[发明专利]一种海藻酸盐包覆碳酸钙微粒稳定造纸施胶剂乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸盐包覆碳酸钙微粒稳定造纸施胶剂乳液的制备方法，包括:（1）海藻酸盐包覆碳酸钙微粒的制备方法：将海藻酸钠溶液与碳酸钙分散液混合均匀，在搅拌作用下，加入适量葡萄糖酸内酯，充分反应，制得海藻酸包覆碳酸钙微粒；（2）造纸施胶剂乳液制备：制得的海藻酸盐包覆碳酸钙微粒与造纸施胶剂液态油相混合，在机械作用下搅拌一定时间，即得到稳定的O/W型造纸乳液。制得海藻酸盐包覆的碳酸钙微粒，可用于造纸施胶剂乳液制备。施胶剂乳液制备过程中不添加表面活性剂，避免了表面活性剂带来的泡沫问题，制得的乳液稳定，施胶效果好。

技术领域

本发明涉及一种造纸施胶剂乳液的制备方法，具体涉及一种海藻酸盐包覆改性的碳酸钙微粒制备方法，以及此微粒稳定造纸施胶剂制备乳液的方法。

背景技术

大多数纸张生产过程都需要添加造纸施胶剂，用以提高纸张抗水性。造纸施胶剂分子结构中包含有疏水基团，不能与水混溶，需要预先制备成乳液状态添加到纸浆中。目前最常用的中碱性造纸施胶剂为烷基烯酮二聚体及烯基琥珀酸酐，采用表面活性剂及大量淀粉乳化，表面活性剂会降低施胶效率，且容易产生气泡，给抄纸系统带来泡沫问题，甚至产生纸病。发展高效造纸施胶剂乳化体系、减少表面活性剂用量甚至不用表面活性剂利于提高造纸施胶效率，适应造纸企业生产的需要以及现在绿色生产的要求。

以微粒作为乳化剂制备的乳液被称为Pickering乳液，乳液稳定性好，可避免表明活性剂的使用，可大大降低乳液应用过程中气泡的产生，近年来在造纸、食品等领域受到广泛关注。碳酸钙价格低廉，作为填料广泛应用于造纸工业生产中，可提高纸张白度、印刷适性等性能。碳酸钙作为一种无机微粒，也可作为微粒用于Pickering乳液制备，但碳酸钙微粒亲水性太强，且在酸性环境下易发生反应，造成乳液的破坏。海藻酸盐是一种天然高分子化合物，易溶于水，与钙离子等多价阳离子络合形成微晶区，其机理被形象的称为“蛋盒”模型，控制海藻酸盐溶液钙离子浓度，可实现海藻酸盐的有序沉积。葡萄糖酸内酯易溶于水，在水溶液中水解为葡萄糖酸和内酯的平衡溶液，其水溶液为酸性，可促使碳酸钙溶解释放出钙离子。

发明内容

在本发明的中，葡萄糖酸内酯在水溶液中释放出的酸使溶液呈酸性，使得碳酸钙分解释放出钙离子，钙离子与海藻酸盐作用使海藻酸以钙盐形式沉积在分散在水中的碳酸钙固体颗粒表面，形成海藻酸盐包覆的碳酸钙微粒。海藻酸盐的包覆层可起到保护碳酸钙的进一步酸性体系中分解的作用。控制三者的加入量，形成稳定、海藻酸盐包裹的具有乳化能力的碳酸钙微粒，用于制备高效无表面活性剂的造纸施胶剂。

本发明的目的在于制备一种海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒，作为微粒乳化剂，制备高效造纸施胶剂乳液。

本发明是通过以下技术方案实现的：

（1）海藻酸盐包覆碳酸钙微粒的制备方法：将海藻酸钠溶液与碳酸钙分散液混合均匀，在搅拌作用下，加入适量葡萄糖酸内酯，充分反应，制得海藻酸包覆碳酸钙微粒；

（2）造纸施胶剂乳液制备：制得的海藻酸盐包覆碳酸钙微粒与造纸施胶剂液态油相混合，在机械作用下搅拌一定时间，即得到稳定的O/W型造纸乳液。

本发明所涉及的碳酸钙为市售碳酸钙，白色粉末状固体颗粒，亲水性强，2μm粒径以下含量≥90%，可在搅拌作用下均匀分散在水中。

本发明所涉及的海藻酸盐为海藻酸钠，市售产品，易溶于水，遇Ca²⁺即形成凝胶。碳酸钙与海藻酸钠的质量比为1:0.1~2，更优选的比例为1:0.2~1。

本发明所涉及的葡萄糖酸内酯又称为葡糖糖内酯，简称GDL，市售产品，易溶于水，在水溶液中水解为葡萄糖酸和内酯的平衡溶液，呈酸性。碳酸钙与GDL的质量比为1:0.005~0.05，更优选的比例为1:0.01~0.03。

本发明所涉及的添加葡萄糖酸内酯到海藻酸钠溶液与碳酸钙混合液中，充分反应，反应时间为1~12小时，更优选的时间为2~6小时。