CN101280536A - 数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法。工艺包括：1)用异丙醇和水将异丙醇铝水解；2)将水解液进行蒸馏，得到异丙醇；3)将异丙醇浓缩、调酸碱度、加入二次粒径分布调节剂作调节处理；4)最后，在水合氧化铝分散液中以滴加方式加入酸溶液稳定剂，得到粒径稳定的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液。它解决了原数码彩喷影像纸涂料中纳米水合氧化铝材料制造时，需经干燥，易团聚，纳米粒子分散不均匀及生产、使用过程中有粉尘污染的难题。本发明的纳米水合氧化铝分散液具有高效、节能、环保的效果。像纸的面层，透光性、抗裂性、吸墨性好，亮度高，色彩明亮，立体感强。适合数码彩喷影像纸生产一次涂布用。
Description
技术领域
本发明涉及一种数码彩喷影像纸面层涂料配制用纳米水合氧化铝分散液的制造方法。
背景技术
已有的数码彩喷影像纸，其面层用的涂料都是由填料固体氧化硅、氧化铝粉体在水中高速分散后，加胶粘剂等多种助剂配制而成的涂料。文献见《陶瓷学报》2004(9)的湿化学法制备纳米氧化铝粉末的研究进展。还有CN200410065606.0的纳米级环保型彩色数码打印纸专用涂料、CN1544252A的一种防水高光喷墨打印介质、《上海造纸》2004(4)的提高亚光彩色喷墨纸质量探索等文献描述的方法，其所云都是通过上述固体填料经分散，制成分散液，再添加胶粘剂等多种助剂，制成涂布液，再涂布在树脂淋膜基纸上、经烘干而获得制品。然而固体填料分散时，填料粒子的粒径及分布均匀性难保证，分散不均匀会影响涂层透光性、抗裂性、吸墨性，且这些粉体纳米填料制造时的干燥过程耗能大，容易发生团聚。在生产和使用过程中会产生粉尘污染。
本发明的纳米水合氧化铝是一种不经干燥的分散液，可直接配制生产数码彩喷影像纸的涂布液，是一种高效、节能的生产方法，是一种生产和使用过程克服了粉尘污染的环保生产工艺，未见有文献报道。
发明内容
本发明是要提出一种数码彩喷影像纸面层涂料中关键材料纳米水合氧化铝的制备方法。它解决了现有技木的数码彩喷影像纸涂料中纳米材料制造时，物料需经干燥处理，制成粉体，易团聚，再加水分散，纳米粒子分散不均匀、生产和使用过程有粉尘污染的难题。
本发明方法以异丙醇铝为原料，经水解反应后，循环利用异丙醇，水解产生的氢氧化铝经加热处理，生成水合氧化铝分散液，添加适量的二次粒径分布调节剂，调节纳米粒子粒径分布，作稳定化处理后即可获得。此分散液用于配制数码彩喷影像纸面层涂料。
本发明的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法，其特征在于，工艺步骤包括：
1)、将异丙醇铝在水和异丙醇溶解中升温进行水解反应，水解液中的氢氧化铝，经加热转型为水合氧化铝；
2)、将水解液加热蒸馏，得到异丙醇，并循环利用；
3)、将异丙醇浓缩、调酸碱度、加入二次粒径分布调节剂作调节处理
异丙醇液经加热浓缩至固含量为20～30％，然后调节酸碱度，使PH值在5～10范围内，再加入适量的二次粒径分布调节剂，搅拌均匀，进行二次粒径分布调节，制成粒径100至500nm的水合氧化铝分散液；
4)、最后，在水合氧化铝分散液中以滴加方式加入酸溶液稳定剂，得到粒径稳定的数码彩喷影像纸面层涂料用纳米水合氧化铝分散液。
所述的浓缩加热温度为100℃～180℃。
所述的调节剂为1％的硫酸钠、1％的聚乙二醇400、10％的聚乙二醇6000、10％的辛醇聚氧乙烯醚、1％的聚丙烯酸或1％的十二烷基苯磺酸中一种和几种混合物。
所述的酸溶液稳定剂为1％的醋酸、0.1％的盐酸或1％的硝酸。
本发明的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的生产过程高效、节能、环保。制得的产品用来配制数码彩喷影像纸的面层涂料，无粉尘污染，适合一次涂布，涂布工艺简单。生产的数码彩喷影像纸的面层，透光性、抗裂性、吸墨性好，亮度高，色彩明亮，立体感强。
具体实施方式
以下给出实施例：
实施例1
在2000毫升烧瓶(反应容器)中，加入230克含15％异丙醇水溶液，加热升温至50℃，加入碎粒状异丙醇铝100克，搅拌、升温至82℃，产生回流，反应3小时。反应结束后，水解液中的氢氧化铝，经加热转型为水合氧化铝；水解液进行升温蒸馏，收取蒸出的异丙醇，前期蒸出异丙醇浓度高，后期蒸出的异丙醇相对低浓度。将异丙醇液在110℃下加热约24小时，使之浓缩到固含量为20％，调节PH值至8.5，再加入二次粒径分布调节剂1％的硫酸钠0.1克，搅拌之。当测试粒子的二次粒径分布在100-200nm时，滴加1％的醋酸5克作稳定处理。
实施例2
在2000毫升烧瓶中，加入450克含33％异丙醇水溶液，在常温下，加入粉碎的异丙醇铝100克，搅拌，并升温至产生回流，约82℃左右，反应3小时。反应结束后，进行升温蒸馏，收取蒸出的异丙醇，前期蒸出异丙醇浓度高，后期蒸出的异丙醇相对低浓度。在130℃加热约18小时，调节PH至7.5，浓缩到固含量22％，加入二次粒径分布调节剂：1克1％的聚乙二醇400，1％的硫酸钠0.1克，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在250-600nm时，逐渐滴加1％的醋酸3克作稳定处理。
实施例3
在2000毫升烧瓶中，加入600克含50％异丙醇水溶液，加热升至70℃，加入粉碎的异丙醇铝100克，搅拌，并升温至产生回流，约82℃左右，反应3小时。反应结束后，进行升温蒸馏，收取蒸出的异丙醇，前期蒸出异丙醇浓度高，后期蒸出的异丙醇相对低浓度。在180℃加热约1小时，浓缩到固含量30％，加入二次粒径分布调节剂：2克10％的聚乙二醇6000，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在100-150nm时然后逐渐滴加0.1％的盐酸10克，作稳定处理。
实施例4
在20升反应釜中，加入10千克含90％异丙醇水溶液，在常温下，加入粉碎的异丙醇铝2千克，搅拌，并升温至产生回流，反应3小时。反应结束后，进行升温蒸馏，收取蒸出的异丙醇，蒸出物达到9千克时，加10千克水，再蒸馏至无异丙醇馏出。前期蒸出异丙醇浓度高，后期蒸出的异丙醇相对低浓度。在100℃加热～24小时，加醋酸调PH到7.5，浓缩到固含量20％，加入二次粒径分布调节剂1％硫酸钠1克，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在300-500nm时，逐渐滴加1％醋酸5克，作稳定处理。
实施例5
在1000升反应釜中，加入500含80％异丙醇水溶液，在常温下，加入异丙醇铝液体100千克，搅拌，并升温至产生回流，反应3小时。反应结束后，升温蒸馏，蒸出异丙醇，蒸出物达到400克时，加500千克水，再蒸馏至无异丙醇馏出。在100℃加热～24小时，加硝酸调PH到6.5，浓缩到固含量20％，加入二次粒径分布调节剂：10％辛醇聚氧乙烯醚100克，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在100-200nm时，逐渐滴加1％硝酸500克，作稳定处理。
实施例6
在20升反应釜中，加入10含80％异丙醇水溶液，在常温下，加入粉碎的异丙醇铝2千克，搅拌，并升温至产生回流，反应3小时。反应结束后，升温蒸馏，蒸出异丙醇，蒸出物达到9千克时，加10千克水，再蒸馏至无异丙醇馏出。在160℃加热～24小时，加醋酸调PH到6.5，浓缩到固含量20％，加入二次粒径分布调节剂1％聚丙烯酸10克，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在400-500nm时，逐渐滴加10％醋酸5克，作稳定处理。
实施例7
在2000毫升烧瓶中，加入600克含50％异丙醇水溶液，加热升至70℃，加入粉碎的异丙醇铝100克，搅拌，并升温至产生回流，反应3小时。反应结束后，升温蒸馏，蒸出异丙醇，前期蒸出异丙醇浓度高，后期蒸出的异丙醇相对低浓度。在180℃加热～10小时，调节PH至6.5，浓缩到固含量25％，加入二次粒径分布调节剂1％十二烷基苯磺酸1克，搅拌。当测试粒子的二次粒径分布在100-300nm时，逐渐滴加0.1％盐酸10克，作稳定处理。
实施例8
实施例1至实施例7中蒸出的异丙醇，最高浓度达到99％以上，浓度高于88％的部分再经蒸馏可得到浓度高于99％，用于异丙醇铝的生产原料；浓度低于88％的部分，用于配制本发明工艺用的异丙醇铝水解液。除少量损失和挥发外，异丙醇可循环使用。
实施例9
实施例4至实施例6的工艺中，前期蒸出的异丙醇浓度为99％，无需再蒸馏，即可直接用做异丙醇铝的生产原料；加水后蒸出的异丙醇浓度在88％以下，从88％逐渐下降到蒸出液中无异丙醇为止，累结这部分蒸出液，异丙醇浓度平均在30-70％之间，用于本发明工艺配制异丙醇铝水解液，物料平衡，无需额外添加异丙醇。
Claims (4)
1. 一种数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法，其特征在于，工艺步骤包括：
1)、将碎粒状异丙醇铝在水和异丙醇中升温进行水解反应，水解液中的氢氧化铝，经加热转型为水合氧化铝；
2)、将水解液加热蒸馏，得到异丙醇，并循环利用；
3)、将异丙醇浓缩、调酸碱度、加入二次粒径分布调节剂作调节处理
异丙醇液经加热浓缩至固含量为20～30％，然后调节酸碱度，使PH值在5～10范围内，再加入适量的二次粒径分布调节剂，搅拌均匀，进行二次粒径分布调节，制成粒径100至500nm的水合氧化铝分散液；
4)、最后，在水合氧化铝分散液中以滴加方式加入酸溶液稳定剂，得到粒径稳定的数码彩喷影像纸面层涂料用纳米水合氧化铝分散液。
2. 根据权利要求1所述的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法，其特征在于所说的加热温度为100℃～180℃。
3. 根据权利要求1所述的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法，其特征在于所说的调节剂为1％的硫酸钠、1％的聚乙二醇400、10％的聚乙二醇6000、10％的辛醇聚氧乙烯醚、1％的聚丙烯酸或1％的十二烷基苯磺酸。
4. 根据权利要求1所述的数码彩喷影像纸用纳米水合氧化铝分散液的制造方法，其特征在于所说的酸溶液稳定剂为1％的醋酸、0.1％的盐酸或1％的硝酸。
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