一种淀粉包覆改性碳酸钙及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉包覆改性碳酸钙及其制备方法，该制备方法包括步骤：(1)将淀粉时配制成淀粉乳，并在搅拌时加入碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温完成后加入一定量的交联剂，之后继续升温，保温反应一段时间后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后，即得淀粉包覆改性碳酸钙。本发明专利技术将淀粉作为改性剂对碳酸钙进行表面包覆改性，使得碳酸钙这种无机物能够具备一些有机物的性质，改善表面结构和特性，更有利于其与纸张纤维的结合与分布；提高了碳酸钙这种无机填料的留着率，同时也减少了碳酸钙添加后对纸张的耐破，抗张强度等性能的不利影响。

A Starch-coated Modified Calcium Carbonate and Its Preparation Method

The invention discloses a starch-coated modified calcium carbonate and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: (1) preparing starch emulsion when starch is mixed and adding calcium carbonate when stirring; (2) starting to heat up after stirring uniformly, adding a certain amount of cross-linking agent after heating up, then continuing to heat up, after holding reaction for a period of time, obtaining a mixture; (3) mixing obtained in step (2) adding a certain amount of cross-linking agent after stirring. The mixed solution is poured into ammonium sulfate solution. After the solid material is precipitated, the solid is collected and dried and grinded, then the starch-coated modified calcium carbonate is obtained. The starch is used as a modifier to modify the surface of calcium carbonate, so that the inorganic calcium carbonate can possess the properties of some organic substances, improve the surface structure and characteristics, and be more conducive to its combination and distribution with paper fibers; improve the retention rate of calcium carbonate as an inorganic filler, and also reduce the burst resistance and tensile strength of paper after adding calcium carbonate. Adverse effects of energy.

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉包覆改性碳酸钙及其制备方法
本专利技术涉及碳酸钙改性领域，尤其涉及一种淀粉包覆改性碳酸钙及其制备方法。
技术介绍
纸是人们生活工作中用量很大，且不可或缺的一种材料，碳酸钙是造纸过程中一种不可或缺的添加剂；加填碳酸钙的纸张白度高，松厚度好，透气性好，易于吸收油墨，且耐磨性好，碱性抄纸时对pH具有缓冲作用；因此目前的用量越来越大；但是加填量增大以后，对于纸张的抗张性能和耐撕裂性又有不利的影响，且单纯碳酸钙的留着率低，造成原料的浪费和成本的增加；这就同时引发了后续的环境污染和治理的问题；添加量较小时所起的作用又不明显，因此这就出现了不可调和的矛盾，且需求量越大，问题越突出。淀粉是一种易于获取，价格低廉的天然产物，且使用后易于降解和回收再利用，环境压力小；淀粉的很多改性产物和衍生物都可以用于造纸行业，对改善纸张的性能有很大的帮助；因此本专利技术采用淀粉作为改性剂对碳酸钙进行改性处理，在保证产品低成本的情况下，明显改善了碳酸钙的表面结构和性质，大幅度提升了它与纸张的结合力，提高了留着率；其次，包覆淀粉后的碳酸钙涂布于纸张表面的时候对纸张性能的不利影响也明显减小；当然由于包覆了淀粉，导致涂布后纸张的白度和透明度略有降低，但并不影响纸张的光学性能；可见本专利技术的优势明显，本技术和产品在造纸过程中必将得到广泛应用。综上，现有造纸工艺普遍存在以下问题：1.碳酸钙加填量增大后对于纸张的抗张性能和耐撕裂性有不利的影响；2.碳酸钙加填量增大后碳酸钙的留着率低，造成原料的浪费和成本的增加；3.碳酸钙添加量较小时所起的作用不明显。因此，针对现有造纸工艺碳酸钙加填量增大后对于纸张的抗张性能和耐撕裂性有不利的影响、碳酸钙加填量增大后碳酸钙的留着率低，造成原料的浪费和成本的增加以及碳酸钙添加量较小时所起的作用不明显等问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述缺陷，提供一种淀粉包覆改性碳酸钙及其制备方法，采用该方法可提高碳酸钙这种无机填料的留着率，同时也减少了碳酸钙添加后对纸张的耐破，抗张强度等性能的不利影响。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供了一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温完成后加入一定量的交联剂，之后继续升温，保温反应一段时间后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后，即得淀粉包覆改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：进一步地，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙中的一种。进一步地，所述淀粉选自木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、藕粉、土豆淀粉以及豆类淀粉中的一种或多种组合。进一步地，所述交联剂选自环氧氯丙烷、硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钾、油酸、油酸钠、油酸钾等C16-C19的脂肪酸或脂肪酸盐中的一种。进一步地，步骤(1)中所述淀粉乳的质量分数为3％-10％。进一步地，步骤(2)中所述的保温反应的温度为40-90℃。进一步地，步骤(2)中加热至40-70℃后加入一定量的交联剂，之后继续升温至60-90℃，保温反应1-3h，得到混合液。进一步地，步骤(3)中所述硫酸铵溶液的质量分数为30％-50％。本专利技术的第二个方面是提供一种如上述方法制备的淀粉包覆改性碳酸钙。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术将淀粉作为改性剂对碳酸钙进行表面包覆改性，使得碳酸钙这种无机物能够具备一些有机物的性质，改善表面结构和特性，更有利于其与纸张纤维的结合与分布；提高了碳酸钙这种无机填料的留着率，同时也减少了碳酸钙添加后对纸张的耐破，抗张强度等性能的不利影响；且淀粉原料易得，价格低廉，无污染。本专利技术实验过程简单，操作方便，而对碳酸钙的改性效果却较为明显，可以说是一种简洁但行之有效的改性方法。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。实施例1本实施例提供一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将玉米淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入重质碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温至50℃后加入环氧氯丙烷，之后继续升温至80℃，保温反应2h后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入质量分数为30％的硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后即得此种改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：实施例2本实施例提供了一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将玉米淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入重质碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温至60℃加入硬脂酸钠，之后继续升温至85℃，保温反应3h后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入质量分数为30％的硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后即得此种改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：实施例3本实施例提供了一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将玉米淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入重质碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温至60℃后加入硬脂酸钠，之后继续升温至85℃，保温反应3h后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入质量分数为40％的硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后即得此种改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：实施例4本实施例提供了一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将木薯淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入轻质碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温至60℃后加入油酸钠，之后继续升温至85℃，保温反应2h，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入质量分数为40％的硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后即得此种改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：实施例5本实施例提供了一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将藕粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入轻质碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温至65℃后加入一定量的油酸钾，之后继续升温至85℃，保温反应3h后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入质量分数为35％的硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后即得此种改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：本实施例提供了实施例1-5、对比例1以及对比例2的白度、25℃下pH值以及溶胀度的数据对比表，其中对比例1为未改性的重质碳酸钙，对比例2为未改性的轻质碳酸钙。表1产品指标样品编号白度/％pH溶胀度/倍实施例191.137.153实施例289.056.955实施例387.986.7811实施例490.256.936实施例590.887.054对比例(GCC)92.058.56/对比例(PCC)92.158.63/由表1可以看出，改性后的碳酸钙的pH值都下降了，这是由于碳酸钙倍包覆在内部，对水溶液的pH影响变小的缘故。同时可以明显看出，溶胀度增大，且淀粉所占比例越大，溶胀度越大，这是淀粉分子特性的体现，且钙粉的溶胀度越大，越本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温完成后加入一定量的交联剂，之后继续升温，保温反应一段时间后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后，即得淀粉包覆改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：

【技术特征摘要】
1.一种淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将淀粉与水配制成淀粉乳，并在搅拌时加入碳酸钙；(2)搅拌均匀后开始升温，升温完成后加入一定量的交联剂，之后继续升温，保温反应一段时间后，得到混合液；(3)将步骤(2)中得到的混合液倒入硫酸铵溶液中，待固体物质沉淀出来后，收集固体，烘干研磨后，即得淀粉包覆改性碳酸钙；其中，按质量份数计算，各组成用量如下：2.根据权利要求1所述的淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙中的一种。3.根据权利要求1所述的淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述淀粉选自木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、藕粉、土豆淀粉以及豆类淀粉中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的淀粉包覆改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自环氧氯丙烷、硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钾、油酸、油酸钠、油酸钾等...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，孔祥康，李改霞，金霞朝，
申请(专利权)人：东升新材料山东有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37