本發(fā)明涉及改性碳酸鈣填料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣及其制作方法。
背景技術(shù)：
中國是一個(gè)造紙大國，而復(fù)印紙是這些紙產(chǎn)品中要求技術(shù)指標(biāo)很高的紙種，在日常工作中復(fù)印紙的使用頻率最高，復(fù)印紙的優(yōu)劣將直接影響工作效率的快慢和文本形體的美觀，因而在造紙過程中如何提高復(fù)印紙各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是目前需要解決的技術(shù)問題，最常用的方法是添加填充劑。
碳酸鈣由于價(jià)格低廉，且具有無毒、無味、無刺激性、化學(xué)穩(wěn)定、易干燥、能耗低、色澤好(白)，對其它顏色的干擾小，易著色、填充量大等諸多優(yōu)點(diǎn)，將其填充于造紙中可以適應(yīng)中堿性造紙發(fā)展的趨勢，對涂布膠粘劑需要量少，還具有較好的流變性，是目前應(yīng)用較多的填充劑之一添加至紙張中，不僅能替代部分植物纖維，提高紙料的脫水速率和紙張干燥速率，節(jié)省干燥能耗，從而降低生產(chǎn)成本，而且還具有許多其它優(yōu)點(diǎn)，如提高紙張光學(xué)性能，增加紙張平滑度，改善紙張印刷性能等。然而，隨著紙張中碳酸鈣加入量的增加，加填的負(fù)效應(yīng)也逐漸顯現(xiàn)出來，如紙張的強(qiáng)度性能下降、施膠效果變差、造紙網(wǎng)壽命縮短、印刷中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象等。為了克服或減輕紙張加填造成的這些缺陷，因而需要對碳酸鈣進(jìn)行了改良和功能化改性，對其表面改性的研究較為活躍，淀粉具有較好的成膜性和可提高紙張強(qiáng)度的原因，且來源廣泛，價(jià)格低廉，是較好的填料包覆材料。因此，文獻(xiàn)《淀粉改性碳酸鈣填料提高復(fù)印紙性能的研究》用淀粉與碳酸鈣填料共混后進(jìn)行糊化溶脹，再進(jìn)行干燥和研磨處理制備了淀粉包覆改性碳酸鈣填料并將其應(yīng)用于復(fù)印紙生產(chǎn)中。研究結(jié)果表明：淀粉包覆改性后的碳酸鈣填料具備較強(qiáng)的抗剪切性能，同時(shí)具有較高的留著率；添加淀粉包覆改性碳酸鈣的紙頁強(qiáng)度性能較高，且強(qiáng)度性能下降的幅度明顯減緩。
然而文獻(xiàn)中碳酸鈣改性較為單一，且碳酸鈣顆粒表面吸附著一層鈣離子，呈弱堿性，抗酸性能差，只能應(yīng)用于中性或偏堿性造紙的填充劑，限制了其應(yīng)用范圍，其次由于碳酸鈣表面羥基的作用，使其表面親水疏油，不利于在非極性體系中均勻分散，將其填充于造紙中制得的復(fù)印紙防水性差、印刷性能差，且紙張印刷中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象，因而需要改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和配方比列，隨著納米材料的技術(shù)研究的不斷成熟，將其應(yīng)用于造紙?zhí)盍祥_發(fā)出一種具有耐酸、防水等功能的復(fù)印紙用多功能型改性納米碳酸鈣可以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣，由下列重量份的原料制成：碳酸鈣95-97、玉米淀粉16-19、谷氨酸8.3-8.8、無鐵硫酸鋁0.3-0.6、鋰皂石5-7、丙烯酸丁酯4-6、褐藻膠2-4、石蠟油1-3、苯并三唑0.4-0.6、水性氟碳乳液8-10、異氰酸丙基三乙氧基硅烷5.4-5.6、聚四氟乙烯2-3、納米活性炭粉3.1-3.3、去離子水適量。
所述的一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣的制作方法，包括以下步驟：
（1）將鋰皂石粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-4%的無鐵硫酸鋁溶液中浸漬10-12小時(shí)，過濾洗滌至中性加入熔融狀態(tài)的聚四氟乙烯攪拌混勻，冷卻至室溫，加入丙烯酸丁酯研磨1-2小時(shí)得改性鋰皂石粉；
（2）將玉米淀粉、納米活性炭粉攪拌混勻，加入異氰酸丙基三乙氧基硅烷超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性玉米淀粉；
（3）將步驟（2）制得的改性玉米淀粉用去離子水配制成濃度為3%的懸浮液，加入碳酸鈣、苯并三唑、步驟（1）物料攪拌混勻，置于90-100℃水浴中邊攪拌邊反應(yīng)2-3小時(shí)直至凝結(jié)成塊狀；
（4）把上述凝結(jié)成塊狀的物料搗碎烘干，加入谷氨酸、水性氟碳乳液及其他剩余成分用球磨機(jī)研磨至粒徑為600-800目之間，烘干出料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明先將玉米淀粉經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性后，再與碳酸鈣填料共混后進(jìn)行糊化溶脹，最后添加谷氨酸及其他有效成分研磨干燥處理，使碳酸鈣填料粒子的粒徑增大，一方面增大了碳酸鈣微粒間的距離，減小了分子間的相互作用，可改善碳酸鈣顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，另一方面能夠避免碳酸鈣填料與紙漿纖維的直接接觸，而變成淀粉凝膠與紙漿纖維的接觸，形成氫鍵聯(lián)接，增加了碳酸鈣填料粒子與紙漿纖維之間的結(jié)合力，減緩了加填紙強(qiáng)度性能的下降幅度，制得的改性碳酸鈣防潮、疏水親油、白度好、抗剪切性能強(qiáng)、留著率高，應(yīng)用于復(fù)印紙?zhí)盍峡商岣邚?fù)印紙的油墨吸收性能和印刷性。
具體實(shí)施方式
一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣，由下列重量份的原料制成：碳酸鈣95、玉米淀粉16、谷氨酸8.3、無鐵硫酸鋁0.3、鋰皂石5、丙烯酸丁酯4、褐藻膠2、石蠟油1、苯并三唑0.4、水性氟碳乳液8、異氰酸丙基三乙氧基硅烷5.4、聚四氟乙烯2、納米活性炭粉3.1、去離子水適量。
所述的一種具有疏水親油防潮效果的復(fù)印紙專用谷氨酸接枝改性碳酸鈣的制作方法，包括以下步驟：
（1）將鋰皂石粉碎加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-4%的無鐵硫酸鋁溶液中浸漬10-12小時(shí)，過濾洗滌至中性加入熔融狀態(tài)的聚四氟乙烯攪拌混勻，冷卻至室溫，加入丙烯酸丁酯研磨1-2小時(shí)得改性鋰皂石粉；
（2）將玉米淀粉、納米活性炭粉攪拌混勻，加入異氰酸丙基三乙氧基硅烷超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性玉米淀粉；
（3）將步驟（2）制得的改性玉米淀粉用去離子水配制成濃度為3%的懸浮液，加入碳酸鈣、苯并三唑、步驟（1）物料攪拌混勻，置于90-100℃水浴中邊攪拌邊反應(yīng)2-3小時(shí)直至凝結(jié)成塊狀；
（4）把上述凝結(jié)成塊狀的物料搗碎烘干，加入谷氨酸、水性氟碳乳液及其他剩余成分用球磨機(jī)研磨至粒徑為600-800目之間，烘干出料。
利用本發(fā)明制得的復(fù)印紙專用改性碳酸鈣填料表面光滑、親油、白度好，其體積平均粒徑由5.88μm增加至38.16μm；面積平均粒徑由1.73μm 增加至12.16μm；當(dāng)加入量為10%-40%時(shí)，其在紙頁抄造過程中的留著率提高幅度在28.28%-65.48%之間。