[發明專利]一種石膏纖維柔性改性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510720194.7
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105297433B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 江福興
• 申請（專利權）人: 廣西泰億諾環保科技有限公司
• 主分類號: D06M15/19
• 分類號: D06M15/19;D06M11/74;C08J3/075;C08G81/02;C08K3/04
• 代理公司: 廣州天河萬研知識產權代理事務所(普通合伙)44418
• 代理人: 劉強,陳軒

技術領域

本發明屬于無機礦物纖維領域，特別涉及一種石膏纖維柔性改性劑及其制備方法。

背景技術

造紙工業在全球經濟和文明中扮演著重要角色，產值占世界工業總產值的2.5%，占世界貿易總量的2%。木材是造紙工業的主要原料，占造紙原料的93%以上，隨著造紙業的迅猛發展，導致大規模地砍伐森林，使全世界森林面積銳減，荒漠化加劇，同時還帶來嚴重的污染環境，影響人類健康。目前我國造紙生產總量不斷，造紙原料嚴重短缺，迫使我們積極尋找廉價的紙漿纖維的替代品。由于我國具有較豐富的礦物纖維資源，因此將礦物纖維代替部分植物纖維用于造紙，不僅能降低生產成本，而且對保護我國森林資源具有重要意義。

石膏纖維也稱之為石膏晶須，是一種性能優良且價格低廉的礦物纖維。石膏纖維是以天然石膏礦物為原料進行加工制成的一種硫酸鈣纖維狀單晶體，具有完整的晶體結構，較強的力學性能，優良的物理化學性質，如高絕緣性、高阻燃性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕等諸多優良的理化性能。因此，石膏纖維可以廣泛地用作造紙原料，它不但可以用作填料，也可以部分或全部代替植物纖維，用于生產各類工業紙張。但石膏纖維用于造紙也存在著一些缺陷，例如石膏纖維的硬度大、脆性強、表面無有機基團、很難與植物纖維結合，因此必須對石膏纖維進行軟化、改性處理。

中國專利公開號CN103352396A公開了一種通過有機/無機復合包覆改性制備石膏晶須的方法，采用離子交換法進行石膏晶須表面的無機改性；殼聚糖溶液對石膏晶須進行表面有機改性。通過對石膏晶須進行改性處理，有效解決其在抄紙過程中出現的留著率低、與紙漿的附著力不佳等問題，在降低石膏晶須溶解度的同時，不改變其優異的理化性能，并且能增加石膏晶須與紙漿的親和力。

中國專利公開號CN102852031A公開了一種改性硫酸鈣晶須造紙填料及其制備方法和應用，采用溶解抑制改性劑如聚丙烯酸鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、葡萄糖酸鈉、硅酸鈉中的任一種以上對硫酸鈣晶須進行改性處理，抄紙留住率高，白水負荷低，消除了管道結垢問題，完全能夠替代碳酸鈣、瓷土、滑石粉等造紙填料及部分植物纖維原料。

中國專利公開號CN104651945A公開了一種硫酸鈣晶須表面改性的方法，將硫酸鈣晶須進行超聲振蕩后用鋁酸鈉溶液進行化學包裹改性，改性過后的硫酸鈣晶須作為造紙工藝中的填料，不僅在紙張中的留著率達到碳酸鈣填料的水準，而且所得的紙張物理化學性能優異。

中國專利公開號CN103074800A公開了無機造紙纖維硫酸鈣晶須的表面包覆改性方法及其應用，先用分散劑進行分散處理，然后加入水、乙醇、氨水、有機硅源和表面活性劑的混合溶液進行攪拌改性，提高了硫酸鈣晶須的留著率，同時減少植物纖維的使用，減少木材浪費，達到節能減排的低碳化生產工藝。

目前，關于石膏纖維的改性處理主要集中解決抄紙留著率的問題，只是簡單的進行表面包覆，解決其溶解性的問題，對于石膏纖維表面柔性化改性的研究較少，石膏纖維的柔性化改性可以增強石膏纖維與植物纖維之間的結合作用力，提高石膏纖維替代植物纖維的用量，為石膏纖維用于造紙提供了技術保證。因此，研究石膏纖維的柔性改性具有重要的意義。

發明內容

本發明針對上述問題，提出一種石膏纖維柔性改性劑及其制備方法。該石膏纖維柔性改性劑是由聚乙烯醇接枝改性后的淀粉和膨脹石墨經過陽離子改性形成的一種具有網絡結構的聚合物凝膠，其中添加水溶性植物膠和分散劑，與石膏纖維混合后可以吸附包裹在石膏纖維的表面，增加石膏纖維表面的活性基團，提高石膏纖維的柔韌性，且凝膠表面帶有正電荷，易與帶負電荷的植物纖維發生電中和反應，使石膏纖維與植物纖維能夠緊密結合，使石膏纖維較大比例的代替植物纖維用于造紙。本發明進一步的目的是提供石膏纖維柔性改性劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案 ：

一種石膏纖維柔性改性劑，其特征在于由聚乙烯醇接枝改性后的淀粉和膨脹石墨經過陽離子改性形成的一種具有網絡結構的聚合物凝膠，按重量份計包括以下組分：

預糊化淀粉 50-60 份，

聚乙烯醇 10-20 份，

膨脹石墨 5-10 份，

陽離子改性劑 5~15份，

水溶性植物膠 5-10 份，

分散劑 2-3 份，

其中所述的預糊化淀粉為小麥預糊化淀粉、玉米預糊化淀粉、木薯預糊化淀粉、紅薯預糊化淀粉中的至少一種；