[发明专利]一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须及其制备方法以及在造纸中的应用在审

专利信息
申请号: 202110658818.2 申请日: 2021-06-15
公开(公告)号: CN113389081A 公开(公告)日: 2021-09-14
发明(设计)人: 周春松 申请(专利权)人: 黔南高新区绿色化工技术研究院有限公司
主分类号: D21H13/46 分类号: D21H13/46;D21H21/10;C30B7/14;C30B29/46;C30B29/62
代理公司: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人: 曹立成
地址: 558000 贵州省黔南布依族*** 国省代码: 贵州;52
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摘要:
搜索关键词: 一种 复合 材料 改性 硫酸钙 及其 制备 方法 以及 造纸 中的 应用
【说明书】:

本发明公开了一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须,包括硫酸钙晶须内芯和包覆在硫酸钙晶须表面的复合杂化材料,所述复合杂化材料为二氧化钛与壳聚糖杂化材料,所述二氧化钛、壳聚糖的质量比为1:2‑3,所述二氧化钛为多孔氧化钛,其平均孔径大小为30‑40nm,所述壳聚糖为儿茶酚功能化的壳聚糖,所述儿茶酚、壳聚糖的质量比为0.5‑0.8:1。本发明还公开了该复合杂化材料改性硫酸钙晶须的制备方法和应用。本发明提供的硫酸钙晶须的性能好,应用于造纸中可有效改善纸张的性能。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域,具体涉及一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须及其制备方法以及在造纸中的应用。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸生产的主要废弃物,其中含有未分解的磷矿,未洗净的磷酸,氟化钙,铁铝镁的氧化物及二氧化硅等多种杂质。在磷石膏的多种杂质中,对于磷石膏的性能影响最大的是可溶性磷与可溶性氟杂质。本章研究,首先探究了可溶性磷和可溶性氟杂质对半水硫酸钙晶须生长过程的影响,并以此为基础,选择适宜采用的磷石膏的净化处理工艺,最终实现以净化所得磷石膏用水热法制备得到半水硫酸钙晶须。硫酸钙晶须具有特殊的形貌结构,使其在造纸过程中不仅具有颗粒的填充性能,可改善纸张平滑度、不透明性、白度、适印性等性能,还能在基本保持纸张强度的前提下对植物纤维进行部分替代,降低植物纤维消耗,节约成本。

申请号为CN201810389079.X的专利提供了一种造纸技术:用一种无机微纤维硫酸钙晶须部分替代植物纤维造纸。将硫酸钙晶须表面嫁接上能与植物纤维的羟基产生氢键连接的基团,根据具体纸张的抄造情况,在阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、阳离子聚丙烯酰胺、硅溶胶(以上四种或部分)的辅助之下加入造纸过程。植物纤维的代替率达20%以上,硫酸钙晶须在纸张中的留着率达85%。由上述现有技术可知,将硫酸钙晶须用于造纸时需要对其进行表面改性来提高硫酸钙晶须与造纸基体的相容性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须及其制备方法以及在造纸中的应用,本发明在制备的硫酸钙晶须表面包覆二氧化钛与壳聚糖的杂化材料,一方面提高了硫酸钙晶须的性能,另一方面改善了硫酸钙晶须与造纸基体的界面性能。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:

一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须,包括硫酸钙晶须内芯和包覆在硫酸钙晶须表面的复合杂化材料,所述复合杂化材料为二氧化钛与壳聚糖杂化材料,所述二氧化钛、壳聚糖的质量比为1:2-3,所述二氧化钛为多孔氧化钛,其平均孔径大小为30-40nm,所述壳聚糖为儿茶酚功能化的壳聚糖,所述儿茶酚、壳聚糖的质量比为(0.5-0.8):1。

为更好的解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种复合杂化材料改性硫酸钙晶须的制备方法,包括以下步骤:

(1)将磷石膏研磨处理后加入到氨水和碳酸氢铵的混合溶液中,搅拌处理,然后将反应液过滤,向过滤液中加入氯化钙溶液,搅拌反应,反应结束后过滤,将过滤后的固体和水混合后加入到水热釜内进行反应,反应结束后趁热过滤,并将过滤后的固体干燥,制得硫酸钙晶须;

(2)将钛酸四丁酯和无水乙醇混合制得含钛溶液,将冰乙酸、去离子水、F127、无水乙醇混合制得混合液;将混合液缓慢滴加到含钛溶液中,边滴加边搅拌,滴加结束后继续搅拌处理,制得混合凝胶,干燥后研磨处理并置于马弗炉内进行煅烧处理,制得多孔氧化钛;

(3)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,快速加入邻苯二酚溶液,搅拌反应,之后向反应液中加入多孔氧化钛与pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液搅拌混合制得杂化水凝胶,然后加入硫酸钙晶须,超声处理,之后过滤,将固体干燥制得改性硫酸钙晶须。

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