[发明专利]一种荧光烯基丁二酸酐施胶乳液及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种荧光烯基丁二酸酐施胶乳液及其制备方法，属于造纸施胶剂乳化技术领域。

背景技术

造纸工业由酸性抄纸体系转向中、碱性抄纸是20世纪造纸工艺的革新性变化，这不仅能提高纸张品质扩展填料范围，还能起到减少浆耗、降低能耗、减轻环境污染、延长设备寿命的作用。目前，造纸施胶剂主要以烷基烯酮二聚体（AKD）和烯基丁二酸酐（ASA）为主，大中型纸厂逐渐采用ASA。尤其是近年来，由于ASA反应活性高、胶料成本低、熟化速率快、而被广泛用于高级纸和纸板内施胶，特别是适用于机内涂布的大型高速纸机的施胶。

在造纸工业中，水不溶性的造纸施胶剂烯基丁二酸酐需要乳化成水包油型的乳液才能与以水作为介质的造纸体系相容。而造纸施胶的目的是提高纸张抗水性，但表面活性剂的存在除造成对环境的不利影响之外，一般还会降低纸张的抗水性，利用固体颗粒稳定施胶剂乳液则可避免表面活性剂的这些不利影响。为了改善ASA的乳化性和施胶性能，CN101333789公开了一种ASA造纸施胶剂乳液，采用膨润土和水滑石作为ASA乳液的乳化剂和稳定剂。CN101574834公开了一种高稳定性的ASA造纸施胶剂乳液，采用膨润土和壳聚糖作为ASA乳液的乳化剂。但是，上述两种种含有膨润土的ASA施胶乳液均不具备荧光性。

    量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应(quantum confinement effect)特别显著。

    最近几年来才被发现的碳量子点是由具有强荧光性、发射光颜色可调和无闪光的纳米颗粒组成的粒子，其在物化分析和生物分析领域有很大潜力。原料的碳量子点可以通过对石墨的激光烧蚀或电化学剥离获得，可来自煤烟，或上升暖气流中的碳化物，还有对分子前驱物的酸脱水或超声波处理。原料碳量子点的钝化使它们有荧光性而功能化授予它们对被选物的反应活性。碳量子点能被单光子激发（紫外或近紫外）和多光子激发（红外和近红外），它们的发光性取决于表面缺陷。碳量子点的发光性通过发射光颜色调控、高量子效率、与高水平照片和化学稳定性相关的无闪光行为来表征。由于碳量子点具有无毒副作用，因此可以用作生物探测器，具有生物相容性。钝化的且功能化的碳量子点可用于测定pH，金属离子和分子物质等。碳量子点表现出与众所周知已经商业化的量子点有相似的光-物理性能和光化学稳定性。而且，它们均表现出无闪光的发射荧光，并能溶解在水中形成稳定的水溶液，其优势在于包含无毒性元素和无毒性响应，这在最近的生物体内毒性测试研究中证实了其可行性。碳量子点由无毒元素组成，在体内生物分析或绿色化学中与其他材料相比，这种优势非常明显，到目前为止，没有发现碳量子点对生物质细胞或小白鼠有明显毒性的报道；也没有关于将碳量子点用于乳化稳定ASA造纸施胶剂的报道。

 发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光烯基丁二酸酐施胶乳液。发明人在寻找能够添加到烯基丁二酸酐（ASA）施胶剂中、使施胶纸张具备荧光性能的荧光物质的过程中发现：碳量子点作为荧光物质与膨润土共同添加到施胶剂中，能出乎意料地起到乳化烯基丁二酸酐（ASA）施胶剂的效果，且采用碳量子点乳化后的ASA造纸施胶剂具备良好的稳定性。

本发明还提供了一种荧光烯基丁二酸酐施胶乳液的制备方法。

本发明的技术方案：

一种荧光烯基丁二酸酐施胶乳液，由碳量子点和膨润土加去离子水配成的碳量子点/膨润土水分散液，与烯基丁二酸酐混合而成。

本发明的荧光烯基丁二酸酐施胶乳液，首次将碳量子点和膨润土共同添加到烯基丁二酸酐施胶剂中，成功制备出了能用作荧光造纸施胶剂、有效提高纸张抗水性的烯基丁二酸酐施胶乳液。为烯基丁二酸酐施胶剂提供了一种新的乳化稳定剂，而且该稳定乳化剂能使施胶剂具备荧光性能；另外，碳量子点和膨润土作为乳化剂具备用量少、无毒、成本低等优点。