[發明專利]一種碳酸鋯鉀抗水劑的制備方法

在審

• 申請號: 201210121952.X
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102776803A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 胡志濱;潘好學;王傳杰
• 申請（專利權）人: 深圳市瑞成科訊實業有限公司
• 主分類號: D21H19/00
• 分類號: D21H19/00;D21H21/16;C01G25/00
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技術領域

本發明涉及一種碳酸鋯鉀抗水劑的制備方法。

背景技術

對于某些特殊用途的紙張，如浸水標簽紙、戶外廣告紙，對紙張的防水能力具有很高的要求。為了提高這些特殊用途紙張的抗水性能，除了在原紙中添加抗水性物質或強化漿內施膠外，最直接的辦法就是在涂料中加入抗水劑。目前最常用的抗水劑有改性三聚氰胺甲醛樹脂，乙二醛樹脂，聚酰胺聚脲甲醛樹脂等，但因會殘留甲醛等有機物，對人體造成傷害并污染環境，因而在日常用品、衛生藥具、食品飲料、出口貨物的外包裝材料中的使用受到了嚴格的限制。

碳酸鋯鉀可與含羧基、羥基的的變性淀粉、干酪素、大豆蛋白、羧基丁苯膠乳等膠粘劑發生化學反應，形成網狀的固化膜，該膜不溶于水，或對水不敏感，因而表現出良好的耐水性，被應用到涂料及油墨中。碳酸鋯鉀與早期的抗水劑相比，具有以下一些優勢：

(1)適用pH范圍廣：適用PH值廣(5.5-10.5)，最高可在pH10.5條件下適用，在高pH值下不失效，可用于高堿性顏料如段白或碳酸鈣涂料中；

(2)下機后能迅速、完全跟膠粘劑發生反應，迅速取得耐水性。這種機上成熟的特性，可使到達客戶手中的紙張品質與在廠內下機的紙張品質相同，有助于紙張品質的控制；

(3)下機后能迅速完全跟膠粘劑發生反應，形成不溶于水或對水不敏感的物質，能降低膠乳向紙內的滲透，明顯地減少膠乳用量，而涂層的強度和印刷性能未受到損害；并能避免因膠粘劑遷移而影響紙張的光澤度；

(4)不含甲醛，沒有刺激性氨味，不危害生產工人以及消費者身體健康，并能用于食品包裝紙、食品藥具等制備。

美國專利4,061,7201977公開了一種用堿式碳酸鋯制備碳酸鋯銨以及碳酸鋯鉀的方法，得到的碳酸鋯鉀使聚合物或共聚物乳液產生很好的觸變性能。

堿式碳酸鋯的價格昂貴，因此用堿式碳酸鋯制備的碳酸鋯鉀成本很高，不利于碳酸鋯鉀的廣泛使用；并且生產方法一般是將碳酸鋯鈉用酸滴定產生堿式碳酸鋯，然后用大量的水洗滌以除去過量的碳酸鈉以及其他雜質，這種生產過程會產生大量的廢水污染。

發明內容

本發明的目的在于公布一種成本低、不產生環境污染的制備碳酸鋯鉀抗水劑的制備方法。

本發明提供的制備碳酸鋯鉀抗水劑的方法，其特征在于由氧氯化鋯做為鋯源而反應得到，并包括以下實驗方法：在一定溫度下將工業氧氯化鋯水溶液與碳酸鈉水溶液反應，得到含白色沉淀的溶液；反應一定時間后，在此含白色沉淀的溶液中緩慢加入碳酸鉀以及弱陽性穩定劑，最終得到無色透明的液體。

以上實驗方法中氧氯化鋯跟碳酸鈉投料摩爾比為1∶1-1∶3。

氧氯化鋯溶液與碳酸鈉溶液的反應溫度為30℃-60℃，攪拌時間為2-6小時。

碳酸鉀在30℃-60℃下投加，氧氯化鋯跟碳酸鉀的摩爾比為1∶1-1∶2，加料完成后反應1-4小時。

加入弱陽性穩定劑酒石酸或者丙三醇以提高鋯氧根離子穩定性，使鋯離子大分子化合物不易在低溫或者放置一段時間后凝結，弱陽性穩定劑按照1-3％的比例加入；穩定劑可以在反應完成后或者反應初期加入。

為了檢驗本發明方法制備的碳酸鋯鉀抗水劑是否具有優異的耐水性，將該碳酸鋯鉀跟涂料混合后對紙張進行涂布，再對涂布紙進行耐水性測試。

涂料按照造紙涂料配方配制，為重質碳酸鈣漿料、瓷土粉末以及羧基丁苯膠乳的混合物。具體配制方法如下：

1、先將瓷土分散成乳液，固含量60％。分散劑添加量為：分散劑絕干量為瓷土絕干量的0.08％，高速分散10分鐘，保持一定深度的攪拌漩渦。

2、以瓷土和碳酸鈣絕干比例為30∶70，將瓷土和固含量75％碳酸鈣乳液混合，高速分散。

3、加入50％固含量的羧基丁苯膠乳，并充分分散。膠乳添加量為：顏料絕干∶膠乳絕干＝100∶11。

4、該涂料固含量為67％，使用10％氫氧化鈉溶液調節該涂料PH至8-9.

5、分別按照統一絕干量加入本方法制備的碳酸鋯鉀抗水劑、乙二醛抗水劑、碳酸鋯銨抗水劑，涂布后，對紙張進行測試。