CN110004766B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN110004766B
CN110004766B CN201910353570.1A CN201910353570A CN110004766B CN 110004766 B CN110004766 B CN 110004766B CN 201910353570 A CN201910353570 A CN 201910353570A CN 110004766 B CN110004766 B CN 110004766B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium carbonate
emulsion
preparation
sizing agent
papermaking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910353570.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110004766A (zh
Inventor
王慧丽
于伟琦
赵英豪
冯金虎
彭庆港
宋兆萍
刘温霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qilu University of Technology
Original Assignee
Qilu University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qilu University of Technology filed Critical Qilu University of Technology
Priority to CN201910353570.1A priority Critical patent/CN110004766B/zh
Publication of CN110004766A publication Critical patent/CN110004766A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110004766B publication Critical patent/CN110004766B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/69—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents

Abstract

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。

Description

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
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。
本发明所涉及的包覆微粒过程中的搅拌方法，可采用超声、磁力搅拌等任一种搅拌方法。
本发明所涉及的造纸施胶剂，包括烯基琥珀酸酐（ASA）及烷基烯酮二聚体（AKD）。市售造纸施胶剂ASA常温下为液态。市售AKD常温下为固态，其熔点一般为45~55℃。为保证造纸施胶剂乳液的有效成分含量，造纸施胶剂与水相的质量比为1:2～15，优选的比例为1:4～9。
本发明所涉及海藻酸盐包覆的碳酸钙微粒作为造纸施胶剂的乳化剂，碳酸钙与造纸施胶剂的质量比为1:7～100，更优选的比例为1:12～60。
本发明所涉及的造纸施胶剂乳液的制备方案中，所涉及的造纸施胶剂与海藻酸盐包覆碳酸钙分散体系混合后的机械剪切作用可由任何一种搅拌或机械剪切设备提供，要求搅拌速度2000~12000转/分，更优选的方案是3000～10000转/分；搅拌时间2～10分钟，更优选的方案是3～6分钟，为造纸施胶剂在水中分散成小油滴提供足够的能量。
本发明所涉及的造纸施胶剂乳化时，ASA乳化油水温度范围为15~35℃，更为优选的是20~30℃。AKD油水相的温度范围为55～85℃，更为优选的是65～75℃。
本发明有益效果是：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。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
微粒制备：将1份碳酸钙分散于26.8份水中、0.2份海藻酸钠分散于20份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.01份葡萄糖酸内酯，至于超声中充分反应3小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品ASA 12份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于25℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于5000转/分转速下搅拌乳化3分钟。制得施胶剂与水相比为1:4的均一乳白色水包油型（O/W）ASA乳液。
浆内施胶效果：取100份杨木化学机械浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入1.5份上述ASA乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为65s。
实施例2
微粒制备：将1份碳酸钙分散于2.9份水中、0.1份海藻酸钠分散于10份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.005份葡萄糖酸内酯，至于超声中充分反应1小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品ASA 7份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于35℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于2000转/分转速下搅拌乳化5分钟。制得施胶剂与水相比为1:2的均一乳白色水包油型（O/W）ASA乳液。
浆内施胶效果：取100份针叶木漂白浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入0.9份上述ASA乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为42s。
实施例3
微粒制备：将1份碳酸钙分散于337份水中、2份海藻酸钠分散于200份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.05份葡萄糖酸内酯，在磁力搅拌作用下充分反应12小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品AKD 60份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于85℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于10000转/分转速下搅拌乳化2分钟。制得施胶剂与水相比为1:9的均一乳白色水包油型（O/W）AKD乳液。
浆内施胶效果：取100份阔叶木漂白浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入2份上述AKD乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为45s。
实施例4
微粒制备：将1份碳酸钙分散于1398份水中、1份海藻酸钠分散于100份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.03份葡萄糖酸内酯，在磁力搅拌作用下充分反应6小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品AKD 100份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于55℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于12000转/分转速下搅拌乳化10分钟。制得施胶剂与水相比为1:15的均一乳白色水包油型（O/W）ASA乳液。
浆内施胶效果：取100份杨木化学机械浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入3.2份上述AKD乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为55s。
实施例5
微粒制备：将1份碳酸钙分散于38.8份水中、0.2份海藻酸钠分散于20份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.01份葡萄糖酸内酯，在磁力搅拌作用下充分反应5小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品ASA 15份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于15℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于3000转/分转速下搅拌乳化3分钟。制得施胶剂与水相比为1:4的均一乳白色水包油型（O/W）ASA乳液。
浆内施胶效果：取100份针叶木漂白浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入1.5份上述ASA乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为62s。
实施例6
微粒制备：将1份碳酸钙分散于318.7份水中、0.3份海藻酸钠分散于30份水中，将上述两种分散液充分混合，加入0.02份葡萄糖酸内酯，至于超声中充分反应2小时，制得海藻酸盐包裹的碳酸钙微粒分散液。
乳液制备：称取工业品AKD 50份，与上述制备的碳酸钙微粒分散液至于65℃水浴中恒温，利用高速搅拌设备于8000转/分转速下搅拌乳化6分钟。制得施胶剂与水相比为1:7的均一乳白色水包油型（O/W）AKD乳液。
浆内施胶效果：取100份杨木化学机械浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入1.6份上述ASA乳液、0.03份CPAM，0.3份膨润土，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，利用液体渗透法（GB/T5405—2002）测得手抄片施胶度为57s。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一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，其特征在于，包括以下步骤：
（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。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的造纸施胶剂液态油相为烯基琥珀酸酐或烷基烯酮二聚体。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碳酸钙与海藻酸钠的质量比为1:0.1~2。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的碳酸钙与海藻酸钠的质量比为1:0.2~1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碳酸钙与葡萄糖酸内酯的质量比为1:0.005~0.05。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的碳酸钙与葡萄糖酸内酯的质量比为1:0.01~0.03。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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，所述的反应时间为1~12小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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，所述的反应时间为2~6小时。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的搅拌速度为2000~12000转/分；搅拌时间2～10分钟。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的搅拌速度为3000～10000转/分；搅拌时间3～6分钟。
11.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，ASA乳化油水温度范围为15~35℃；AKD油水相的温度范围为55～85℃。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，ASA乳化油水温度范围为20~30℃；AKD油水相的温度范围为65～75℃。
13.根据权利要求1-12之一所述的制备方法，其特征在于，所述的O/W型造纸乳液中造纸施胶剂与水相的质量比为1:2～15。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述的O/W型造纸乳液中造纸施胶剂与水相的质量比为1:4～9。
CN201910353570.1A 2019-04-29 2019-04-29 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 Active CN110004766B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910353570.1A CN110004766B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910353570.1A CN110004766B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110004766A CN110004766A (zh) 2019-07-12
CN110004766B true CN110004766B (zh) 2021-05-18

Family

ID=67174887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910353570.1A Active CN110004766B (zh) 2019-04-29 2019-04-29 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

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110004766B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113397122B (zh) * 2021-06-02 2022-04-26 华中农业大学 利用脱盐咸蛋清凝胶颗粒制备耐冻融皮克林乳液的方法
CN114059386A (zh) * 2021-11-16 2022-02-18 中国科学院理化技术研究所 一种具有防水防油性能的水性涂料及其制备方法和应用
CN115418740B (zh) * 2022-10-19 2024-01-26 立肯诺(上海)新材料科技有限公司 一种改性聚丙烯腈纤维及其制备方法
CN116554727A (zh) * 2023-03-31 2023-08-08 江西科态新材料科技有限公司 一种环保型水性油墨及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102268839A (zh) * 2011-07-25 2011-12-07 华南理工大学 Pickering乳液型ASA造纸施胶剂的制备方法
CN105178095A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 福建省晋江优兰发纸业有限公司 一种用海藻酸钠改性pcc的方法及其在制备纸张上的应用
CN105908567A (zh) * 2016-04-26 2016-08-31 齐鲁工业大学 一种无表面活性剂烷基烯酮二聚体乳液的制备方法
CN108867173A (zh) * 2018-07-05 2018-11-23 朱文杰 一种造纸施胶剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102268839A (zh) * 2011-07-25 2011-12-07 华南理工大学 Pickering乳液型ASA造纸施胶剂的制备方法
CN105178095A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 福建省晋江优兰发纸业有限公司 一种用海藻酸钠改性pcc的方法及其在制备纸张上的应用
CN105908567A (zh) * 2016-04-26 2016-08-31 齐鲁工业大学 一种无表面活性剂烷基烯酮二聚体乳液的制备方法
CN108867173A (zh) * 2018-07-05 2018-11-23 朱文杰 一种造纸施胶剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN110004766A (zh) 2019-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110004766B (zh) 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
EP0888479B1 (en) Paper size and paper sizing process
CN102268839B (zh) Pickering乳液型ASA造纸施胶剂的制备方法
US4816073A (en) Aqueous dispersions, a process for their preparation and the use of the dispersions as sizing agents
EP0208667B1 (en) Aqueous dispersions, a process for their preparation and the use of the dispersions as sizing agents
MX2013010757A (es) Composiciones de apresto.
EP0961855B1 (en) Aqueous dispersions of a hydrophobic sizing agent
AU2020102641A4 (en) Alkenyl succinic anhydride paper sizing agent emulsion and preparation method and application thereof
RU2418902C2 (ru) Эмульсия для проклейки бумаги, способ ее получения и применение
US3096232A (en) Aqueous emulsions of waxes and resins
CN101874997A (zh) 淀粉基复配型asa配套乳化剂的生产工艺
CN106283862B (zh) 一种造纸用消泡剂组合物及其制备方法
CN105908567B (zh) 一种无表面活性剂烷基烯酮二聚体乳液的制备方法
CN105696417B (zh) 一种无表面活性剂的akd乳液的制备方法
CN102493272B (zh) 一种asa乳液施胶剂及其制备方法
AU2009316222A1 (en) Composition for sizing paper
CN113186752A (zh) 一种硼交联有机化合物凝胶乳化剂
CN107489064A (zh) 一种活性剂的akd乳液的制作方法
CN112813729B (zh) 一种抗水解烯基琥珀酸酐施胶剂及其制备方法和应用
US10933352B2 (en) Emulsion foam reducer for wet processing of cellulose or woodbased products or in food processing
CN108517717A (zh) 一种结膜强度高粘结力优的乳化剂及其制备方法
CN102199899A (zh) 一种烯基琥珀酸酐施胶剂
LU500291B1 (en) Akd/asa composite papermaking sizing agent and preparation method and application thereof
EP0177260A1 (en) Aqueous dispersed solution of substituted succinic anhydride and process for producing the same
CN104120626A (zh) 一种施胶剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant