[发明专利]一种用于造纸涂布的改性碳酸钙晶须的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于造纸涂布的碳酸钙晶须，具体是一种用于造纸涂布的改性碳酸钙晶须的制备方法。

背景技术

碳酸钙晶须作为一种质优价廉的绿色环保材料，来源广泛，生产工艺简单，对人体健康，是一种力学性能优越的新型复合材料补强增韧剂，应用前途广阔，具有很强的市场开发价值。我国石灰石资源丰富，是制备碳酸钙晶须的主要来源，随着世界经济全球化的日益加深，迫切要求我国将资源优势转变为经济优势。但碳酸钙晶须相容性较差，在介质中难于均匀分散，易造成界面缺陷，极大制约了碳酸钙晶须的应用价值。

因此，有必要对碳酸钙表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，增强其与有机聚合物或树脂等基体的相容性和在有机基体中的分散性，提高复合材料的综合特性。

目前尚未见有采用铝钛复合偶联剂对碳酸钙晶须表面改性，以提高晶须表面改性效果并降低成本的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用铝钛复合偶联剂作为改性剂制备改性碳酸钙晶须的制备方法，使得到的碳酸钙晶须活化度更高，吸油值和粘度更低，分散性能得到很大的改善，将改性后的碳酸钙晶须用于造纸涂布加工，能显著地改善了涂布纸张的力学性能、印刷性能和光学性能。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种用于造纸涂布的改性碳酸钙晶须的制备方法，包括以下操作步骤：

①将碳酸钙晶须配制成质量浓度为8％的悬浮液，并置于70～85℃水浴；

②将用量为碳酸钙晶须绝干质量7～9％的铝钛复合偶联剂用丙酮溶液溶解后添加到上述悬浮液中，搅拌并反应60～80min；

③将上述处理后的产物真空抽滤，用丙酮洗涤，真空干燥并研磨过筛，即得到改性后细小碳酸钙晶须。

所述步骤③中，真空干燥时间为12h，干燥温度为100℃。

所述步骤③中，产物过200目筛。

本发明所述的铝钛复合偶联剂是山西省化工研究院在铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂基础上开发的OL-AT系列复合偶联剂，其兼备了钛酸酯类和铝酸酯类偶联剂的特点。铝钛复合偶联剂具有两个无机基团和一个有机官能团，分子中一部分基团可与无机材料进行结合，另一部分基团可与有机物形成化学反应或静电吸附，因此可以增加不同材料之间相互结合的作用点，且加工温度低，偶联速度快，价格低廉。通过对添加纸张涂布体系的晶须的表面改性，提高纸张的综合性能，适应高速发展的造纸业的需要，创造更大的经济价值。

本发明采用铝钛复合偶联剂作为改性剂，对碳酸钙晶须进行表面改性，得到的碳酸钙晶须活化度更高，吸油值和粘度更低，分散性能得到很大的改善。改性后的碳酸钙晶须用于造纸涂布加工，能显著地改善了涂布纸张的力学性能、印刷性能和光学性能。

活化度是评价表面改性效果的重要指标之一，活化度越高，疏水性越高，表面修饰效果越好。吸油值可以反映碳酸钙表面改性的程度,吸油值越大，则碳酸钙在加工时吸收的润滑剂就多，加工成本高，且影响有机质的加工性能。粘度反映了碳酸钙与非极性有机物的相容性，粘度越小，晶须在有机介质中相容性越强，分散程度越高，改性效果越好。

活化度的测定方法参见中华人民共和国化工行业标准HG/T2567-94：在250mL烧杯中加入200mL水,然后加入5g的改性碳酸钙晶须,经磁力搅拌器以120转/min恒速搅拌5min，静止30min,收集悬浮部分,在105±5℃烘干至恒重,称量,测定活化度。

吸油值的测定方法参照标准GB-T5211.15-1988：准确称取5g改性过的碳酸钙晶须，置于玻璃板上，用滴定管滴加邻苯二甲酸二辛酯，每次加入量不超过10滴，滴加邻苯二甲酸二辛酯至形成稠度均匀的膏状物，恰好不碎不裂，又粘黏于平板上，即为滴定终点，吸油值以每100g产品所需油的体积或者质量表示

粘度的测定方法：在25℃下将改性前后碳酸钙晶须与液体石蜡按质量比1：10机械搅拌混合均匀,用美国Brookfield公司LVDV-2+旋转粘度计测其粘度。

改性晶须应用于纸张涂布体系，测定涂布纸张的学性能如抗张强度、耐破度和撕裂度变化，印刷性能如表面强度和油墨吸收性，光学性能如涂层耐候性。

具体实施方式

实施例1