一种asa改性纳米二氧化钛抄造的纸张及其制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种加填抄造后的纸张，特别是一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸 张及其制备方法。
【背景技术】
[0003] ASA (中文名称：烯基琥珀酸酐）由不饱和烯烃骨架连接琥珀酸酐组成。通常分两 步生产：第一步，不饱和的直链或分枝的烯烃（A-烯烃）通过双键移位而异构化，也 就是A-烯烃异构为内烯烃。这样生产的ASA在室温条件下是液体。这是在造纸厂现场乳 化施胶剂的一个重要条件。第二步，异构的烯烃混合物与马来酸酐反应，在一定的温度、 压力和催化剂作用下，通过加成反应和相应的精制得到ASA原料。
[0004] ASA是高反应性施胶剂。水解速度及活性半衰期很短。借助于乳化剂，稳定剂，促 进剂及助留剂的电荷调节与桥联，起到凝结和絮凝作用，而使ASA在纤维上显示良好的留 着性。常用的配套剂是季铵盐阳离子淀粉(用量1%)，聚丙烯酰胺(助留剂用量0. 02%)，亚甲 基双硫氰酸酯(防腐剂用量3 X 10)，含多胺的阳离子聚合物(促进剂0. 2%)。ASA用量1%。
[0005] 近年来，随着我国经济的高速发展，人们生活和文化水平的提高，科技的进步， 推动了特殊纸种在各领域中作为新材料的广泛应用。某些特殊填料可以赋予纸张特殊的性 能，例如，磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、导电性、除臭性、高松厚性、热缓冲/隔热性、光 致发光性，使加填纸张成为特种纸来满足人们对纸张更多新性能的需求 然而，在纸张中加填也对纸张质量和造纸工业生产造成负面影响，加填的纸张，由于填 料分散于纤维之间，使纸张的结构疏松多孔，减少了纤维间的相互接触和氢键结合，使纸张 的物理强度下降，加填还会使纸张掉毛掉粉现象增加，并使纸张毛细孔增加，提高了纸张的 吸收性，减小纸张的伸缩变形和保水性能，加填还会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对 酸性施胶的危害更大。
[0006] 纳米二氧化钛Ti02具有很强的"超亲水性"，在它的表面不易形成水珠，而且纳米 Ti02在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖 的表面涂上一层纳米Ti02薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的 有机污染物分解为C02和02,同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功 能。日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米Ti02， 任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米Ti02的催化作用，可以 使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。纳米Ti02光催化 作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容 易地进行。
[0007] 纸是在纸机上抄造形成的，湿纸页在网部的脱水成形，再经压榨及干燥部的进一 步强化脱水而成。造纸过程中加入矿物填料不仅可用来改进纸张的光学性能、平滑度和印 刷适印性等，而且节约能源、降低原料消耗、提高纸品性能和产量，在造纸领域广泛采用。
[0008]目前的纸张浆内施胶剂主要有松香胶、强化松香胶、分散松香胶、石油树脂胶、石 蜡胶等，其中松香类施胶剂和石油树脂类施胶剂主要用于酸性抄纸，对填料改性效果较差， 难以达到工业化生产的要求。因此迫切希望找到一种填料改性方法，在增强纸张性能的同 时赋予纸张良好的施胶性。
[0009]
【发明内容】
： 对纳米二氧化钛进行表面改性是减小其不良影响的有效途径。用ASA的钾盐或钠盐与 淀粉或铝盐的复合物对纳米二氧化钛改性，改性后纳米二氧化钛表面的复合物可为改性剂 提供结合点，在一定程度上能提高ASA的施胶效率。
[0010] 本发明为了降低纳米二氧化钛加填对纸张的负面影响，提高其对抄纸适应性，赋 予纸张更多的特殊性能。研发了一种ASA改性纳米二氧化钛，使表面改性和加填合二为一， 缓解了加填对纸张的损伤，提高了纸张的性能。采用ASA改性纳米二氧化钛的方式，显著提 高了纸张表面的粗糙度，降低纸张表面能，使处理后的纸张静态接触角明显增加，获得了良 好的疏水性能。所采用的制备方法工艺简单、成本低廉，具有实用价值。
[0011] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1)先将硫酸铝配成质量浓 度为5% -20%的水溶液，浸渍滤纸l-3min后，将滤纸在100-105°C下烘干编号；（2)将浓度 为5-9%的ASA于乙醇中，按纳米二氧化钛：ASA = 1 :1~1 :4的比例加入纳米二氧化钛分散 于ASA-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的ASA -乙醇溶液，将步骤（1)中所述经硫酸 铝浸渍的滤纸，在该ASA-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24-48h， 即得。
[0012] 优选的，步骤（2)中用涂料刮棒将所述的ASA改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面 进行涂布，涂布量要控制为5-10g/m 2 优选的，步骤（2)中用涂料刮棒将所述的ASA改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面进行 涂布，涂布量要控制为8g/m2 优选的，将含有纳米二氧化钛的ASA -乙醇溶液超声振荡5-10min。
[0013] 优选的，将所述提拉浸渍后的滤纸在恒温鼓风干燥箱于100°C -105°c干燥 15_20min〇
[0014] -种ASA改性纳米二氧化钛，组成为ASA 8-12份，纳米二氧化钛2-3份、乙醇 90-85份；按如下步骤制备：（1)先将硫酸铝配成质量浓度为5% -20%的水溶液，浸渍滤纸 l-3min后，将滤纸在100-105°C下烘干编号；（2)将浓度为5-9%的ASA于乙醇中，按纳米 二氧化钛：ASA = 1 :1~1 :4的比例加入纳米二氧化钛分散于ASA-乙醇溶液中，即得。
[0015] 本发明有益的效果是： (1) 降低纳米二氧化钛加填对纸张的负面影响，缓解了纳米二氧化钛加填对纸张的损 伤，提商其对抄纸适应性 (2) 提高了 ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张表面的粗糙度，降低其表面能，显著增加 处理后的纸张静态接触角，获得高抗水性纸张 (3) 纸在赋予纸张较高的抗水性同时，也纸张具有抗菌性、憎液性能和很强的抗酸碱性 能。
[0016] (4)使本来不能应用于酸性抄纸的纳米二氧化钛填料可以在酸性条件下使用，节 约了酸性抄纸的成本。
【附图说明】
[0017] 图1是不同工艺抄造的纸张的静态接触角 图2 ASA改性纳米二氧化钛用量对抄片纸张疏水性的影响 其中，a.吸水纸，b.普通抄造纸张，c.实施例1抄造纸张，d.实施例2抄造的纸张。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。应该说明的是，下述说明仅是为了解 释本发明，并不对其内容进行限定。
[0019] 实施例1 : 一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备： (1) 先将硫酸铝配成质量浓度为5 %的水溶液，浸渍滤纸Imin后，将滤纸在100°C下烘 干编号； (2) 将浓度为5%的ASA于乙醇中，按纳米二氧化钛：ASA = 1 :1的比例加入纳米二氧 化钛分散于ASA-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的ASA -乙醇溶液，将步骤（1)中所 述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该ASA-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风 干24h，即得。
[0020] 实施例2 : 一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备： (1)先将硫酸铝配成质量浓度为20 %的水溶液，浸渍滤纸3min后，将滤纸在105 °C下 烘干编号；（2)将浓度为9%的ASA于乙醇中，按纳米二氧化钛：ASA= 1 :4的比例加入纳米 二氧化钛分散于ASA-乙醇溶液中，超声振荡8 min获得含有纳米二氧化钛的ASA -乙醇溶 液，用涂料刮棒将配制的ASA-乙醇溶液在所述滤纸表面进行涂布，涂布量要控制为8g/m2 ; 之后，将所述提拉浸渍后的滤纸在恒温鼓风干燥箱于105°C干燥15min，即得。
[0021] 实验材料 滤纸购自石家庄京丰达纸业有限公司，其余化学药品均为市售工业品，购自上海朗瑞 精细化学品有限公司。所有实验测定方法：均按GB/T1548-2004标准。
[0022] 实验数据 表1不同抄造工艺对纸张纤维形态的影响 Table I Effect of different process on fiber morphology
表2不同抄造工艺对纸张的强度的影响 Table 2 Effect of different process
on paper properties
表3不同ASA用量对纸张的静态接触角的影响 Table 3 Effect of different dosage on contact angle of treated paper
上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的 限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要 付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征在于，按如下步骤制备：（1)先将硫 酸铝配成质量浓度为5% -20%的水溶液，浸渍滤纸l-3min后，将滤纸在100-105°C下烘干 编号；（2)将浓度为5-9%的ASA于乙醇中，按纳米二氧化钛：ASA = 1 :1~1 :4的比例加入 纳米二氧化钛分散于ASA-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的ASA -乙醇溶液，将步骤 (1)中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该ASA-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之 后，先风干24_48h，B卩得。2. 根据权利要求1所述的ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征是，步骤（2)中 用涂料刮棒将所述的ASA改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面进行涂布，涂布量要控制为 5_10g /m2〇3. 根据权利要求1所述的ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征是，步骤（2)中用 涂料刮棒将所述的ASA改性纳米二氧化钛在所述滤纸表面进行涂布，涂布量要控制为8g/ m2〇4. 根据权利要求1所述的ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征是，将含有纳米二 氧化钛的ASA -乙醇溶液超声振荡5-10min。5. 根据权利要求1所述的ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，其特征是，将所述提拉浸 渍后的滤纸在恒温鼓风干燥箱于l〇〇°C -105°C干燥15-20min。6. -种ASA改性纳米二氧化钛，组成为ASA 8-12份，纳米二氧化钛2-3份、乙醇 90-85份；其特征在于，按如下步骤制备：（1)先将硫酸铝配成质量浓度为5% -20%的水溶 液，浸渍滤纸l_3min后，将滤纸在100-105°C下烘干编号；（2)将浓度为5-9%的ASA于乙 醇中，按纳米二氧化钛：ASA = 1 :1~1 :4的比例加入纳米二氧化钛分散于ASA-乙醇溶液中， 即得。
【专利摘要】本发明涉及一种ASA改性纳米二氧化钛抄造的纸张，按如下步骤制备：（1）先将硫酸铝配成质量浓度为5％-20％的水溶液，浸渍滤纸1-3min后，将滤纸在100-105oC下烘干编号；（2）将浓度为5-9％的ASA于乙醇中，按纳米二氧化钛:ASA＝1：1~1：4的比例加入纳米二氧化钛分散于ASA-乙醇溶液中，获得含有纳米二氧化钛的ASA－乙醇溶液，将步骤（1）中所述经硫酸铝浸渍的滤纸，在该ASA-纳米二氧化钛的乙醇溶液中提拉浸渍数次；之后，先风干24-48h，即得。
【IPC分类】D21H17/14, D21H17/69, D21H17/67
【公开号】CN105507067
【申请号】CN201410486203
【发明人】唐雯
【申请人】唐雯
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月23日