一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法技术

一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤；将荧光增白剂溶于一定量的去离子水中，搅拌得到荧光增白剂溶液；向荧光增白剂溶液中加入预先溶解好的高分子溶液中，剧烈搅拌至溶解完全，得到荧光高分子溶液；另分别秤取二价金属的可溶性盐和三价金属的可溶性盐，再秤取尿素，将上述两种金属可溶性盐和尿素加入去离子水，配置成三价金属离子溶液；将三价金属离子缓慢滴加入荧光高分子溶液，得到高分子复合溶液；将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。本发明专利技术工艺简单，操作简便。

Preparation method of layered double metal hydroxide based multifunctional paper sizing agent

The preparation method of a layered bimetallic hydroxide-based multifunctional paper surface sizing agent comprises the following steps: dissolving the fluorescent brightener in a certain amount of deionized water, stirring to obtain a fluorescent brightener solution; adding a pre-dissolved polymer solution to the fluorescent brightener solution, stirring violently until the solution is completely dissolved; A fluorescent polymer solution is obtained by weighing the soluble salt of divalent metal and the soluble salt of trivalent metal respectively, and then urea is weighed. The two metal soluble salts and urea are added to deionized water to form a trivalent metal ion solution. The composite solution was transferred to a PTFE-lined reactor to obtain a layered bimetallic hydroxide-based multifunctional paper surface sizing agent. The invention has simple process and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法
本专利技术涉及化工纸张表面施胶剂
，特别涉及一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法。
技术介绍
表面施胶是纸张或纸板加工过程中必不可少的工序，其目的主要是改变纸张的表面性能，如增强纸张的抗水性，印刷性能，表面强度，物理强度，两面差等。而常用的表面施胶剂主要分为两类，抗水类和增强类。抗水类表面施胶剂可选用烷基烯酮二聚体(AKD)、苯乙烯马来酸酐共聚物等；增强类的可选用淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)等。但是这些表面施胶剂都存在各种缺陷，例如PVA耐水性差，烷基烯酮二聚体储存期短，成膜性差等。层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种典型的类水滑石的阴离子型插层材料，其通式一般为[M2+1-xM3+(OH)2][An-]x/n·mH2O。LDHs的主体层板由金属氢氧化物组成，阴离子以及一些水分子等客体嵌入到层间而形成独特的层状结构，而且其具有主体层板组成的可调变性和层间客体阴离子的可交换性。基于此，近年来其在各个领域的应用受到了广泛关注。吕维扬等利用其与PVA复合提高PVA膜的抗水性[1]，FengY等结合近年来的学术论文和专利报道综述了LDHs聚合物阻燃性和热稳定性方面的应用[2],而且将紫外线吸收剂插层到LDHs的层板间，可以提高紫外线吸收剂的稳定性。而且由于我国木材资源紧缺，所以高得率浆开始被广泛应用，但是高得率浆的返黄问题也是造纸行业目前面临的巨大难题。因此合成一种多功能的高分子表面施胶剂是整个造纸行业急需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，将LDHs、高分子、荧光增白剂三者结合，制备一种高强度，耐水，抗返黄的多功能纸张表面施胶剂，而且方法简便，操作简单。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤；步骤一：将荧光增白剂溶于一定量的去离子水中，搅拌得到荧光增白剂溶液；步骤二：向荧光增白剂溶液中加入预先溶解好的高分子溶液，剧烈搅拌至溶解完全，得到荧光高分子溶液；步骤三：分别秤取二价金属的可溶性盐和三价金属的可溶性盐，再秤取尿素，将上述两种金属可溶性盐和尿素加入去离子水，配置成三价金属离子溶液；步骤四：将步骤三得到的三价金属离子溶液缓慢滴加入步骤二得到的荧光高分子溶液，得到高分子复合溶液；步骤五：将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。所述步骤一中的荧光增白剂为自制二苯乙烯基荧光增白剂，制备方法如下：将0.0166mol三聚氯氰及40mL丙酮加入三口烧瓶中，在0℃温度下强力搅拌20min左右，使其分散均匀，将0.0083molDSD酸溶于NaOH碱性溶液中，在冰浴下将DSD酸钠溶液滴加至三聚氯氰中进行第一步缩合反应，注意滴加速度，60min内滴加完毕，同时溶液体系呈酸性，即用质量分数为10％的NaOH溶液调节体系pH为5-6，反应2小时，随之逐步升温至35-40℃，滴加0.0166mol氨基化合物R1，进行第二步缩合反应，调节体系pH为7-8，反应持续至氨基值为0，继续缓慢升温至60-70℃，缓慢蒸出丙酮溶剂，然后继续升温90-95℃进行第三步缩合反应，滴液漏斗滴加一定量的R2，pH控制在8-9，反应至pH值不再发生任何变化时，反应结束，将反应所得的淡黄色混合液冷却至室温，倒入丙酮中，析出固体产物，进行减压抽滤，再用丙酮反复洗涤至丙酮颜色为无色，抽滤并在真空干燥箱中干燥，即得到淡黄色二苯乙烯多功能光稳定剂PFBs，于40℃下烘干至恒重，在干燥器中保存产物，产物结构如下，所述的R1，R2分别为吗啡啉(a)，乙醇胺(b)，牛磺酸(c)中的一种。所述步骤二中的高分子溶液为聚乙烯醇溶液，壳聚糖溶液或酪素溶液中的一种。高分子溶液的质量浓度均为0.02-0.2g/mL；聚乙烯醇溶液的预先溶解方法：将聚乙烯醇加入到一定量去离子水中，置于磁力搅拌器转速1000r/min，搅拌30min，温度100℃；壳聚糖溶液的预先溶解方法：将壳聚糖用一定量的质量浓度2％的乙酸溶解，并置于磁力搅拌器上，转速1000r/min，搅拌30min，不加热。酪素溶液的预先溶解方法：将干酪素用一定量的摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶解，并置于磁力搅拌器上转速1000r/min，加热至溶解完全。所述步骤三中二价金属离子为Zn2+和Mg2+中的一种；所述步骤三中三价金属离子为Al3+。所述的步骤一中荧光增白剂溶液的质量浓度为1×10-4-1×10-2g/mL。所述的步骤三中二价金属的可溶性盐和三价金属的可溶性盐摩尔比为1:1-1:3，尿素与三价可溶性盐的摩尔比为9:1-18:1，配置成三价金属离子浓度为1×10-3-1×10-2g/mL的溶液。所述的步骤四中反应温度60-85℃，反应时间为2-4h，氮气保护。所述的步骤五反应釜中90-110℃下老化6-10小时。本专利技术的有益效果：本专利技术的优点在于将增强纸张表面强度，抗水性及抑制纸张返黄三种功能结合在一种纸张表面施胶剂中，并且利用有机物对无机物进行插层，将有机小分子束缚在无机物层板间，解决了人体对有毒或低毒的荧光增白剂小分子的吸收。而且该方法工艺简单，操作简便。附图说明图1为通过该方法制得的纸张表面施胶剂。图2纸张表面施胶剂的成膜性能。图3纸张表面施胶剂薄膜的耐水性能。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1将二苯乙烯基荧光增白剂(R1＝a；R2＝b)加入50mL质量浓度为0.15g/mL的聚乙烯醇溶液中(荧光增白剂的质量浓度为2×10-4g/mL)，搅拌至溶解完全并转移至250mL三口烧瓶中，水浴锅加热至85℃。另外配置Zn(NO3)2·6H2O:Al(NO3)3·9H2O:尿素＝1:2:10(摩尔比,其中Al3+浓度为0.005g/mL)的混合溶液25mL，并在氮气保护下缓慢滴入上述荧光高分子溶液，保持反应温度85℃，反应2h。待该反应结束后将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，100℃下老化8小时，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。实施例2将二苯乙烯基荧光增白剂(R1＝a；R2＝c)加入50mL质量浓度为0.2g/mL的壳聚糖溶液中(荧光增白剂的质量浓度为1×10-2g/m)，搅拌至溶解完全并转移至250mL三口烧瓶中，水浴锅加热至85℃。另外配置Mg(NO3)2·6H2O:Al(NO3)3·9H2O:尿素＝1:3:18(摩尔比,其中Al3+浓度为0.01g/mL)的混合溶液25mL，并在氮气保护下缓慢滴入上述荧光高分子溶液，保持反应温度85℃，反应3h。待该反应结束后将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，110℃下老化10小时，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。实施例3将二苯乙烯基荧光增白剂(R1＝b；R2＝c)加入50mL质量浓度为0.1g/mL的酪素溶液中(荧光增白剂的质量浓度为5×10-4g/m)，搅拌至溶解完全并转移至250mL三口烧瓶中，水浴锅加热至70℃。另外配置Zn(NO3)2·6H2O:Al(NO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将荧光增白剂溶于一定量的去离子水中，搅拌得到荧光增白剂溶液；步骤二：向荧光增白剂溶液中加入预先溶解好的高分子溶液，剧烈搅拌至溶解完全，得到荧光高分子溶液；步骤三：分别秤取二价金属的可溶性盐和三价金属的可溶性盐，再秤取尿素，将上述两种金属可溶性盐和尿素加入去离子水，配置成三价金属离子溶液；步骤四：将步骤三得到的三价金属离子溶液缓慢滴加入步骤二得到的荧光高分子溶液，得到高分子复合溶液；步骤五：将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。

【技术特征摘要】
1.一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将荧光增白剂溶于一定量的去离子水中，搅拌得到荧光增白剂溶液；步骤二：向荧光增白剂溶液中加入预先溶解好的高分子溶液，剧烈搅拌至溶解完全，得到荧光高分子溶液；步骤三：分别秤取二价金属的可溶性盐和三价金属的可溶性盐，再秤取尿素，将上述两种金属可溶性盐和尿素加入去离子水，配置成三价金属离子溶液；步骤四：将步骤三得到的三价金属离子溶液缓慢滴加入步骤二得到的荧光高分子溶液，得到高分子复合溶液；步骤五：将所得高分子复合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，得到层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂。2.根据权利要求1所述的一种层状双金属氢氧化物基多功能纸张表面施胶剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的荧光增白剂为自制二苯乙烯基荧光增白剂，制备方法如下：将0.0166mol三聚氯氰及40mL丙酮加入三口烧瓶中，在0℃温度下强力搅拌20min左右，使其分散均匀，将0.0083molDSD酸溶于NaOH碱性溶液中，在冰浴下将DSD酸钠溶液滴加至三聚氯氰中进行第一步缩合反应，注意滴加速度，60min内滴加完毕，同时溶液体系呈酸性，即用质量分数为10％的NaOH溶液调节体系pH为5-6，反应2小时，随之逐步升温至35-40℃，滴加0.0166mol氨基化合物R1，进行第二步缩合反应，调节体系pH为7-8，反应持续至氨基值为0，继续缓慢升温至60-70℃，缓慢蒸出丙酮溶剂，然后继续升温90-95℃进行第三步缩合反应，滴液漏斗滴加一定量的R2，pH控制在8-9，反应至pH值不再发生任何变化时，反应结束，将反应所得的淡黄色混合液冷却至室温，倒入丙酮中，析出固体产物，进行减压抽滤，再用丙酮反复洗涤至丙酮颜色为无色，抽滤并在真空干燥箱中干燥，即得到淡黄色二苯乙烯多功能光稳定剂PFBs，于40℃下烘干至恒重，在干燥器中保存产物，产物结构如下，所述的R1，R2分别为吗啡啉(a)，乙醇胺(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光华，郭明媛，裴静，杜伦，唐进霞，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61