專利名稱：：一種二氧化硅、其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種二氧化硅、其制備方法以及其在吸墨涂層中的應用。
背景技術：
：長期以來，二氧化硅一直作為應用最廣泛的空隙型吸墨涂層顏料用于彩色噴墨打印紙中。彩色噴墨打印紙通過連續(xù)移動的基質巻材涂布制造，這種制造方式需要將確定量的固體成分涂布于基質上才能賦予其優(yōu)良的打印性能，因此，涂料的固體含量和粘度決定了涂布的效率。一般而言，固體含量越高，可獲得的涂布效率就越高。然而，高固體含量往往帶來體系的高粘度，不利于在線涂布。CN1315905A公開了一種涂料組合物，包括無機氧化物與水溶性聚合物和非離子膠乳聚合物的混合物，利用這種組合物可以得到固含量高至20%同時具有較低粘度的涂料，然而，這種涂料組合物對于其中的各組分都有特別的要求，不利于技術的推廣。
發(fā)明內容本發(fā)明提供一種二氧化硅，其中，孔容0.5-1.2cm7g;比表面積100-280m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d5。2-15iam;并且0.16《(孔容+9.569x10-3xDBP吸收值)/d"0.58，其中，比表面積為BET法測定的二氧化硅的比表面積；DBP為鄰苯二曱酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；孔容指二氧化硅的孔容，單位為cmVg二氧化硅；"為二氧化硅粒徑分布的中位徑，單位為ym。如上所述的二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調節(jié)pH值至8-11，反應完全后調節(jié)pH至3-4，加熱至50-70X:，再調節(jié)pH至8-ll;(b)將反應混合物升溫至80-105t:老化2-30h(小時)；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100匸下反應；(e)反應完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。本發(fā)明的二氧化硅可顯著提高其用于吸墨涂層的性能。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對組成該涂層的其它組分無特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強等優(yōu)良的打印性能。因此，本發(fā)明還涉及一種包括前述二氧化硅作為顏料的吸墨涂層的噴墨打印紙。本發(fā)明還涉及前述二氧化硅作為噴墨打印紙中吸墨涂層用顏料的用途。具體實施例方式本發(fā)明的二氧化硅的特征在于，孔容0.5國1.2cmVg;比表面積100-280m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d502-15jnm;并且0.16《(孔容+9.569x10_3xDBP吸收值)/d5?！?.58。令人驚訝的是，發(fā)明人意外地發(fā)現，采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對組成該涂層的其它組分無特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強等優(yōu)良的打印性能。在本發(fā)明的二氧化硅中，所述孔容優(yōu)選為0.6-1.lcmVg，進一步優(yōu)選為0.7-1.OcmVg;所述比表面積優(yōu)選為150-250m2/g,進一步優(yōu)選為190-210m7g;所述DBP吸收值優(yōu)選為250-300g/100g，進一步優(yōu)選為270-290g/100g;所述(15。優(yōu)選為5-12jum,進一步優(yōu)選為8-10pm;所述式(孔容+9.569x10—3xDBP吸收值)/d5。的值優(yōu)選介于0.22和0.45之間，進一步優(yōu)選介于0.28和0.35之間。在本發(fā)明中，孔容按照DIN66134方法測定；比表面積按照DIN66131測定；DBP吸收值按照DIN53601方法測定；山。是二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1測定。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，0.20《100xpx孔容/DBP吸收值<0.60，其中p為DBP的密度，為1.045g/cm3。在本發(fā)明的一個進一步優(yōu)選的實施方案中，0.27<100xpx孔容/DBP吸收值《0.48。在本發(fā)明中，上述的二氧化硅寬泛特征和各種優(yōu)選特征之間可以互相組合，構成不同的實施方案；這也同樣適用于下述的制備方法、噴墨打印紙及應用。上述二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調節(jié)pH值至8-11，反應完全后調節(jié)pH至3-4，加熱至50-70lC,再調節(jié)pH至8-ll;(b)將反應混合物升溫至80-105X:老化2-30h(小時)；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100"C下反應；(e)反應完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。在該制備方法的步驟(a)中，所述硅酸鈉溶液濃度優(yōu)選為0.5-2M，所述酸通常為20-40wt。/U重量百分比)的稀硫酸，也可使用稀鹽酸(例如，5-25wt%)或其它可達到本發(fā)明效果的酸。硅酸鈉和酸的反應溫度優(yōu)選15-30*C。在該制備方法的步驟(d)中，所述硅酸鈉溶液的濃度優(yōu)選與步驟(a)中硅酸鈉溶液的濃度相同，且優(yōu)選為0.5-2M。所述pH值優(yōu)選為6.5-7.5，反應溫度優(yōu)選為75-95"C、進一步優(yōu)選為80-90匸。本發(fā)明的二氧化硅特別適用于彩色噴墨打印紙的吸墨涂層。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對組成該涂層的其它組分無特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強等優(yōu)良的打印性能。因此，本發(fā)明還涉及一種包括本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層的噴墨打印紙。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的二氧化硅作為吸墨涂層用顏料的用途。以下將結合實施例詳細描述本發(fā)明。然而，應了解這些實施例只為說明目的，本發(fā)明的范圍并不限制于此。實施例1將1000m1濃度為1.5M的硅酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應釜中，控制溫度為20°C，在不斷攪拌情況下加入20wt。/。的稀硫酸至pH為10，攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH4，加熱至65。C加入氨水，調節(jié)pH值至lO,升溫至100。C老化2h，老化結束后加酸至pH值3，陳化lh,陳化結束后再次加入1.5M硅酸鈉溶液至pH值7.5，并于801C下攪拌30min,過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。實施例2將1000ml濃度為2.OM的珪酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應釜中，此時溫度為30°C，不斷攪拌情況下加入20wt。/。的稀石危酸至pH為10，攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH3，加熱至50。C加入氨水，調節(jié)pH值至9，升溫至IO(TC老化lh，老化結束后加酸至pH值3，陳化3h，陳化結束后再次加入2.0M水玻璃至pH值6.5,并于901C下攪拌30min，過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。上述實施例及市售二氧化硅(P508，由Grace生產)的產品參數如下表所示。二氧化硅的測試方法為孔容按照DIN66134方法測定；比表面積按照DIN66131測定；DBP吸收值按照DIN53601方法測定；ds。為二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1采用激光粒度儀(JL-1166,由成都精新粉體測試設備公司生產)測定。7表l二氧化硅檢測結果樣品孔容(cmVg)比表面積、(m7g)DBP值(g/100g)(jum)入*實施例11.1220300100.40實施例20.719525590.35GraceP5081.833032080.61*其中入=(孔容+9.569x1()-3xDBP吸收值)/d應用實施例1取上述實施例2中制備的二氧化硅20克，分散到IOO克水中，分散條件為1000r/min，分散5分鐘，制得料漿A。將5克PVA(聚乙烯醇)緩慢加入到"毫升951C熱水中攪拌1小時，冷卻后加入20克乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液，繼續(xù)攪拌再加入10克PF30(陽離子型固色劑，杭州綠興環(huán)保材料有限公司)，制得料漿B。最后，將料漿A和B混合，以1000r/min分散10分鐘，制得最終涂料。應用實施例2按照應用實施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅的量為25克。應用實施例3按照應用實施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅的量為30克。應用實施例4按照應用實施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化珪吸墨顏料GraceP508。應用實施例5按照應用實施例2中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化硅吸墨顏料GraceP508。應用實施例6按照應用實施例3中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化硅吸墨顏料GraceP508。分別使用涂-4粘度杯(由天津材料試驗機廠生產)和NDJ-79旋轉粘度計(由上海安德儀器設備有限公司生產)測試室溫(251C)下的粘度，以比較由本發(fā)明二氧化硅產品和GraceP508制得的涂料的粘度值，粘度值越低，說明高固低粘的性能越好，結果見表2。將上述涂料分別用絲棒涂布到140g/i^的紙基上，在室溫下干燥24小時，制得涂布量為10g/n^的樣紙，每種涂料涂布3張樣紙，在EpsonR270噴墨打印機(由愛普生(中國)有限公司生產)上打印色塊圖，用X-rite500分光密度儀(由X-Rite生產)測試色塊密度，色塊密度的值越高說明其色彩還原性越好。表2檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求1.本發(fā)明的二氧化硅，其中，孔容0.5-1.2cm3/g；比表面積100-280m2/g；DBP吸收值200-350g/100g；d502-15μm；并且0.16≤(孔容+9.569×10-3×DBP吸收值)/d50≤0.58，其中，DBP為鄰苯二甲酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；孔容指二氧化硅的孔容，單位為cm3/g二氧化硅；d50為二氧化硅粒徑分布的中位徑，單位為μm。2.權利要求1的二氧化硅，其中所述孔容優(yōu)選為0.6-1.lcmVg,進一步優(yōu)選為0.7-1.OcmVg;所述比表面積優(yōu)選為150-250m2/g，進一步優(yōu)選為190-210m7g;所述DBP吸收值優(yōu)選為250-300g/100g，進一步優(yōu)選為270-290g/100g;所述ds。優(yōu)選為5-12/am,進一步優(yōu)選為8-10/am;所述式(孔容+9.569x10—3xDBP吸收值)/d5。的值優(yōu)選為介于0.22和0.45之間，進一步優(yōu)選介于0.28和0.35之間。3.權利要求1或2的二氧化硅，進一步滿足下式0.20<100xpx孔容/DBP吸收值《0.60，其中p為DBP的密度，為1.045g/cm3。4.權利要求3的二氧化硅，滿足0.27《100xpx孔容/DBP吸收值《0.48。5.權利要求1的二氧化硅的制備方法，包括(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調節(jié)pH值至8-11,反應完全后調節(jié)pH至3-4，加熱至50-70"C，再調節(jié)pH至8-ll;(b)將反應混合物升溫至80-105"C老化2-30h;(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100匸下反應；(e)反應完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。6.權利要求5的方法，其中在步驟(d)中，所述硅酸鈉溶液濃度為[0.5-2M。7.權利要求5或6的方法，其中在步驟(d)中，所述pH為6.5-7.5。8.權利要求5或6的方法，其中在步驟(d)中，反應溫度優(yōu)選為75-95°C、進一步優(yōu)選為80-90lC。9.權利要求1或2的二氧化硅作為吸墨涂層用顏料的用途。10.彩色噴墨打印紙，包括權利要求1或2的二氧化硅作為顏料。全文摘要本發(fā)明涉及一種二氧化硅、其制備方法以及其在吸墨涂層中的應用。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對組成該涂層的其它組分無特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強等優(yōu)良的打印性能。所述二氧化硅的特征在于孔容0.5-1.2cm³/g；比表面積100-280m²/g；DBP吸收值200-350g/100g；d₅₀2-15μm；并且0.16≤(孔容+9.569×10^-3×DBP吸收值)/d₅₀≤0.58，其中，各符號意義如說明書所述。文檔編號C01B33/12GK101475178SQ20091000601公開日2009年7月8日申請日期2009年1月22日優(yōu)先權日2009年1月22日發(fā)明者憶張,操應軍,李寶德,樊新華,裴亞利,鄭連營,靳桂茵申請人:北京航天賽德科技發(fā)展有限公司