本發(fā)明涉及改性碳酸鈣填料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣及其制作方法。
背景技術(shù)：
中國(guó)是一個(gè)造紙大國(guó)，而復(fù)印紙是這些紙產(chǎn)品中要求技術(shù)指標(biāo)很高的紙種，在日常工作中復(fù)印紙的使用頻率最高，復(fù)印紙的優(yōu)劣將直接影響工作效率的快慢和文本形體的美觀，因而在造紙過(guò)程中如何提高復(fù)印紙各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題，最常用的方法是添加填充劑。
碳酸鈣由于價(jià)格低廉，且具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性、化學(xué)穩(wěn)定、易干燥、能耗低、色澤好(白)，對(duì)其它顏色的干擾小，易著色、填充量大等諸多優(yōu)點(diǎn)，將其填充于造紙中可以適應(yīng)中堿性造紙發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)涂布膠粘劑需要量少，還具有較好的流變性，是目前應(yīng)用較多的填充劑之一添加至紙張中，不僅能替代部分植物纖維，提高紙料的脫水速率和紙張干燥速率，節(jié)省干燥能耗，從而降低生產(chǎn)成本，而且還具有許多其它優(yōu)點(diǎn)，如提高紙張光學(xué)性能，增加紙張平滑度，改善紙張印刷性能等。然而，隨著紙張中碳酸鈣加入量的增加，加填的負(fù)效應(yīng)也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，如紙張的強(qiáng)度性能下降、施膠效果變差、造紙網(wǎng)壽命縮短、印刷中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象等。為了克服或減輕紙張加填造成的這些缺陷，因而需要對(duì)碳酸鈣進(jìn)行了改良和功能化改性，對(duì)其表面改性的研究較為活躍，淀粉具有較好的成膜性和可提高紙張強(qiáng)度的原因，且來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，是較好的填料包覆材料。因此，文獻(xiàn)《淀粉改性碳酸鈣填料提高復(fù)印紙性能的研究》用淀粉與碳酸鈣填料共混后進(jìn)行糊化溶脹，再進(jìn)行干燥和研磨處理制備了淀粉包覆改性碳酸鈣填料并將其應(yīng)用于復(fù)印紙生產(chǎn)中。研究結(jié)果表明：淀粉包覆改性后的碳酸鈣填料具備較強(qiáng)的抗剪切性能，同時(shí)具有較高的留著率；添加淀粉包覆改性碳酸鈣的紙頁(yè)強(qiáng)度性能較高，且強(qiáng)度性能下降的幅度明顯減緩。
然而文獻(xiàn)中碳酸鈣改性較為單一，且碳酸鈣顆粒表面吸附著一層鈣離子，呈弱堿性，抗酸性能差，只能應(yīng)用于中性或偏堿性造紙的填充劑，限制了其應(yīng)用范圍，其次由于碳酸鈣表面羥基的作用，使其表面親水疏油，不利于在非極性體系中均勻分散，將其填充于造紙中制得的復(fù)印紙防水性差、印刷性能差，且紙張印刷中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象，因而需要改進(jìn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和配方比列，隨著納米材料的技術(shù)研究的不斷成熟，將其應(yīng)用于造紙?zhí)盍祥_(kāi)發(fā)出一種具有耐酸、防水等功能的復(fù)印紙用多功能型改性納米碳酸鈣可以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣及其制作方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣，由下列重量份的原料制成：碳酸鈣97-99、木薯淀粉16-18、核桃油2-4、聚乙烯醇1.1-1.3、西瓜皮纖維3-5、甘氨酸8-9、球形硅微粉4-6、γ-巰丙基三甲氧基硅烷5.2-5.4、環(huán)氧氯丙烷6-8、狼毒花7-9、納米硫酸鋇2.2-2.5、去離子水適量。
所述的一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣的制作方法，包括以下步驟：
（1）將聚乙烯醇加入適量去離子水?dāng)嚢柚寥咳芙猓尤肜嵌净ù虺蓾{并加熱煮沸，保持溫度加入球形硅微粉超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性球形硅微粉；
（2）將木薯淀粉、納米硫酸鋇攪拌混勻，加入γ-巰丙基三甲氧基硅烷超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性木薯淀粉；
（3）將步驟（2）制得的改性木薯淀粉用去離子水配制成濃度為3%的懸浮液，加入碳酸鈣、步驟（1）物料攪拌混勻，置于90-100℃水浴中邊攪拌邊反應(yīng)2-3小時(shí)直至凝結(jié)成塊狀；
（4）把上述凝結(jié)成塊狀的物料搗碎烘干，加入甘氨酸、環(huán)氧氯丙烷及其他剩余成分用球磨機(jī)研磨至粒徑為600-800目之間，烘干出料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明先將木薯淀粉經(jīng)γ-巰丙基三甲氧基硅烷改性后，再與碳酸鈣填料共混后進(jìn)行糊化溶脹，最后添加甘氨酸及其他有效成分研磨干燥處理，使碳酸鈣填料粒子的粒徑增大，一方面增大了碳酸鈣微粒間的距離，減小了分子間的相互作用，可改善碳酸鈣顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，另一方面能夠避免碳酸鈣填料與紙漿纖維的直接接觸，而變成淀粉凝膠與紙漿纖維的接觸，形成氫鍵聯(lián)接，增加了碳酸鈣填料粒子與紙漿纖維之間的結(jié)合力，減緩了加填紙強(qiáng)度性能的下降幅度，制得的改性碳酸鈣表面光滑、親油性好、白度好、抗剪切性能強(qiáng)、留著率高，應(yīng)用于復(fù)印紙?zhí)盍峡商岣呃w維保留率，降低白水濃度，減少木漿用量，有利于降低成本和有利于環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)施方式
一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣，由下列重量份的原料制成：碳酸鈣97、木薯淀粉16、核桃油2、聚乙烯醇1.1、西瓜皮纖維3、甘氨酸8、球形硅微粉4、γ巰丙基三甲氧基硅烷5.2、環(huán)氧氯丙烷6、狼毒花7、納米硫酸鋇2.2、去離子水適量。
所述的一種高保留復(fù)印紙專(zhuān)用甘氨酸接枝改性碳酸鈣的制作方法，包括以下步驟：
（1）將聚乙烯醇加入適量去離子水?dāng)嚢柚寥咳芙?，加入狼毒花打成漿并加熱煮沸，保持溫度加入球形硅微粉超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性球形硅微粉；
（2）將木薯淀粉、納米硫酸鋇攪拌混勻，加入γ-巰丙基三甲氧基硅烷超聲研磨30-40分鐘，噴霧干燥得改性木薯淀粉；
（3）將步驟（2）制得的改性木薯淀粉用去離子水配制成濃度為3%的懸浮液，加入碳酸鈣、步驟（1）物料攪拌混勻，置于90-100℃水浴中邊攪拌邊反應(yīng)2-3小時(shí)直至凝結(jié)成塊狀；
（4）把上述凝結(jié)成塊狀的物料搗碎烘干，加入甘氨酸、環(huán)氧氯丙烷及其他剩余成分用球磨機(jī)研磨至粒徑為600-800目之間，烘干出料。
利用本發(fā)明制得的復(fù)印紙專(zhuān)用改性碳酸鈣填料表面光滑、親油、白度好，其體積平均粒徑由5.88μm增加至38.25μm；面積平均粒徑由1.73μm 增加至12.11μm；當(dāng)加入量為10%-40%時(shí)，其在紙頁(yè)抄造過(guò)程中的留著率提高幅度在28.28%-65.48%之間。