[发明专利]一种改性二氧化钛填料及其制备方法和应用

说明书

一种具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝复合填料改性及其制备方法和应用,制备超细硅酸铝和二氧化钛悬浮液，将制得的两种悬浮液超声分散并进行复合；制备AKD改性的二氧化钛和超细硅酸铝的复合填料，将AKD蜡片在60℃加入到二氧化钛和超细硅酸铝复合的填料中，改性反应20～30min；改性产物用NaHCO₃调节pH值至4～5；加入硅烷偶联剂，将混合液置于60℃反应3h;反应完毕真空抽滤，并用无水乙醇进行反复冲洗，在80℃干燥12h，制得具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝复合填料。

技术领域

本发明涉及造纸、化学及材料科学技术领域，尤其是涉及一种具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝混合填料及其制备方法；本发明还涉及一种具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝混合填料的应用。

背景技术

在造纸高分子领域，研究和应用高效的造纸用填料一直是各国学者共同的努力方向。造纸填料可代替大量的纸浆纤维用于造纸过程中，其应用通常可降低造纸原料成本，改善浆料滤水性能，提高纸张的不透明度、白度、光泽度、平滑度、透气度、尺寸稳定性、油墨吸收性、印刷适应性及书写适应性等，并可降低造纸能耗,具有十分广阔的应用前景。作为一个新型的极具潜力的研究领域，填料工程的研究与开发是提高造纸填料的使用价值、降低造纸成本及优化造纸生产过程等的重要途径。目前，国际上最常用的造纸填料为无机填料，填料工程领域对有关无机填料的表面改性及功能化的关注度也日益提高。

烷基烯酮二聚体(AKD)是造纸工业中常用的施胶剂，它可以有效的提高各种纤维纸张的抗水性能，而对于高填纸张来说，由于填料具有很大的比表面积，对施胶剂的吸附作用远远大于纤维，使得相当部分的施胶剂吸附在填料上。在网布脱水时填料易随白水流失，造成吸附于填料上的施胶剂也随之流失，减少了施胶剂在纤维上的吸附和反应，造成施胶效果下降。因此研发一种具有高效抗水性和留着率的改性二氧化钛和超细硅酸铝混合填料，为改善造纸工业用填料和施胶剂的留着以及纸张的抗水性具有重大的意义，将有利于造纸行业中改性填料的应用和发展。

发明内容

本发明的首要解决的技术问题在于克服造纸用的高抗水性和留着率的改性填料不易制备的难题，提供一种具有高效抗水性和留着率的改性二氧化钛和超细硅酸铝复合填料的制备方法。

其次，本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种具有高效抗水性和留着率的改性二氧化钛和超细硅酸铝复合填料，促进造纸化学技术的发展。

本发明另一解决的技术问题在于提供一种具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝复合填料的应用。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种具有高效抗水性和留着率的造纸用的改性二氧化钛和超细硅酸铝混合填料的制备方法，包括如下步骤：

1)将1质量份的二氧化钛溶解在9质量份的蒸馏水中，制得二氧化钛悬浮液，然后超声分散20～30min；再将1质量份的超细硅酸铝溶解在9质量份蒸馏水中，超声分散20～30min；将上述制得的二氧化钛悬浮液和超细硅酸铝悬浮液按质量比为8:2的比例混合，然后超声分散15～20min，制得二氧化钛和超细硅酸铝的混合悬浮液；

2)将2‰～4‰质量份的六偏磷酸钠溶解在1质量份的蒸馏水中，制得六偏磷酸钠水溶液；然后将其加入到步骤1)制得的二氧化钛和超细硅酸铝混合悬浮液中，超声分散15～20min；

3)将0～15％质量份的AKD蜡片加入到步骤2)制得的已经分散完全的二氧化钛和超细硅酸铝悬浮液中，将混合溶液在恒温搅拌振荡器中，调节水浴温度为50～60℃，反应20～30min；

4)反应后的溶液用w＝50％的醋酸溶液调节pH＝4～5，然后加入0.2质量份的硅烷偶联剂，在恒温水浴振荡搅拌器中反应，调节水浴温度为50～60℃，反应3～4h；