[發明專利]一種超聲波輔助下淀粉/松香包合物基改性填料的制備方法

有效

• 申請號: 201410323427.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104119700A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 沈靜;黃修杰;錢學仁;婁爽
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/00;C09C3/06;C09C3/10;D21H17/69
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及制漿造紙工程領域，具體涉及一種超聲波輔助下淀粉/松香包合物基改性填料的制備方法。

背景技術

在造紙工業中，無機填料在印刷紙/書寫紙中獲得了十分廣泛的應用。造紙填料的應用可降低造紙成本、改善印刷/書寫性能等，并可降低造紙能耗，具有重要的應用價值。

然而，隨著填料用量的增加，加填對成紙強度性能的負面影響越來越顯著，從而在很大程度上使加填量局限性于一定范圍內。這主要是因為：無機填料與紙漿纖維(纖維素纖維)的結合力具有很大局限性。

在減輕加填對成紙強度性能的負面影響方面，總體上來看，已報道的關鍵技術主要包括兩大類：1)紙漿纖維細胞內加填；2)填料改性。

紙漿纖維細胞內加填是將填料粒子填充于紙漿纖維細胞內部的一類技術，可顯著減輕加填對成紙強度性能的負面影響。然而，對于該方法而言，細胞內加填量具有一定局限性，且工藝操作較為復雜，實現產業化的難度較大。

借助于填料改性可實現填料結合能力的改善，已報道的相關改性劑涉及合成聚合物及天然高分子化合物或其衍生物。與紙漿纖維具有良好結合能力的改性劑的使用可顯著提升填料的結合能力，可在滿足成紙強度性能要求的基礎上提高加填量。此類技術的工業化可操作性強，具有很強的研究與應用價值。然而，已有的研究報道均未涉及在超聲波作用下實現淀粉/松香包合物在填料粒子表面包覆以改善填料結合能力和加填紙的疏水性能。

發明內容

本發明是為了解決現有無機填料對成紙的強度性能以及對施膠劑的應用效率存在負面影響的問題，而提供了一種超聲波輔助下淀粉/松香包合物基改性填料的制備方法。

本發明的一種超聲波輔助下淀粉/松香包合物基改性填料的制備方法按以下步驟進行：

一、糊化淀粉的制備：將淀粉與水混合均勻，然后進行糊化，糊化溫度為60～100℃，糊化時間為0.5h～2h，得到糊化淀粉；所述的淀粉與水的質量比為1：(10～100)；

二、松香皂化液的制備：采用皂化劑對松香進行皂化處理，皂化溫度為60～100℃，皂化處理時間為0.5h～4h，得到松香皂化液；所述的皂化劑與松香的質量比為1：(2～30)；

三、淀粉/松香包合物含水體系的制備：將步驟一得到的糊化淀粉與步驟二得到的松香皂化液混合均勻，然后進行超聲處理，超聲功率為50W～500W，超聲時間為1min～1000min，得到淀粉/松香包合物含水體系；所述的步驟一得到的糊化淀粉中干淀粉的質量與步驟二得到的松香皂化液中松香的質量比為(1～100)：1；

四、淀粉/松香包合物基改性填料的制備：將無機填料與強酸溶液、弱酸溶液、鈣鹽溶液或鎂鹽溶液混合均勻，得到混合溶液，然后向得到的混合溶液中加入步驟三得到的淀粉/松香包合物含水體系，并在溫度為20～100℃和轉速為100r/min～1000r/min的條件下混合10min～120min，得到淀粉/松香包合物基改性填料；所述的強酸溶液中強酸的質量濃度為0.01g/L～100g/L；所述的弱酸溶液中弱酸的質量濃度為0.01g/L～100g/L；所述的鈣鹽溶液的摩爾濃度為0.01mol/L～1mol/L；所述的鎂鹽溶液的摩爾濃度為0.01mol/L～1mol/L；所述的無機填料與強酸的質量比為(1～1000)：1；所述的無機填料與弱酸的質量比為(1～1000)：1；所述的無機填料與鈣鹽溶液中鈣鹽的質量比為(1～1000)：1；所述的無機填料與鎂鹽溶液中鎂鹽的質量比為(1～1000)：1；所述的無機填料與步驟三得到的淀粉/松香包合物含水體系的質量比為(1～100)：1。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種實現淀粉/松香包合物的有效形成及其在無機填料粒子表面有效沉積/包覆的方法，可顯著改善無機填料與紙漿纖維的結合力，減輕加填對成紙強度性能的負面影響，疏水性松香在淀粉空腔結構中的包合還可顯著提高成紙的疏水性能，從而可降低造紙施膠劑的需用量。

附圖說明

圖1為試驗一中實施例1得到的淀粉/松香包合物基改性填料懸浮液的數碼照片；

圖2為試驗二中實施例1得到的淀粉/松香包合物基改性填料及未改性填料在紙頁中的留著率柱形圖；

圖3為試驗二中實施例1得到的淀粉/松香包合物基改性填料加填紙及未改性填料加填紙抗張指數柱形圖；

圖4為試驗二中實施例1得到的淀粉/松香包合物基改性填料及未改性填料的填料結合因子柱形圖；