一種akd改性硅酸鈉抄造的紙張及其制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種施膠加填后的紙張，特別是一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] AKD，中文名稱(chēng)：烷基烯酮二聚體，英文名稱(chēng)：alkylketene dimmer。AKD是一種不 飽和內(nèi)酯，產(chǎn)品是不溶于水的蠟狀固體，熔點(diǎn)為51~52°C左右。用于造紙施膠劑的AKD必 須制成乳液，其產(chǎn)品的顆粒粒徑約為〇. 5~2 μ m，乳液呈白色，且極易水解，所以一般貯存 期較短，僅3~6個(gè)月。目前由于合成和乳化技術(shù)的發(fā)展，AKD乳液的固含量可達(dá)40%或更 高，其水解和遷移傾向被大大限制。作為一種反應(yīng)型中性造紙施膠劑，主要用作銅板原紙、 復(fù)印紙、檔案紙、字典紙以及優(yōu)質(zhì)書(shū)寫(xiě)紙等紙種的內(nèi)施膠。施膠PH值可達(dá)8.0左右，固可稱(chēng) 為堿性施膠，為國(guó)內(nèi)外廣泛采用。本品也可用作表面施膠使用。
[0004] 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活和文化水平的提高，科技的進(jìn)步， 推動(dòng)了特殊紙種在各領(lǐng)域中作為新材料的廣泛應(yīng)用。某些特殊填料可以賦予紙張?zhí)厥獾男?能，例如，磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、導(dǎo)電性、除臭性、高松厚性、熱緩沖/隔熱性、光 致發(fā)光性，使加填紙張成為特種紙來(lái)滿足人們對(duì)紙張更多新性能的需求 然而，在紙張中加填也對(duì)紙張質(zhì)量和造紙工業(yè)生產(chǎn)造成負(fù)面影響，加填的紙張，由于填 料分散于纖維之間，使紙張的結(jié)構(gòu)疏松多孔，減少了纖維間的相互接觸和氫鍵結(jié)合，使紙張 的物理強(qiáng)度下降，加填還會(huì)使紙張掉毛掉粉現(xiàn)象增加，并使紙張毛細(xì)孔增加，提高了紙張的 吸收性，減小紙張的伸縮變形和保水性能，加填還會(huì)降低紙張的施膠度，尤其是堿性填料對(duì) 酸性施膠的危害更大。
[0005] 硅酸鈉為無(wú)色正交雙錐結(jié)晶或白色至灰白色塊狀物或粉末。能風(fēng)化。在KKTC時(shí) 失去6分子結(jié)晶水。易溶于水，溶于稀氫氧化鈉溶液，不溶于乙醇和酸。熔點(diǎn)40~48°C。 低毒，可作為分析試劑。防火劑。黏合劑。水玻璃(硅酸鈉)涂刷或浸漬材料后，能滲入縫隙 和孔隙中，固化的硅凝膠能堵塞毛細(xì)孔通道，提高材料的密度和強(qiáng)度，從而提高材料的抗風(fēng) 化能力。
[0006] 紙是在紙機(jī)上抄造形成的，濕紙頁(yè)在網(wǎng)部的脫水成形，再經(jīng)壓榨及干燥部的進(jìn)一 步強(qiáng)化脫水而成。造紙過(guò)程中加入礦物填料不僅可用來(lái)改進(jìn)紙張的光學(xué)性能、平滑度和印 刷適印性等，而且節(jié)約能源、降低原料消耗、提高紙品性能和產(chǎn)量，在造紙領(lǐng)域廣泛采用。
[0007] 目前的紙張漿內(nèi)施膠劑主要有松香膠、強(qiáng)化松香膠、分散松香膠、石油樹(shù)脂膠、石 蠟?zāi)z等，其中松香類(lèi)施膠劑和石油樹(shù)脂類(lèi)施膠劑主要用于酸性抄紙，對(duì)填料改性效果較差， 難以達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。因此迫切希望找到一種填料改性方法，在增強(qiáng)紙張性能的同 時(shí)賦予紙張良好的施膠性。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 對(duì)硅酸鈉進(jìn)行表面改性是減小其不良影響的有效途徑。用AKD的鉀鹽或鈉鹽與淀粉或 鋁鹽的復(fù)合物對(duì)硅酸鈉改性，改性后硅酸鈉表面的復(fù)合物可為改性劑提供結(jié)合點(diǎn)，在一定 程度上能提高AKD的施膠效率。
[0009] 本發(fā)明為了降低硅酸鈉加填對(duì)紙張的負(fù)面影響，提高其對(duì)抄紙適應(yīng)性，賦予紙張 更多的特殊性能。研發(fā)了一種AKD改性硅酸鈉，使表面改性和加填合二為一，緩解了加填對(duì) 紙張的損傷，提高了紙張的性能。采用AKD改性硅酸鈉的方式，顯著提高了紙張表面的粗糙 度，降低紙張表面能，使處理后的紙張靜態(tài)接觸角明顯增加，獲得了良好的疏水性能。所采 用的制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，具有實(shí)用價(jià)值。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為 5% -20%的水溶液，浸漬濾紙l-3min后，將濾紙?jiān)?00-105°C下烘干編號(hào)；（2)將濃度為 8-12%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉：AKD = 1 :1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于AKD-乙醇 溶液中，獲得含有硅酸鈉的AKD -乙醇溶液，將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該 AKD-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。
[0011] 優(yōu)選的，步驟（2)中用涂料刮棒將所述的AKD改性硅酸鈉在所述濾紙表面進(jìn)行涂 布，涂布量要控制為5-10g/m 2 優(yōu)選的，步驟（2)中用涂料刮棒將所述的AKD改性硅酸鈉在所述濾紙表面進(jìn)行涂布，涂 布量要控制為8g/m2 優(yōu)選的，將含有硅酸鈉的AKD -乙醇溶液超聲振蕩5-10min。
[0012] 優(yōu)選的，將所述提拉浸漬后的濾紙?jiān)诤銣毓娘L(fēng)干燥箱于l〇〇°C -105°c干燥 15_20min〇
[0013] 一種AKD改性硅酸鈉，組成為AKD 8-12份，硅酸鈉2-3份、乙醇90-85份；按如 下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5% -20%的水溶液，浸漬濾紙l-3min后，將 濾紙?jiān)?00-105°C下烘干編號(hào)；（2)將濃度為8-12%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉 ：AKD = 1 : 1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于AKD-乙醇溶液中，即得。
[0014] 本發(fā)明有益的效果是： (1) 降低硅酸鈉加填對(duì)紙張的負(fù)面影響，緩解了硅酸鈉加填對(duì)紙張的損傷，提高其對(duì)抄 紙適應(yīng)性 (2) 提高了 AKD改性硅酸鈉抄造的紙張表面的粗糙度，降低其表面能，顯著增加處理后 的紙張靜態(tài)接觸角，獲得高抗水性紙張 (3) 紙?jiān)谫x予紙張較高的抗水性同時(shí)，也紙張具有抗菌性、憎液性能和很強(qiáng)的抗酸堿性 能。
[0015] (4)使本來(lái)不能應(yīng)用于酸性抄紙的硅酸鈉填料可以在酸性條件下使用，節(jié)約了酸 性抄紙的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是不同工藝抄造的紙張的靜態(tài)接觸角 圖2 AKD改性硅酸鈉用量對(duì)抄片紙張疏水性的影響 其中，a.吸水紙，b.普通抄造紙張，c.實(shí)施例1抄造紙張，d.實(shí)施例2抄造的紙張。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。應(yīng)該說(shuō)明的是，下述說(shuō)明僅是為了解 釋本發(fā)明，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0018] 實(shí)施例1 : 一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備： (1) 先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5 %的水溶液，浸漬濾紙Imin后，將濾紙?jiān)?00°C下烘 干編號(hào)； (2) 將濃度為8%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉：AKD = 1 :1的比例加入硅酸鈉分散于 AKD-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的AKD -乙醇溶液，將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾 紙，在該AKD-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24h，即得。
[0019] 實(shí)施例2: 一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備： (1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為20 %的水溶液，浸漬濾紙3min后，將濾紙?jiān)?05 °C下 烘干編號(hào)；（2)將濃度為12%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉 ：AKD = 1 :4的比例加入硅酸鈉分 散于AKD-乙醇溶液中，超聲振蕩8 min獲得含有硅酸鈉的AKD -乙醇溶液，用涂料刮棒將 配制的AKD-乙醇溶液在所述濾紙表面進(jìn)行涂布，涂布量要控制為8g/m2 ;之后，將所述提拉 浸漬后的濾紙?jiān)诤銣毓娘L(fēng)干燥箱于l〇5°C干燥15min，即得。
[0020] 實(shí)驗(yàn)材料 濾紙購(gòu)自石家莊京豐達(dá)紙業(yè)有限公司，其余化學(xué)藥品均為市售工業(yè)品，購(gòu)自上海朗瑞 精細(xì)化學(xué)品有限公司。所有實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法：均按GB/T1548-2004標(biāo)準(zhǔn)。
[0021] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表1不同抄造工藝對(duì)紙張纖維形態(tài)的影響 Table I Effect of different process on fiber morphology 表2不同抄造工藝對(duì)紙張的強(qiáng)度的影響
Table 2 Effect of different process on paper properties
表3不同AKD用量對(duì)紙張的靜態(tài)接觸角的影響 Table 3 Effect of different dosage on contact angle of treated paper
12% 丨 139 I 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的 限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要 付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征在于，按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配 成質(zhì)量濃度為5% -20%的水溶液，浸漬濾紙l-3min后，將濾紙?jiān)?00-105°C下烘干編號(hào)； (2)將濃度為8-12%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉：AKD = 1 :1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于 AKD-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的AKD -乙醇溶液，將步驟（1)中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾 紙，在該AKD-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，步驟（2)中用涂料刮 棒將所述的AKD改性硅酸鈉在所述濾紙表面進(jìn)行涂布，涂布量要控制為5-10g /m2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，步驟（2)中用涂料刮 棒將所述的AKD改性硅酸鈉在所述濾紙表面進(jìn)行涂布，涂布量要控制為8g/m 2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，將含有硅酸鈉的 AKD -乙醇溶液超聲振蕩5-10min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，其特征是，將所述提拉浸漬后的 濾紙?jiān)诤銣毓娘L(fēng)干燥箱于l〇〇°C -105°C干燥15-20min。6. -種AKD改性硅酸鈉，組成為AKD 8-12份，硅酸鈉2-3份、乙醇90-85份；其特征在 于，按如下步驟制備：（1)先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5% -20%的水溶液，浸漬濾紙l-3min 后，將濾紙?jiān)?00-105°C下烘干編號(hào)；（2)將濃度為8-12%的AKD于乙醇中，按硅酸鈉 ：AKD =1 :1~1 :4的比例加入硅酸鈉分散于AKD-乙醇溶液中，即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種AKD改性硅酸鈉抄造的紙張，按如下步驟制備：（1）先將硫酸鋁配成質(zhì)量濃度為5％-20％的水溶液，浸漬濾紙1-3min后，將濾紙?jiān)?00-105oC下烘干編號(hào)；（2）將濃度為8-12％的AKD于乙醇中，按硅酸鈉:AKD＝1：1~1：4的比例加入硅酸鈉分散于AKD-乙醇溶液中，獲得含有硅酸鈉的AKD－乙醇溶液，將步驟（1）中所述經(jīng)硫酸鋁浸漬的濾紙，在該AKD-硅酸鈉的乙醇溶液中提拉浸漬數(shù)次；之后，先風(fēng)干24-48h，即得。
【IPC分類(lèi)】D21H17/67, D21H17/69
【公開(kāi)號(hào)】CN105507064
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410486395
【發(fā)明人】劉瑾
【申請(qǐng)人】劉瑾
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月23日