无机矿物纤维改性剂及其制备方法
专利名称：无机矿物纤维改性剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种改性剂及其制备方法，具体地说，涉及一种造纸用无机矿物纤维的改性剂。
背景技术：
无机矿物纤维是采用现代技术，将自然产出的白色纤维状矿石经纤维化超细粉碎、表面 复合改性后制备的活性造纸用新材料，比如玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维、玻璃纤 维等。无机矿物纤维不同于植物纤维，制备过程不会造成环境污染，也不同于传统填料—— 碳酸钙、滑石粉，它是介于植物短纤维与传统填料之间的一种新型造纸材料。无机矿物纤维 用于造纸工业，可节约大量的植物纤维，这对降低造纸成本，保护森林和生态环境，减少造 纸污染有重要的意义。但是无机矿物纤维脆性大、刚性强、表面极性基团少，与有机纤维结 合困难，使用过多将使成纸强度大幅度下降。如何改善无机矿物纤维的表面性质，增强无机 矿物纤维与植物纤维的结合力，从而增加矿物纤维的用量成为目前研究的热点。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种易合成、成本低且改性效果好的无机纤维改性剂， 可以增强无机矿物纤维与其它材料之间的结合力，为将无机矿物纤维大量用于湿法造纸提供 有力的保证。本发明的技术方案如下一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR!0)aClb(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z式中x，y，z= 1 100; 2a+b+c = 4; d+e = z; -01110-为含有双官能团的有机配位基；-OR20-为带有阳离子基团的配位基。式中R2为N， N-二羟乙基甘氨酸、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、椰油 酰基丙基甜菜碱中的任一种。式中铝锆比为L5 6:l。本发明还公开了无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份5 7份的碱式氯化铝和10份的水，充分搅拌 至氯化铝完全溶解，加入甲醇15 20份，加热至回流；(2) 加入l份l,2-丙二醇，在回流状态下反应50 60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘 箱中100 12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4 5份十二烷基二甲基甜菜碱或2 3份N,N-二羟乙 基甘氨酸、10份l,2-丙二醇，在7(TC 8(TC水浴中反应20 30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1 2份，反应40 50min,减压抽出溶剂后即得无机矿物纤维 改性剂。在实际造纸时，将无机纤维改性剂加入到玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维或玻璃 纤维悬浮液中，加入量为矿物纤维重量的0.1 1%，搅拌均匀，偶联反应半小时后即可用于 湿法造纸。本发明无机矿物纤维改性剂可提高矿物纤维的柔软性，改善矿物纤维在水中悬浮液的粘 度，改变矿物纤维表面的电荷性。其分子结构中的无机偶联基团可与矿物纤维表面的各种官 能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分具有阳离子性的有机基团可与带有负电荷的植 物有机纤维基团发生化学反应，从而增强无机矿物纤维与植物纤维的结合力，为将无机矿物 纤维大量用于湿法造纸提供了有力的保证。
具体实施方式
以下结合实施例进一步说明本发明。 无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤-(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份7份的碱式氯化铝和IO份的水，充分搅拌至氯 化铝完全溶解，加入甲醇15份，加热至回流；(2) 加入1份1，2-丙二醇，在回流状态下反应60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘箱 中12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4.5份十二烷基二甲基甜菜碱、10份1，2-丙二醇，在80 'C水浴中反应30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1.5份，反应50min,减压抽出溶剂后即得目标产物。
权利要求
1.一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR1O)aClb(OH)c]x[OC(R2)O]y[ZrCld(OH)e]z式中x，y，z＝1～100；2a+b+c＝4；d+e＝z；-OR1O-为含有双官能团的有机配位基；-OR2O-为带有阳离子基团的配位基。
2. 根据权利要求1所述的一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于式中R2为N, N-二羟乙基甘氨酸、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、椰油酰基丙基甜菜碱中的任一 种。
3. 根据权利要求1所述的一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于式中铝锆比为1.5 6:1。
4. 根据权利要求1所述无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份5 7份的碱式氯化铝和IO份的水，充分搅拌 至氯化铝完全溶解，加入甲醇15 20份，加热至回流；(2) 加入l份l,2-丙二醇，在回流状态下反应50 60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘 箱中100 12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4 5份十二烷基二甲基甜菜碱或2 3份N,N-二羟乙 基甘氨酸、10份l,2-丙二醇，在7(TC 8(TC水浴中反应20 30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1 2份，反应40 50min,减压抽出溶剂后即得无机矿物纤维 改性剂。
5. 根据权利要求1所述无机矿物纤维改性剂应用于造纸中。
全文摘要
本发明提供了一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR<sub>1</sub>O)<sub>a</sub>Cl<sub>b</sub>(OH)<sub>c</sub>]<sub>x</sub>[OC(R<sub>2</sub>)O]<sub>y</sub>[ZrCl<sub>d</sub>(OH)<sub>e</sub>]<sub>z</sub>，式中x，y，z＝1～100；2a+b+c＝4；d+e＝z；-OR<sub>1</sub>O-为含有双官能团的有机配位基；-OR<sub>2</sub>O-为带有阳离子基团的配位基。本发明可提高矿物纤维的柔软性，改善矿物纤维在水中悬浮液的粘度，改变矿物纤维表面的电荷性。其分子结构中的无机偶联基团可与矿物纤维表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分具有阳离子性的有机基团可与带有负电荷的植物有机纤维基团发生化学反应，从而增强矿物纤维与植物纤维之间的结合力，为将无机矿物纤维大量用于湿法造纸提供了有力的保证。
文档编号C04B41/46GK101126216SQ200710143280
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月9日 优先权日2007年8月9日
发明者郑小鹏, 陈均志, 陈建定 申请人:阎文跃;陈均志;郑小鹏
技术领域：
本发明涉及一种改性剂及其制备方法，具体地说，涉及一种造纸用无机矿物纤维的改性剂。
背景技术：
无机矿物纤维是采用现代技术，将自然产出的白色纤维状矿石经纤维化超细粉碎、表面 复合改性后制备的活性造纸用新材料，比如玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维、玻璃纤 维等。无机矿物纤维不同于植物纤维，制备过程不会造成环境污染，也不同于传统填料—— 碳酸钙、滑石粉，它是介于植物短纤维与传统填料之间的一种新型造纸材料。无机矿物纤维 用于造纸工业，可节约大量的植物纤维，这对降低造纸成本，保护森林和生态环境，减少造 纸污染有重要的意义。但是无机矿物纤维脆性大、刚性强、表面极性基团少，与有机纤维结 合困难，使用过多将使成纸强度大幅度下降。如何改善无机矿物纤维的表面性质，增强无机 矿物纤维与植物纤维的结合力，从而增加矿物纤维的用量成为目前研究的热点。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种易合成、成本低且改性效果好的无机纤维改性剂， 可以增强无机矿物纤维与其它材料之间的结合力，为将无机矿物纤维大量用于湿法造纸提供 有力的保证。本发明的技术方案如下一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR!0)aClb(OH)c]x[OC(R2)0]y[ZrCld(OH)e]z式中x，y，z= 1 100; 2a+b+c = 4; d+e = z; -01110-为含有双官能团的有机配位基；-OR20-为带有阳离子基团的配位基。式中R2为N， N-二羟乙基甘氨酸、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、椰油 酰基丙基甜菜碱中的任一种。式中铝锆比为L5 6:l。本发明还公开了无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份5 7份的碱式氯化铝和10份的水，充分搅拌 至氯化铝完全溶解，加入甲醇15 20份，加热至回流；(2) 加入l份l,2-丙二醇，在回流状态下反应50 60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘 箱中100 12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4 5份十二烷基二甲基甜菜碱或2 3份N,N-二羟乙 基甘氨酸、10份l,2-丙二醇，在7(TC 8(TC水浴中反应20 30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1 2份，反应40 50min,减压抽出溶剂后即得无机矿物纤维 改性剂。在实际造纸时，将无机纤维改性剂加入到玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维或玻璃 纤维悬浮液中，加入量为矿物纤维重量的0.1 1%，搅拌均匀，偶联反应半小时后即可用于 湿法造纸。本发明无机矿物纤维改性剂可提高矿物纤维的柔软性，改善矿物纤维在水中悬浮液的粘 度，改变矿物纤维表面的电荷性。其分子结构中的无机偶联基团可与矿物纤维表面的各种官 能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分具有阳离子性的有机基团可与带有负电荷的植 物有机纤维基团发生化学反应，从而增强无机矿物纤维与植物纤维的结合力，为将无机矿物 纤维大量用于湿法造纸提供了有力的保证。
具体实施方式
以下结合实施例进一步说明本发明。 无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤-(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份7份的碱式氯化铝和IO份的水，充分搅拌至氯 化铝完全溶解，加入甲醇15份，加热至回流；(2) 加入1份1，2-丙二醇，在回流状态下反应60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘箱 中12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4.5份十二烷基二甲基甜菜碱、10份1，2-丙二醇，在80 'C水浴中反应30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1.5份，反应50min,减压抽出溶剂后即得目标产物。
权利要求
1.一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR1O)aClb(OH)c]x[OC(R2)O]y[ZrCld(OH)e]z式中x，y，z＝1～100；2a+b+c＝4；d+e＝z；-OR1O-为含有双官能团的有机配位基；-OR2O-为带有阳离子基团的配位基。
2. 根据权利要求1所述的一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于式中R2为N, N-二羟乙基甘氨酸、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰基丙基甜菜碱、椰油酰基丙基甜菜碱中的任一 种。
3. 根据权利要求1所述的一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于式中铝锆比为1.5 6:1。
4. 根据权利要求1所述无机矿物纤维改性剂的制备方法，包括下述步骤(1) 在带有回流装置的烧瓶中加入重量份5 7份的碱式氯化铝和IO份的水，充分搅拌 至氯化铝完全溶解，加入甲醇15 20份，加热至回流；(2) 加入l份l,2-丙二醇，在回流状态下反应50 60min，减压抽出甲醇，将剩余物于烘 箱中100 12(TC烘干备用；(3) 按重量份称取1份氧氯化锆、4 5份十二烷基二甲基甜菜碱或2 3份N,N-二羟乙 基甘氨酸、10份l,2-丙二醇，在7(TC 8(TC水浴中反应20 30min;(4) 加入步骤(2)所得产物1 2份，反应40 50min,减压抽出溶剂后即得无机矿物纤维 改性剂。
5. 根据权利要求1所述无机矿物纤维改性剂应用于造纸中。
全文摘要
本发明提供了一种无机矿物纤维改性剂，其特征在于它的化学结构式如下[Al(OR<sub>1</sub>O)<sub>a</sub>Cl<sub>b</sub>(OH)<sub>c</sub>]<sub>x</sub>[OC(R<sub>2</sub>)O]<sub>y</sub>[ZrCl<sub>d</sub>(OH)<sub>e</sub>]<sub>z</sub>，式中x，y，z＝1～100；2a+b+c＝4；d+e＝z；-OR<sub>1</sub>O-为含有双官能团的有机配位基；-OR<sub>2</sub>O-为带有阳离子基团的配位基。本发明可提高矿物纤维的柔软性，改善矿物纤维在水中悬浮液的粘度，改变矿物纤维表面的电荷性。其分子结构中的无机偶联基团可与矿物纤维表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分具有阳离子性的有机基团可与带有负电荷的植物有机纤维基团发生化学反应，从而增强矿物纤维与植物纤维之间的结合力，为将无机矿物纤维大量用于湿法造纸提供了有力的保证。
文档编号C04B41/46GK101126216SQ200710143280
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月9日 优先权日2007年8月9日
发明者郑小鹏, 陈均志, 陈建定 申请人:阎文跃;陈均志;郑小鹏
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