本發(fā)明屬于防曬劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于裝飾紙生產(chǎn)用防曬劑的制備方法。
背景技術(shù)：
裝飾紙防曬劑是一種提高裝飾紙光穩(wěn)定性的專用助劑，產(chǎn)品可以以漿料形式直接在造紙中使用，也可以以固體粉末與裝飾紙顏料二氧化鈦混合，提高裝飾紙顏料二氧化鈦的光屏蔽性能?，F(xiàn)有的裝飾紙中所添加的防曬劑中，lr952和ti-purer796+分別為國(guó)內(nèi)以及世界上公認(rèn)的裝飾紙生產(chǎn)用二氧化鈦，分別為國(guó)內(nèi)和世界的知名品牌，效果較好，但成本較為昂貴；而未包膜硫酸法金紅石tio2成本較低，但是使用其生產(chǎn)的裝飾紙?jiān)谠刀?、原值灰分、紫外線照射、相對(duì)反射率以及白度等指標(biāo)較差，使用效果不好，因此，需要開發(fā)一種成本較低且使用效果較好的防曬劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于裝飾紙生產(chǎn)用防曬劑的制備方法，該方法借助聚乙二醇作為插片劑和分散劑，得以一步實(shí)現(xiàn)二維納米高嶺土薄片的制備、納米二氧化鈦分散和負(fù)載，進(jìn)而制備得到能夠提高裝飾紙抗紫外性能的專用防曬劑。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：
一種用于裝飾紙生產(chǎn)用防曬劑的制備方法，關(guān)鍵點(diǎn)是，所述方法包括如下步驟：
a、研磨
將質(zhì)量比例為(90-110):(10-12):(10-12)的高嶺石、聚乙二醇、納米二氧化鈦混合于脫鹽水中形成濃度為500-800g/l的漿料，隨后送入研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間30-45min，得到研磨料；
b、打散
將研磨料送入粉碎機(jī)進(jìn)行打散，得到粒徑為0.15-0.35nm的粉碎料；
c、熟化
將粉碎料放入脫鹽水中配置濃度為450-550g/l的漿料，漿料送入加熱反應(yīng)釜中并加熱至60-70℃，隨后加入90-110g/l的硫酸鋁溶液，并加入190-210g/l的naoh溶液中和至ph值為5-5.5，隨后調(diào)整ph值至7.2-7.5，熟化1.5-2.5h后冷卻至40℃以下；
d、干燥和粉碎
將冷卻后的物料進(jìn)行干燥，并使用粉碎機(jī)將干燥后的物料進(jìn)行粉碎，該粉碎物料即為防曬劑成品。
所述的步驟a中，高嶺石、聚乙二醇以及納米二氧化鈦的質(zhì)量比為100:11:11。
所述的步驟a中，高嶺石粒徑≤2μm，納米二氧化鈦選用scr脫硝催化劑載體用納米二氧化鈦團(tuán)聚體，研磨機(jī)為磨珠粒徑0.6-0.8mm的砂磨機(jī)，漿料在砂磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)濕磨，砂磨機(jī)容量為1l，進(jìn)料速率為4l/h，漿料在砂磨機(jī)中循環(huán)研磨三次，每次停留時(shí)間為10-15min。
所述的步驟c中，粉碎料放入脫鹽水配置的漿料濃度為500g/l，加熱反應(yīng)釜加熱至65℃，隨后加入的硫酸鋁溶液和naoh溶液的濃度分別為100g/l和200g/l，熟化時(shí)間為2h。
所述的步驟d中，干燥所用設(shè)備為噴霧干燥器，粉碎機(jī)為氣流粉碎機(jī)。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過機(jī)械力化學(xué)插層法對(duì)高嶺石進(jìn)行磨剝，在該過程中借助聚乙二醇將納米二氧化鈦分散，聚乙二醇作為插層劑，機(jī)械力打斷高嶺土原有氫鍵，聚乙二醇與斷裂處結(jié)合成更為牢固的新的氫鍵，高嶺土在不斷的磨剝下厚度變薄，當(dāng)量直徑變??；聚乙二醇作分散劑，分散好的納米二氧化鈦負(fù)載到二維納米高嶺土薄片上，通過二氧化鈦對(duì)高嶺石進(jìn)行插層改性，負(fù)載納米二氧化鈦的防曬劑應(yīng)用于裝飾紙生產(chǎn)中，能夠改善裝飾紙的防曬抗老化性能，使得裝飾紙各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到甚至超過現(xiàn)有技術(shù)中的最高水平；用聚乙二醇作為插層劑，使得二氧化鈦在高嶺石磨剝過程分散均勻，高嶺石改性過程較為均勻，同時(shí)使得造紙過程中顏料二氧化鈦具有良好的分散性，所用納米二氧化鈦為scr脫硝催化劑載體用納米二氧化鈦團(tuán)聚體，消除了納米二氧化鈦制備帶來的技術(shù)和環(huán)保問題，使防曬劑的整個(gè)制備過程簡(jiǎn)單化，本發(fā)明制備方法中插層磨剝高嶺土制備納米高嶺土、納米tio2分散、納米tio2負(fù)載在一臺(tái)砂磨機(jī)中完成，產(chǎn)品無需過濾洗滌，無廢水，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，制備成本得到了較好的控制。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種用于裝飾紙生產(chǎn)用防曬劑的制備方法，該方法制備過程基于高嶺石的機(jī)械力化學(xué)插層法來進(jìn)行，以高嶺石、聚乙二醇、納米二氧化鈦?zhàn)鳛樵希旌嫌诿擕}水形成漿料后，依次經(jīng)過研磨、打散、熟化以及干燥和粉碎，最終得到可用于提高裝飾紙防曬抗老化性能的防曬劑，該防曬劑的制備方法具體包括如下步驟：
a、研磨
將質(zhì)量比例為100:11:11的高嶺石、聚乙二醇、納米二氧化鈦混合于脫鹽水中形成濃度為650g/l的漿料，高嶺石粒徑≤2μm，聚乙二醇是納米二氧化鈦分散和造紙過程中顏料二氧化鈦的優(yōu)良分散劑，在此作為插層劑使用，納米二氧化鈦選用scr脫硝催化劑載體用納米二氧化鈦團(tuán)聚體，消除了納米tio2制備帶來的技術(shù)和環(huán)保問題，隨后將漿料送入磨珠粒徑0.6-0.8mm的砂磨機(jī)，磨珠為氧化鋯磨珠，漿料在砂磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)濕磨，砂磨機(jī)容量為1l，進(jìn)料速率為4l/h，漿料在砂磨機(jī)中循環(huán)研磨三次，每次停留時(shí)間為15min，共45min，得到研磨料；插層磨剝高嶺土制備納米高嶺土、納米tio2分散、納米tio2負(fù)載在一臺(tái)砂磨機(jī)中完成，產(chǎn)品無需過濾洗滌，無廢水，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作；插層是不改變層片狀主體結(jié)構(gòu)特征的前提下，在高嶺土基本單元層之間插入小分子化合物，導(dǎo)致層與層之間剝離，這是機(jī)械力化學(xué)插層方法，砂磨機(jī)機(jī)械力磨剝高嶺石，層間氫鍵斷裂，插層劑與高嶺石氫鍵斷裂處形成新的更為牢固氫鍵，聚乙二醇作為插層劑和分散劑分別進(jìn)行高嶺土的插層和納米二氧化鈦的分散，在高嶺土磨剝過程中，分散的納米二氧化鈦逐漸負(fù)載在高嶺土薄片上，插層、分散以及負(fù)載同時(shí)進(jìn)行，能夠避免發(fā)生再次團(tuán)聚的現(xiàn)象；
b、打散
將研磨料送入粉碎機(jī)進(jìn)行打散，得到粒徑為0.15-0.35nm的粉碎料，粒徑測(cè)量使用激光粒度儀來進(jìn)行；
c、熟化
將粉碎料放入脫鹽水中配置濃度為500g/l的漿料，漿料送入加熱反應(yīng)釜中并加熱至65℃，隨后加入100g/l的硫酸鋁溶液，并加入200g/l的naoh溶液中和至ph值為5-5.5，隨后調(diào)整ph值至7.2-7.5，熟化2h后冷卻至40℃以下；納米tio2表面包覆一層納米al2o3膜，膜層既起到降低納米tio2活性的作用(即遮蓋活性位點(diǎn))，也具備一定的透明性，當(dāng)ph小于5.0時(shí)，al3+水解產(chǎn)物為可溶性低分子物種，隨ph升高，水解產(chǎn)物聚合度升高；當(dāng)ph大于等于5.5時(shí)，隨著ph增加，水解產(chǎn)物的不透明性及聚合度降低，所以成膜時(shí)的ph定為5-5.5；之后使用ph計(jì)測(cè)量ph值，滴加堿液調(diào)整ph值至7.2-7.5是為了進(jìn)行熟化，熟化可以使產(chǎn)品表面的鋁膜趨于均勻和致密，提高產(chǎn)品耐候性，ph偏高或偏低會(huì)降低產(chǎn)品消色力，產(chǎn)生影響。
d、干燥和粉碎
使用噴霧干燥器對(duì)冷卻后的物料進(jìn)行干燥，隨后使用氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎后的物料即為防曬劑成品。
制備所得的防曬劑成品可以以漿料形式直接在造紙中使用，也可以以固體粉末的形式與裝飾紙顏料二氧化鈦進(jìn)行混合，提高裝飾紙顏料二氧化鈦的光屏蔽性能。
下面通過對(duì)比試驗(yàn)來說明本發(fā)明所制備防曬劑的效果，對(duì)比試驗(yàn)通過在生產(chǎn)裝飾紙打漿時(shí)加入不同的物質(zhì)來進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)組分別為s2、s1、raw、lr952以及ti-purer796+共五組，這五組分別為加入8％防曬劑、4％防曬劑、未包膜硫酸法金紅石tio2、裝飾專用二氧化鈦lr952以及ti-purer796+，隨后進(jìn)行打漿抄紙，打漿度30°sr，然后得到每個(gè)組別的原值定量、原值灰分、紫外線照射、相對(duì)反射率以及白度等指標(biāo)，如表一所示。
(表一)
紫外線照射△e指標(biāo)體現(xiàn)光穩(wěn)定性，相對(duì)反射率體現(xiàn)遮蓋率，納米二氧化鈦和聚乙二醇的加入，能夠提高紙張纖維對(duì)tio2的吸附，留著率提高，原紙灰分提高，浸膠層壓紙光穩(wěn)定性提高、遮蓋力提高、白度增高。lr952國(guó)內(nèi)裝飾紙知名品牌，ti-purer796+美國(guó)杜邦氯化法專用裝飾紙專用二氧化鈦，世界知名品牌，從表一可知，當(dāng)防曬劑用量達(dá)到8％時(shí)，無論是原紙還是浸膠層壓紙質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)接近或達(dá)到世界水平，當(dāng)防曬劑加量達(dá)到4％時(shí)，質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，使用防曬劑，原紙灰分能夠提高8個(gè)百分點(diǎn)以上，浸膠層壓紙光穩(wěn)定性提高75％以上，白度提高0.5個(gè)百分點(diǎn)以上，遮蓋力提高0.3個(gè)百分點(diǎn)以上。s2和s1組別各項(xiàng)指標(biāo)接近或者超過lr952和ti-purer796+組別，并優(yōu)于raw組別，因此，在生產(chǎn)裝飾紙時(shí)，添加本發(fā)明方法制備的防曬劑能夠改善裝飾紙的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，本發(fā)明中納米tio2改性納米高嶺土用于裝飾紙防曬劑，負(fù)載納米tio2裝飾紙防曬劑改善裝飾紙的防曬抗老化性能，對(duì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)裝飾紙，發(fā)展裝飾紙產(chǎn)業(yè)具有較大意義，開拓了納米材料應(yīng)用新的技術(shù)途徑。