；每次加入阻燃剂后搅拌1min。
56.本实施例还公开了一种环保纸张，该纸张由上述环保纸浆制成，具有环保性好，力学性能和耐火性能理想的特点。在本实施方案中，环保纸张具体为白卡纸，通过常规方法经过蒸煮、磨浆机磨浆、上网抄纸成型、干燥而制成。
57.实施例2-12实施例2-12与实施例1基本相同，不同之处在于：改性聚碳酸酯纤维的来源不同；具体如表1。
58.表1 实施例1-12的改性聚碳酸酯纤维的来源实施例聚碳酸酯纤维的来源实施例聚碳酸酯纤维的来源实施例1制备例1实施例7制备例7实施例2制备例2实施例8制备例8实施例3制备例3实施例9制备例9实施例4制备例4实施例10制备例10实施例5制备例5实施例11制备例11实施例6制备例6实施例12制备例12实施例13-17实施例13-17与实施例11基本相同，不同之处在于：环保纸浆的原料组成不同；具体如表2。
59.表2 实施例11,13-27的原料组成
项目机械木浆聚碳酸酯纤维阻燃剂无石棉矿物纤维防潮剂防水剂蜂蜡实施例111005030000实施例131006030000实施例141007030000实施例151008030000实施例161007050000实施例171007080000实施例1810070510000实施例1910070514000实施例2010070518000实施例2110070520000实施例2210070518210实施例2310070518420实施例2410070518630实施例2510070518425实施例2610070518428实施例27100705184210
注：各组分加入量的单位均为g。
60.实施例18-21实施例18-21与实施例16基本相同，不同之处在于：环保纸浆的原料中加入了无石棉矿物纤维。该材料能与机械木浆中的植物纤维和改性聚碳酸酯纤维发生交联，从而提高了所得纸浆制备的纸张的力学性能。在本实施方案中，无石棉矿物纤维含20wt%的二氧化
硅、32wt%的氧化铝、23wt%的氧化钙以及25wt%的氧化硼。
61.在纸浆制作时，无石棉矿物纤维与机械木浆、改性聚碳酸酯纤维一同混合后得到混合原料。
62.以实施例20为例，环保纸浆的制备方法具体为：s1、准确称取100g的机械木浆、70g的改性聚碳酸酯纤维、5g的阻燃剂以及18g的无石棉矿物纤维。
63.s2、将机械木浆、改性聚碳酸酯纤维和无石棉矿物纤维在100rpm的搅拌速度下混合至均匀而得到混合原料。
64.s3、保持搅拌速度，将阻燃剂均分成三份依次加入混合原料中；每次加入阻燃剂后搅拌1min。
65.实施例22-24实施例22-24与实施例20基本相同，不同之处在于：环保纸浆的原料中加入了防潮剂和防水剂；两者有助于减少所得纸张由于水分而导致的性能降低。在本实施方案中，防潮剂选择ope型纸制品防潮剂；防水剂选择澳达ad5101防水剂。
66.在纸浆制作时，防潮剂和防水剂与阻燃剂一起，分批加入混合原料中。
67.以实施例23为例，环保纸浆的制备方法具体为：s1、准确称取100g的机械木浆、70g的改性聚碳酸酯纤维、5g的阻燃剂、18g的无石棉矿物纤维、防潮剂4g以及防水剂2g。
68.s2、将机械木浆、改性聚碳酸酯纤维和无石棉矿物纤维在100rpm的搅拌速度下混合至均匀而得到混合原料。
69.s3、保持搅拌速度，将阻燃剂、防潮剂和防水剂混合均匀而成混合外加剂；之后将混合外加剂均分成三份依次加入混合原料中；每次加入混合外加剂后搅拌1min（为保持均一性，在每次加入混合外加剂前，对混合外加剂搅拌30s）。
70.实施例25-27实施例25-27与实施例23基本相同，不同之处在于：环保纸浆的原料中加入了蜂蜡；申请人发现：蜂蜡的加入可以起到减少所得纸张霉变的功效。在本实施方案中，蜂蜡的密度为0.95-0. 97g/cm
³
、熔点为62-66℃、皂化值为85-100 kohm/g。
71.在纸浆制作时，蜂蜡与阻燃剂一起，分批加入混合原料中。
72.以实施例26为例，环保纸浆的制备方法具体为：s1、准确称取100g的机械木浆、70g的改性聚碳酸酯纤维、5g的阻燃剂、18g的无石棉矿物纤维、防潮剂4g、防水剂2g以及蜂蜡8g。
73.s2、将机械木浆、改性聚碳酸酯纤维和无石棉矿物纤维在100rpm的搅拌速度下混合至均匀而得到混合原料。
74.s3、保持搅拌速度，将蜂蜡加热融化后与阻燃剂、防潮剂和防水剂混合均匀而成混合外加剂；之后将混合外加剂均分成三份依次加入混合原料中；每次加入混合外加剂后搅拌1min（为保持均一性，在每次加入混合外加剂前，对混合外加剂搅拌30s）。
75.实施例28-29实施例28-29与实施例26基本相同，不同之处在于：无石棉矿物纤维的成分不同。
76.具体来说，
实施例28中，无石棉矿物纤维含25wt%的二氧化硅、30wt%的氧化铝、27wt%的氧化钙以及18wt%的氧化硼。
77.实施例29中，无石棉矿物纤维含30wt%的二氧化硅、25wt%的氧化铝、30wt%的氧化钙以及15wt%的氧化硼。
78.实施例30本实施例和实施例28基本相同，不同之处在于：阻燃剂为氢氧化铝。
79.对比例对比例1本对比例和实施例1的主要区别在于：环保纸浆原料中：采用聚酯纤维代替改性聚碳酸酯纤维，并且阻燃剂采用十溴二苯醚。
80.具体为：一种环保纸浆，由以下原料制备而成：机械木浆100g、聚酯纤维50g以及阻燃剂3g。其中：聚酯纤维的平均分子量为18000，阻燃剂为十溴二苯醚。
81.对比例2本对比例和实施例1的主要区别在于：改性聚碳酸酯纤维由制备例13制得。
82.性能检测一、环保性测试取实施例1-30所得的纸浆和纸张进行有害物质检测；参考标准为gb/t 24990-2010、gb/t 22804-2008、gb/t 25001-2010、gb/t 34455-2017以及yq/t 35-2013。
83.通过检测，实施例1-30所得的纸浆和纸张的甲醛、汞、铬、多氯联苯、双酚a等有害物质的含量均为“未检出”；表明本技术所得的纸浆和纸张具有良好的环保性。
84.二、其他性能测试取实施例1-30以及对比例1-2所得的纸张进行检测；检测结果列于表3。
85.耐火性能测试：参考标准gb/t 14656进行测试并记录续燃时间。
86.耐破指数测试：参考标准gb/t 1539-2007并采用研特科技的yt-npy5600q型测定仪测试耐破强度，之后通过耐破强度和纸张克数换算得到耐破指数。
87.防霉性测试：在纸张（克重为150g）一侧表面上涂覆10wt%的瓜尔胶（200目）糊，之后置于温度为35℃、湿度为95%的环境中，记录纸张上长霉的天数。
88.表3 实施例1-30和对比例1-2所得环保纸张的性能序号续燃时间/s耐破指数/kpa
·
m2·
g-1
长霉时间/天实施例152.53实施例252.63实施例342.73实施例452.53实施例542.73实施例652.63实施例752.53实施例852.63实施例942.83实施例1052.63
实施例1152.83实施例1242.73实施例1352.83实施例1453.03实施例1543.03实施例1653.03实施例1752.93实施例1843.33实施例1953.53实施例2053.53实施例2153.43实施例2243.33实施例2353.43实施例2443.43实施例2553.44实施例2643.36实施例2753.36实施例2853.56实施例2943.46实施例3053.46对比例152.83对比例252.03参见表3，由实施例1和对比例1的检测结果可以发现：实施例1和对比例1所得纸浆制备的纸张的耐火性能相近。表明：通过聚碳酸酯纤维和氢氧化镁的相互配伍可以使所得纸张获得和采用含卤阻燃剂（十溴二苯醚）相近的耐火效果，从而减少了纸浆中含卤材料的使用，提高了所得纸浆和纸张的环保性。同时，实施例1所得纸浆所制备的纸张的耐破指数与对比例1接近，显示出了理想的力学性能。
89.由实施例1-4和对比例2的检测结果可以发现：随着在改性聚碳酸酯纤维制备时加入碳酸氢钠并逐渐增加其加入量，所得纸浆制备的纸张的耐破性先提高后有所下降。发明人认为这是由于：碳酸氢钠可以在热处理时分解产生二氧化碳气体，故碳酸氢钠的加入会随着热处理而在聚碳酸酯纤维表面留下孔洞，从而使聚碳酸酯纤维表面变得粗糙；而粗糙的表面能够提高聚碳酸酯纤维与木浆中植物纤维的结合度，使聚碳酸酯纤维和植物纤维形成更牢固的网络结构，进而提高了所得纸浆制得的纸张的耐破指数。但是过量的碳酸氢钠会使所得改性聚碳酸酯纤维的缺陷过大，反而会降低所得纸张的耐破指数。
90.由实施例3和实施例5-7的检测结果可以发现：碳酸氢钠的粒径对于所得纸浆制成的纸张的耐破性有明显影响；碳酸氢钠的粒径过大会导致所得改性聚碳酸酯纤维的缺陷过大，尽管可能有利于增加与植物纤维的结合度，但是严重影响了改性聚碳酸酯纤维的力学强度，从而导致聚碳酸酯纤维和植物纤维形成的网络结构的强度下降，进而导致所得纸浆制得的纸张的耐破性下降；而碳酸氢钠的粒径过小，会导致碳酸氢钠团聚现象的增加，同样
也不利于提高所得纸浆制得的纸张的耐破性，并且过细的碳酸氢钠的使用也增加了制备成本。
91.对比实施例11，13-15的检测结果可以得到：改性聚碳酸酯纤维的加入，由于可以与机械木浆中植物纤维形成网络结构，从而可以提高所得纸浆制得的纸张的耐破性。
92.对比实施例16，18-21的检测结果可以得到：随着无石棉矿物纤维的加入，所得纸浆制得的纸张的耐破指数整体呈提高的趋势。这是因为无石棉矿物纤维能够与木浆中的植物纤维交织在一起，从而构成一个聚碳酸酯纤维-植物纤维-无石棉矿物纤维的网络结构；申请人认为该网络结构更为稳定，从而赋予所得纸浆制得的纸张更好的耐破性。
93.对比实施例23，25-27的检测结果可以得到：随着蜂蜡的加入，所得纸浆制得的纸张在恶劣环境中出现霉菌的时间延后，表明蜂蜡的加入有利于提高所得纸张的防霉性。
94.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。