[发明专利]一种提高改性填料表面复合物的抗剪切能力的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸领域，具体涉及一种提高改性填料表面复合物的抗剪切能力的改性方法。

背景技术

在现代造纸工业中，填料已成为用量仅次于纤维的第二大造纸原料。填料可以提高纸张的亮度和不透明度，改善纸张的平滑度和匀度，同时增加纸张的柔软性，降低纸张的吸湿性和变形程度，最重要的是有效降低纸张的生产成本。但是过量加填时，由于填料阻碍纤维间的结合，使纸张强度性质下降，这是因为常用填料，在自身性质上与纸张的主要成分纤维有着较大区别，当填料加入到纸张中时，填料不仅难以与纤维形成较强的结合作用，还会因填充于纤维之间而切断纤维间的结合作用。为了降低加填对纸张强度造成的负面影响，通常将填料进行一定处理。其中，对填料进行有机改性是目前最为热门的一个研究领域，比如，包覆型GCC的制备，指在无机填料表面包覆一层有机高分子化合物。高分子交联剂以液体形式喷洒入粉体中,在捏合机中经过搅拌、研磨、干燥的过程会通过静电及粘附作用而包覆在粉体表面,形成了一层带电荷的高分子层。其中聚合物以两种方式完成在粉体表面的包覆作用:一种是先把单体吸附在粉体表面,引发其聚合,从而在表面形成很薄的聚合物膜层。另一种是将聚合物溶解在适当溶剂中后加入粉体中,当聚合物吸附在粉体的表面上时排除掉溶剂形成包覆。而目前采用的有机高分子化合物主要有淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、聚丙烯酰胺和壳聚糖等。

目前，关于填料淀粉改性的研究已有诸多文献，但其研究大多只是给出最终改性填料的应用效果，而很少有针对改性填料本身性能进行专门研究，该工艺研究了改性填料的抗剪切能力，在造纸的过程中，剪切力是影响填料聚集情况的一个重要参数，改性填料抗剪切能力的大小直接影响后续造纸的工艺过程。本研究研究了获得改性填料表面复合物较好的抗剪切能力的工艺条件，从而很好解决或缓和纸张强度和加填量的矛盾关系，将能带来很大的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高改性填料表面复合物的抗剪切能力的改性方法，通过该改性工艺制备改性填料，能够大大提高抗剪切能力，聚集的改性填料的粒径在受剪切作用的过程中，表面复合物无明显脱落。

本发明技术方案如下。

一种提高改性填料表面复合物的抗剪切能力的改性方法，包括如下步骤：

1)将工业淀粉加入水中，之后进行糊化处理，得到混合物溶液；

2)加入脂肪酸类疏水改性剂溶液对混合物溶液进行疏水处理；

3)加入悬浮状态的填料进行混合；

4)对混合物溶液进行降温处理；

5)加入磷酸盐类交联剂溶液对混合物进行交联处理。

上述方法中，所述工业淀粉为工业淀粉，包括玉米淀粉、工业级马铃薯淀粉、工业级木薯淀粉或工业级甘薯淀粉中一种以上。

上述方法中，工业淀粉的质量与填料质量比为5％-30％。

上述方法中，步骤1)中，所述糊化处理的具体步骤为：先对工业淀粉在冷水中冷敷5-30min，再进行升温处理，升至70-95℃，并在70-95℃下糊化时间为10—150min，反应搅拌速度为100—700rpm。

上述方法中，所述脂肪酸类疏水改性剂溶液的加入量满足：脂肪酸类疏水改性剂溶液的溶质脂肪酸类疏水改性剂与填料质量比为0.5％-8.5％。

上述方法中，所述脂肪酸类疏水改性剂溶液中的溶质脂肪酸类疏水改性剂为高级脂肪酸盐，包括硬脂酸钠、软脂酸钠、油酸钠或亚油酸钠。

上述方法中，步骤2)中，所述疏水处理的反应时间为10-40min，搅拌速度为200—500rpm。

上述方法中，步骤3)中，所述填料为造纸填料，包括高岭土，碳酸钙或滑石粉，填料中加入了去离子水。

上述方法中，步骤4)中，所述对混合物溶液进行降温处理的具体步骤为：降温至30-90℃，反应搅拌速度为100-700rpm，所述降温的方式为自然降温。

10、根据权利要求1所述的提高改性填料表面复合物的抗剪切能力的改性方法，其特征在于：步骤4)中，所述加入磷酸盐类交联剂溶液对混合物进行交联处理的具体步骤为：降温至设定温度后，加入质量分数为0.5％—3％的磷酸盐类交联剂溶液继续进行交联处理，反应20-40min结束；所述磷酸盐类交联剂为三偏磷酸钠或六偏磷酸钠。

本发明采用高级脂肪酸盐为疏水改性改性剂，它的主要机理是与糊化状态工业淀粉发生复合反应，使工业淀粉获得一定疏水性，降低淀粉在水中的溶解率，使用的是高级脂肪酸盐硬脂酸钠。

本发明采用工业淀粉先进行糊化处理的方式。