一种纸张脱酸分散液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纸张脱酸分散液及其制备方法和应用，涉及纸张脱酸技术领域。本发明专利技术制所提供的纸张脱酸分散液，按重量百分比计，包括以下组分：氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质：0.01～5wt％；余量为全氟有机化合物溶剂。本发明专利技术中，首先制备得到固体的氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质，再将改性后的碱性脱酸质分散于全氟有机化合物溶剂中，从而得到体系稳定、均一性好的纸张脱酸分散液。避免了碱性脱酸质颗粒易团聚、分布不均匀，以及得到的脱酸剂产品放置或存储后易产生沉淀，影响产品性能的问题。本发明专利技术所用原料绿色环保、成本低廉；整体制备方法简单、高效，对设备和能耗要求低，反应过程安全温度，尤其适合大规模工业化生产。化生产。化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种纸张脱酸分散液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纸张脱酸
，具体涉及一种纸张脱酸分散液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]博物馆、档案馆和图书馆中收藏着大量以纸为主要载体材料的纸质文献。纸质档案和文物更是记载人类实践活动、社会历史发展的珍贵史料和文化遗产，具有难以估量的历史价值和社会价值。提升纸张材料的耐久性，延长纸质文献的寿命，是文物与档案保护领域备受关注的重要科学问题。
[0003]纸张的原料主要是多种植物的纤维素，这些纤维素的降解使纸张解体、破碎失去充当信息载体的能力，其中酸性成分是缩短纸张寿命的关键因素之一。在全球范围内，现有约三分之二的历史文献和珍贵图书处于酸化威胁中，纸张酸化已成为国际共性问题，抢救酸化濒危纸质文献刻不容缓。这些酸性成分的来源可以是加工过程中的酸处理、酸性添加成分、外源酸性物质的掺入和纤维素降解过程中产生的酸性基团，在纸质文献的自然寿命周期中通常表现为非单一来源。
[0004]针对纸张酸化的问题，国内外都在不断研究和开发与脱酸相关的工艺技术和产品。目前，纸张脱酸剂产品大多采用水、有机醇类中的一种或者几种作为溶剂，该类溶剂不仅可对纸张纤维产生润胀作用，还对字迹具有一定的溶解性，对纸质文献可能产生损害，难以批量化使用，在酸化纸张上的使用具有局限性。美国Koppers公司与加利福尼亚大学合作开发的一款纸张脱酸剂在1985年获得美国专利，专利名称为“DEACIDIFICATION OF LIBRARY MATERIALS”。该专利首次以高惰性的全氟有机化合物作为溶剂，其几乎不会对文物的本体和字迹产生影响，相关产品已被推广使用。近年来，国内也相继授权了多个以全氟有机化合物作为溶剂的纸张脱酸剂专利。然而，目前基于全氟类溶剂的纸张脱酸液大多需要引入大量的表面活性剂(如3M FLUORAD FC
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740、3M FLUORAD FC
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721和氟代烷基醚羧酸酯等)作为碱性脱酸颗粒的分散剂，其在施用之后会残留于纸张上，导致在纸张自然老化的过程中产生副面影响，因而受到质疑。
[0005]综上，如何研发一种制备工艺简单、不添加氟化表面活性剂且具有储碱效果的纸张脱酸分散液，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种纸张脱酸分散液，首先制备得到固体的氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质，再将改性后的碱性脱酸质分散于全氟有机化合物溶剂中，从而得到体系稳定、均匀悬浮的纸张脱酸分散液。避免了碱性脱酸质颗粒易团聚、分布不均匀，以及得到的脱酸剂产品放置或存储后易产生沉淀，影响产品性能的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种纸张脱酸分散液，按重量百分比计，包括以下组分：
[0008]氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质：0.01～5wt％；
[0009]余量为全氟有机化合物溶剂。
[0010]在一优选的实施方式中，所述纸张脱酸分散液中，氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质的重量百分比为0.05～4wt％，余量为全氟有机化合物溶剂；更优选的，所述氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质的重量百分比为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％。
[0011]本专利技术中，设计氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质在前述范围内，在保持产品脱酸效果的前提下，既可以减少碱性脱酸质的用量，节约成本，又能避免过多固体含量导致颗粒团聚严重。此外，分散液中含有过高浓度的碱性脱酸质也容易产生单次脱酸后施加量过多形成白色斑块的问题。
[0012]在一优选的实施方式中，所述氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质由以下方法制备得到：
[0013]将碱性脱酸质、溶剂、碱液和氟代烷基硅烷偶联剂混合均匀，在一定反应温度下，搅拌反应，即得。
[0014]在一优选的实施方式中，所述碱性脱酸质包括金属氧化物和金属碳酸盐中的一种或多种。
[0015]在一优选的实施方式中，所述金属氧化物包括氧化镁；优选的，所述氧化镁粒径为1纳米至10微米；更优选的，所述氧化镁粒径为10纳米至5微米；最优选的，所述氧化镁粒径为18纳米、20纳米、22纳米、25纳米、30纳米、40纳米、50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米、0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米。
[0016]在一优选的实施方式中，所述金属碳酸盐包括碳酸钙；优选的，所述碳酸钙粒径为1纳米至10微米；更优选的，所述碳酸钙粒径为10纳米至5微米；最优选的，所述碳酸钙粒径为20纳米、30纳米、40纳米、45纳米、50纳米、55纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米、0.1微米、0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、2微米、3微米、4微米。
[0017]由于纸张的生产过程中往往会添加镁盐和钙盐颗粒作为填料，因此，本专利技术实施例中选择镁系和钙系的氧化物和碳酸盐，可以在不引入其他元素的前提下，又能达到良好的脱酸效果，进而在脱酸处理中尽量少的改变纸张元素组分和避免可能存在的副反应风险。
[0018]在一优选的实施方式中，所述溶剂包括无水乙醇、无水甲醇中的一种或多种。
[0019]在一优选的实施方式中，所述碱液包括氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种；更优选的，所述碱液浓度为0.05wt％～30wt％；最优选的，所述碱液浓度为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、3wt％、5wt％、8.0wt％、10wt％、13wt％、15wt％、20wt％、25wt％、28wt％。
[0020]本专利技术中，选择前述溶剂的作用是能够溶解氟代烷基硅烷偶联剂，使得碱性脱酸质的表面修饰能够充分进行；再加入碱液的目的是调节体系pH值至碱性，催化氟代烷基硅烷偶联剂和碱性脱酸质的偶联反应。
[0021]在一优选的实施方式中，所述氟代烷基硅烷偶联剂包括1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三氯硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三氯硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟十二烷基三氯硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟十二烷基三甲氧基硅烷和1H,1H,2H,2H
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全氟十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0022]脱酸用的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸张脱酸分散液，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质：0.01～5wt％；余量为全氟有机化合物溶剂。2.如权利要求1所述的纸张脱酸分散液，其特征在于，所述氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质由以下方法制备得到：将碱性脱酸质、溶剂、碱液和氟代烷基硅烷偶联剂混合均匀，在一定反应温度下，搅拌反应，即得固态的氟代烷基硅烷偶联剂修饰的碱性脱酸质。3.如权利要求2所述的纸张脱酸分散液，其特征在于，所述碱性脱酸质包括金属氧化物和金属碳酸盐中的一种或几种。4.如权利要求2所述的纸张脱酸分散液，其特征在于，所述溶剂包括乙醇；所述碱液包括氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种。5.如权利要求2所述的纸张脱酸分散液，其特征在于，所述氟代烷基硅烷偶联剂包括1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三氯硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟辛基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三氯硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H
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【专利技术属性】
技术研发人员：王亚培，练晓东，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：