一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑及其製備方法

2023-06-04 03:26:16

一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑及其製備方法
【專利摘要】本發明屬於造紙【技術領域】，公開了一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑及其製備方法，製備方法如下：(1)將二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於水中，攪拌均勻得懸浮液，調節懸浮液的pH值，得到磁性複合體顆粒懸浮液；(2)將烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，再加入聚乙烯醇，升溫使添加物成液態，保溫攪拌，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；(3)將磁性複合體顆粒懸浮液水浴加熱，再加入改性烷基烯酮二聚體施膠油液，混合後保溫乳化，得到所述磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑。所述造紙表面施膠劑乳液穩定、施膠效率高，可賦予紙張抗水性及磁性；所述方法不需添加表面活性劑，乳化劑用量少，成本低廉，汙染低，熟化時間短。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬於造紙【技術領域】，涉及紙張施膠技術，具體涉及一種磁性複合體顆粒乳 化的造紙表面施膠劑及其製備方法。 一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑及其製備方法

【背景技術】
[0002] 中性施膠是現代施膠技術的一個重大進步，大幅度提高紙張品質，擴展填料範圍， 減少漿耗、能耗，減輕了環境汙染，延長了設備的使用壽命，是整個造紙行業施膠的必然發 展趨勢。根據資料統計，歐洲在20世紀70年代歐洲就推出了陽離子烷基烯酮二聚體（AKD) 中性施膠。中國自20世紀80年代才對其進行了系統性的研究，開始了在生產中採用中、鹼 性施膠，近年來逐步普及，目前以烷基烯酮二聚體（AKD)和烯基琥珀酸酐（ASA)為主。AKD 是一種性能優良的反應性的中鹼性施膠劑，既可用於表面施膠也可用於漿內施膠，且通常 以水性的分散體或乳液形式用於施膠。但是AKD活性高，遇水易分解，在紙纖維上難以留 著，施膠後熟化時間較長。目前AKD施膠劑的乳化主要是利用陽離子澱粉，並與帶有負電荷 的木素磺酸鹽或萘磺酸配合使用，因此大部分的商業AKD分散液是兩性的。AKD在使用時需 要加入施膠增效劑，以加快熟化時間。澱粉在使用時需要先糊化、冷卻之後再使用，使得AKD 乳化工藝頗為複雜，不易控制，且常常引起沉積、堵塞毛毯等問題。其中的表面活性劑也給 施膠帶來一定的不利影響，並且對環境也帶來一定的汙染。
[0003] 固體（顆粒）穩定型乳液，通常被稱為Pickering乳液，它是一種不需要添加傳統 高分子有機表面活性劑，而只用固體微粒即可乳化穩定的乳液，吸附於油水界面處的固體 微粒具有極高的吸附能E，使固體微粒很難再從油水界面脫離，可以認為這種由固體微粒乳 化穩定乳液的方式是不可逆的，而Pickering乳液具有非常強的穩定性，目前這種乳化技 術及研究被廣泛用於各行業和領域中。Pickering乳液由於避免使用高分子有機乳化劑從 而可以降低乳化工藝的複雜性，改善乳液的穩定性及減少由乳化劑而引起的環境汙染等詬 病，是一種極具潛在應用價值的新型乳液。
[0004] 目前AKD施膠劑的乳化製備方面的研究及成果也逐漸豐富起來。中國專利 CN200710150369. 0公開了一種天然高分子接枝聚合的陽離子聚合物乳化得到的施膠乳液， 該發明施膠熟化速度較快，但是對於紙張的表面強度增加不大。


【發明內容】

[0005] 為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在於提供一種磁性複合體顆 粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法；
[0006] 本發明的另一目的在於提供一種由上述製備方法得到的造紙表面施膠劑；
[0007] 本發明的目的通過下述技術方案實現：
[0008] -種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)製備磁性複合體顆粒懸浮液：將二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分 散於水中，攪拌均勻得懸浮液，調節所述懸浮液的pH值至5. 5?9. 5,得到磁性複合體顆粒 懸浮液；
[0010] 優選的，步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒中四氧化三鐵與 二氧化矽的質量比為1:1?3:1 ;更優選的，步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米 固體顆粒中四氧化三鐵與二氧化矽的質量比為1:1?2:1 ;
[0011] 優選的，步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的單個顆粒直徑 為 100 ?800nm ;
[0012] 優選的，步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的製備方法為： 將四氧化三鐵的納米固體顆粒分散於水中，加入二氧化矽納米顆粒，於40?80°C下包覆反 應2?3h，所得固體顆粒即為二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；
[0013] 優選的，步驟（1)所述水是去離子水；更優選的，步驟（1)所述水是電阻大於 18ΜΩ · cm的去離子水；
[0014] 優選的，步驟（1)所述懸浮液的pH值是通過加入鹽酸、醋酸、氫氧化鈉溶液或醋酸 納溶液中的一種以上來調節；
[0015] 優選的，步驟（1)所述磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米 固體顆粒的質量分數為〇. 5%?10%;更優選的，步驟（1)所述磁性複合體顆粒懸浮液中二 氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的質量分數為1. 0 %?5. 0% ;
[0016] (2)製備改性烷基烯酮二聚體施膠油液：將烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，再 加入聚乙烯醇，升溫使反應釜內添加物成液態，保溫攪拌，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油 液；
[0017] 優選的，步驟（2)所述烷基烯酮二聚體為十二至十六烷基的烷基烯酮二聚體單 體，或者是十二至十六烷基的烷基烯酮二聚體的混合物；更優選的，步驟（2)所述烷基烯酮 二聚體為十六烷基烯酮二聚體；
[0018] 優選的，步驟（2)所述聚乙烯醇在所述改性烷基烯酮二聚體施膠油液中的質量百 分比為1.0%?4.0% ;更優選的，步驟（2)所述聚乙烯醇在所述改性烷基烯酮二聚體施膠 油液中的質量百分比為2. 0%?4. 0% ;
[0019] 優選的，步驟（2)所述升溫使反應釜內添加物成液態的溫度為80?95°C ;
[0020] 優選的，步驟（2)所述保溫攪拌的時間為10?20min ;
[0021] (3)製備磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑：將步驟⑴所得磁性複合體顆 粒懸浮液水浴加熱，再加入所述改性烷基烯酮二聚體施膠油液，混合後保溫乳化，得到所述 磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑；
[0022] 優選的，步驟（3)所述水浴加熱的溫度為65?80°C ;
[0023] 優選的，步驟（3)中改性烷基烯酮二聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體 積比為1:7?3 :1 ;更優選的，步驟（3)中改性烷基烯酮二聚體施膠油液與磁性複合體顆粒 懸浮液的體積比為1:3?2 :1 ;
[0024] 步驟（3)所述保溫乳化的溫度為65?80°C ;更優選的，步驟（3)所述保溫乳化的 溫度為65?75°C ;
[0025] 步驟（3)所述保溫乳化採用剪切攪拌的方式進行乳化；可採用現有的攪拌或機械 剪切設備進行乳化；優選的，所述剪切攪拌的攪拌速度為4000?30000轉/分，時間為1? 10分鐘；
[0026] 更優選的，所述剪切攪拌的攪拌速度為4000?20000轉/分，時間為4?10分鐘； 合理控制攪拌速度及時間，可得到粒徑更小、更穩定的乳液。
[0027] 根據上述的製備方法，得到一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑。
[0028] 本發明的原理：
[0029] 本發明所述製備方法，是將二氧化矽（Si02)包覆的四氧化三鐵（Fe30 4)納米固體 顆粒分散於水中作為穩定劑，用聚乙二醇改性烷基烯酮二聚體作為施膠油相，然後將穩定 劑與施膠油相混合，剪切乳化得到所要的造紙表面施膠劑。
[0030] 本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果：
[0031] (1)本發明所述製備方法乳化工藝簡單、不需要添加任何傳統表面活性劑和高分 子聚電解質就可以將聚乙烯醇改性的烷基烯酮二聚體乳化成十分穩定的乳狀液，且烷基烯 酮二聚體無需降溫就可使用，水解慢，熟化快。
[0032] (2)本發明製備方法採用Si02包覆的Fe30 4納米固體顆粒作為磁性複合體，一方面 有利於磁性粒子的均勻分散，解決磁性氧化鐵外觀不足的問題；另一方面納米Si0 2的包覆 可以達到改善顏色的目的，並且有利於納米Si02的分離回收，從而達到節能環保的目的。
[0033] (3)本發明製備方法中用二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒作為乳化劑和 穩定劑，能夠賦予製備所得的造紙表面施膠劑具有磁響應性，使用本發明所述磁性複合體 顆粒乳化的造紙表面施膠劑不僅能賦予紙張抗水性能還具有磁響應性。
[0034] (4)本發明所述磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑具有高穩定性，高施膠性； 因沒有添加表面活性劑，可避免了表面活性劑的對產品施膠性的不利影響，提高了所得造 紙表面施膠劑的濃度和穩定性，降低成本，且改善了對環境的汙染。

【具體實施方式】
[0035] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。
[0036] 實施例1
[0037] -種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0038] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為1:1混合，於50°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應2h，得到二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為400nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. lmol/L的鹽酸調節懸浮液pH值至7,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性複合體顆 粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的質 量分數為1% ;
[0039] (2)將十六烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，緩慢加入聚乙烯醇，升溫至80°C使 反應釜內添加物成液態，保溫15min，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇 在十六烷基烯酮二聚體與聚乙烯醇總質量中的質量分數為2. 0% ;
[0040] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到70°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:2的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為70°C，用高速剪切乳 化機在5000轉/分的剪切速度下乳化5分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的造 紙表面施膠劑；
[0041] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0042] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0043] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為3 μ m，所得磁 性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心10分鐘無變 化，無相體析出，無破乳現象，放置24h無明顯變化，所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面 施膠劑穩定性良好。
[0044] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 0g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405- 2002測量施 膠度，測得紙頁施膠度為198秒，24小時後，測得紙頁施膠度為209秒，說明所得磁性複合 體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙條，用磁場強度為 0. 192?0. 232T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍，說明紙張具有磁 性。
[0045] 實施例2
[0046] -種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0047] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為1:1混合，於60°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應2h，得到二氧化娃包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為450nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. lmol/L的醋酸鈉溶液調節懸浮液pH值至8,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性復 合體顆粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆 粒的質量分數為2% ;
[0048] (2)將十四烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，緩慢加入聚乙烯醇，升溫至85°C使 反應釜內添加物成液態，保溫15min，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇 在十四烷基烯酮二聚體與聚乙烯醇總質量中的質量分數為3. 0% ;
[0049] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到75°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:1的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為75°C，用高速剪切乳 化機在6000轉/分的剪切速度下乳化5分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的造 紙表面施膠劑；
[0050] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0051] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0052] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為3. 5 μ m，所得 磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心20分鐘無變 化，無相體析出，無破乳現象，放置26h無明顯變化，所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面 施膠劑穩定性良好。
[0053] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 5g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405-2002測量施膠 度，測得紙頁施膠度為298秒，紙張施膠度良好，放置36小時後，測得紙頁施膠度為306秒， 說明所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙 條，用磁場強度為0. 033?0. 074T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍， 說明紙張具有磁性。
[0054] 實施例3
[0055] -種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0056] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為2:1混合，於40°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應2h，得到二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為380nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. lmol/L的氫氧化鈉溶液調節懸浮液pH值至9,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性 複合體顆粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體 顆粒的質量分數為3% ;
[0057] (2)將十二烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，緩慢加入聚乙烯醇，升溫至85°C使 反應釜內添加物成液態，保溫20min，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇 在十二烷基烯酮二聚體與聚乙烯醇總質量中的質量分數為4. 0% ;
[0058] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到70°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:2的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為70°C，用高速剪切乳 化機在10000轉/分的剪切速度下乳化10分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的 造紙表面施膠劑；
[0059] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0060] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0061] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為3. 5 μ m，所得 磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心20分鐘無變 化，無相體析出，無破乳現象，放置36h無明顯變化，所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面 施膠劑穩定性良好。
[0062] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 2g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405-2002測量施膠 度，測得紙頁施膠度為185秒，紙張施膠度良好，放置24小時後，測得紙頁施膠度為197秒， 說明所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙 條，用磁場強度為0. 192?0. 232T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍， 說明紙張具有磁性。
[0063] 實施例4
[0064] 一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0065] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為1:1混合，於50°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應3h，得到二氧化娃包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為562nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. 5mol/L的醋酸溶液調節懸浮液pH值至6,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性複合 體顆粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒 的質量分數為〇. 5% ;
[0066] (2)將十四烷基烯酮二聚體和十六烷基烯酮二聚體的混合物加入到反應釜中，緩 慢加入聚乙烯醇，升溫至85°C使反應釜內添加物成液態，保溫15min，得到改性烷基烯酮二 聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇在烷基烯酮二聚體混合物與聚乙烯醇總質量中的質量分數 為 1. 0% ;
[0067] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到65°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為3:1的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為65°C，用高速剪切乳 化機在15000轉/分的剪切速度下乳化8分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的 造紙表面施膠劑；
[0068] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0069] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0070] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為5 μ m，所得磁 性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心10分鐘無變 化，無相體析出，無破乳現象，放置24h無明顯變化，所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面 施膠劑穩定性良好。
[0071] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 0g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405-2002測量施膠 度，測得紙頁施膠度為221秒，紙張施膠度良好，放置24小時後，測得紙頁施膠度為232秒， 說明所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙 條，用磁場強度為0. 192?0. 232T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍， 說明紙張具有磁性。
[0072] 實施例5
[0073] -種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0074] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為2:1混合，於60°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應2h，得到二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為360nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. lmol/L的稀鹽酸溶液調節懸浮液pH值至7,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性復 合體顆粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆 粒的質量分數為10% ;
[0075] (2)將十六烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，緩慢加入聚乙烯醇，升溫至85°C使 反應釜內添加物成液態，保溫15min，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇 在十六烷基烯酮二聚體與聚乙烯醇總質量中的質量分數為4. 0% ;
[0076] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到65°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:3的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為65°C，用高速剪切乳 化機在15000轉/分的剪切速度下乳化3分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的 造紙表面施膠劑；
[0077] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0078] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0079] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為2. 5 μ m，所得 磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心10分鐘無變 化，無相體析出，但有部分固體顆粒析出沉在底部，無破乳現象，放置36h無明顯變化，所得 磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑穩定性良好。
[0080] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 0g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405-2002測量施膠 度，測得紙頁施膠度為201秒，紙張施膠度良好，放置36小時後，測得紙頁施膠度為218秒， 說明所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙 條，用磁場強度為0. 353T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍，說明紙 張具有磁性。
[0081] 實施例6
[0082] 一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑，其製備方法為：
[0083] (1)將納米Fe304顆粒和納米Si02顆粒按照質量比為1:1混合，於50°C的水浴鍋 中加熱攪拌反應3h，得到二氧化娃包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒；取粒徑為550nm的 二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於去離子水中，攪拌均勻，得到懸浮液，用 0. 5mol/L的鹽酸溶液調節懸浮液pH值至6,攪拌均勻後得到分散良好、無沉澱的磁性複合 體顆粒懸浮液；其中，磁性複合體顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒 的質量分數為6% ;
[0084] (2)將十四烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，緩慢加入聚乙烯醇，升溫至85°C使 反應釜內添加物成液態，保溫15min，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液；其中，聚乙烯醇 在十四烷基烯酮二聚體與聚乙烯醇總質量中的質量分數為1.0% ;
[0085] (3)將磁性複合體顆粒懸浮液在水浴鍋中加熱到65°C，然後按照改性烷基烯酮二 聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:1的比例將磁性複合體顆粒懸浮液 一次性加入到改性烷基烯酮二聚體施膠油液中，並用電爐保持溫度為65°C，用高速剪切乳 化機在8000轉/分的剪切速度下乳化5分鐘，製得均一乳白色的磁性複合體顆粒乳化的造 紙表面施膠劑；
[0086] 其中，所以高速剪切乳化機為FLUK0/FM20高速剪切乳化機，廠家為上海弗魯克流 體機械製造有限公司。
[0087] 對所製得的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行檢測：
[0088] 所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的乳液液滴平均粒度為4 μ m，所得磁 性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑在離心機下以4000轉/分的轉速離心10分鐘無變 化，無相體析出，無破乳現象，放置36h無明顯變化，所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面 施膠劑穩定性良好。
[0089] 將所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑進行表面施膠，採用RDS18號塗布 輥，將A4紙固定於塗布機臺上，放上塗布輥使其與紙接觸，塗布量為1. 2g ·πΓ2 ;將所得磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑以4mm/s的塗布速度均勻塗布於原紙上，塗好的紙立即 放在烘箱溫度98°C、皮帶速度3mm/min的皮帶上進行烘乾。按照GB/T5405-2002測量施膠 度，測得紙頁施膠度為265秒，紙張施膠度良好，放置24小時後，測得紙頁施膠度為278秒， 說明所得磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑熟化時間較快。將紙切成3cmX lcm的紙 條，用磁場強度為0. 353T的磁鐵進行磁性的定性分析，紙條迅速吸附到磁鐵周圍，說明紙 張具有磁性。
[0090] 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵在於包括如下步 驟： (1) 製備磁性複合體顆粒懸浮液：將二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒分散於 水中，攪拌均勻得懸浮液，調節所述懸浮液的pH值至5. 5?9. 5,得到磁性複合體顆粒懸浮 液； (2) 製備改性烷基烯酮二聚體施膠油液：將烷基烯酮二聚體加入到反應釜中，再加入 聚乙烯醇，升溫使反應釜內添加物成液態，保溫攪拌，得到改性烷基烯酮二聚體施膠油液； (3) 製備磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑：將步驟（1)所得磁性複合體顆粒懸 浮液水浴加熱，再加入所述改性烷基烯酮二聚體施膠油液，混合後保溫乳化，得到所述磁性 複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑。
2. 根據權利要求1所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特 徵在於：步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒中四氧化三鐵與二氧化矽 的質量比為1:1?3:1 ;所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的單個顆粒直徑為 100?800nm ;步驟（1)所述水是去離子水；步驟（1)所述懸浮液的pH值是通過加入鹽酸、 醋酸、氫氧化鈉溶液或醋酸鈉溶液中的一種以上來調節；步驟（1)所述磁性複合體顆粒懸 浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的質量分數為〇. 5%?10%。
3. 根據權利要求2所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒中四氧化三鐵與二氧化矽的質量比為 1:1?2:1 ;步驟⑴所述水是電阻大於18ΜΩ · cm的去離子水；步驟（1)所述磁性複合體 顆粒懸浮液中二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的質量分數為1. 〇%?5. 0%。
4. 根據權利要求1所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：步驟（1)所述二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒的製備方法為：將四氧化三 鐵的納米固體顆粒分散於水中，加入二氧化矽納米顆粒，於40?80°C下包覆反應2?3h， 所得固體顆粒即為二氧化矽包覆的四氧化三鐵納米固體顆粒。
5. 根據權利要求1所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特 徵在於：步驟（2)所述烷基烯酮二聚體為十二至十六烷基的烷基烯酮二聚體單體，或者是 十二至十六烷基的烷基烯酮二聚體的混合物；步驟（2)所述聚乙烯醇在所述改性烷基烯酮 二聚體施膠油液中的質量百分比為1.0%?4.0%。
6. 根據權利要求5所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：步驟（2)所述烷基烯酮二聚體為十六烷基烯酮二聚體；步驟（2)所述聚乙烯醇在所 述改性烷基烯酮二聚體施膠油液中的質量百分比為2. 0%?4. 0%。
7. 根據權利要求1所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：步驟（2)所述升溫使反應釜內添加物成液態的溫度為80?95°C;步驟（2)所述保溫 攪拌的時間為10?20min。
8. 根據權利要求1所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：步驟（3)所述水浴加熱的溫度為65?80°C;步驟（3)中改性烷基烯酮二聚體施膠油 液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1:7?3 :1 ;步驟（3)所述保溫乳化的溫度為65? 80°C ;步驟（3)所述保溫乳化採用剪切攪拌的方式進行乳化，所述剪切攪拌的攪拌速度為 4000?30000轉/分，時間為1?10分鐘。
9. 根據權利要求8所述的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑的製備方法，其特徵 在於：步驟（3)中改性烷基烯酮二聚體施膠油液與磁性複合體顆粒懸浮液的體積比為1 : 3?2 :1 ;步驟（3)所述保溫乳化的溫度為65?75°C;所述剪切攪拌的攪拌速度為4000? 20000轉/分，時間為4?10分鐘。
10. -種根據上述製備方法得到的磁性複合體顆粒乳化的造紙表面施膠劑。
【文檔編號】D21H21/16GK104153244SQ201410321492
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】林兆雲, 李友明 申請人:華南理工大學