本發(fā)明屬于造紙分散劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑的制備方法。

背景技術(shù)：

氧化鈦俗稱為鈦白粉，與大多其他無機(jī)白色顏料相比之下，由于鈦白粉由于具有很高的白度、遮蓋力、折射率等，即集多種非常優(yōu)異性能于一身，使得鈦白粉能夠廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙等多種行業(yè)。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，鈦白粉顆粒粒徑非常的小，所以顆粒表面具有很大的表面能。將鈦白粉置于溶劑中時(shí)，顆粒與顆粒之間極易發(fā)生團(tuán)聚，從而導(dǎo)致顆粒的沉淀，影響了鈦白粉的綜合應(yīng)用性能。

目前，應(yīng)用于無機(jī)粉體的懸浮穩(wěn)定劑，多為陰離子型高分子懸浮穩(wěn)定劑。其中，陰離子型高分子懸浮穩(wěn)定劑具有很好的分散效果，目前已應(yīng)用于水煤漿、陶瓷、氧化鋁和碳酸鈣等無機(jī)礦物的分散，但是陰離子型高分子懸浮穩(wěn)定劑卻易于在鈦白粉表面脫附，降低分散效果。而非離子型和兩性高分子懸浮穩(wěn)定劑由于價(jià)格、環(huán)保性等方面，實(shí)際應(yīng)用得受限。而陽離子型高分子懸浮穩(wěn)定劑，對于各種泥漿均有很好的降粘效果，但由于其價(jià)格高昂等原因，應(yīng)用范圍受到很大的限制，且作為懸浮穩(wěn)定劑，其主要通過陽離子基團(tuán)吸附在粒子表面，對粒子間形成分散懸浮的改性作用，粘結(jié)性較差且易發(fā)生脫落，導(dǎo)致其吸附不完全，鈦白粉在漿料中留著率較低，所以通過對其配方進(jìn)行改良，制備一種可持久懸浮改性的陽離子懸浮分散劑是現(xiàn)在研究創(chuàng)新的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有陽離子懸浮分散劑主要通過陽離子基團(tuán)吸附在粒子表面，粘結(jié)性較差且易發(fā)生脫落，導(dǎo)致其吸附不完全，對粒子間形成分散懸浮的作用差，鈦白粉留著率低的問題，提供一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）按質(zhì)量比1:10，將蠶絲蛋白與無水乙醇混合，調(diào)節(jié)ph至8.5，攪拌混合并水浴加熱，得堿化蛋白液，按質(zhì)量比1:15，將二甲基二烯丙基氯化銨添加至堿化蛋白液中，攪拌混合并調(diào)節(jié)ph至9.0，活化處理后水浴加熱，靜置冷卻得混合液；

（2）按體積比1:3，將混合液添加至無水乙醇中，靜置陳化后過濾得濾餅，干燥碾磨制備得改性蛋白粉末；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量85～90份去離子水、25～30份丙烯酰胺和10～15份改性蛋白粉末置于三口燒瓶中，在氮?dú)鈿夥铡?5～65℃條件下攪拌混合得基體液；

（3）按質(zhì)量比1:25，將過硫酸鉀溶液滴加至基體液中，待滴加完成后，加熱、冷卻得凝膠液，將凝膠液噴霧干燥，得改性粒料，洗滌、干燥、碾磨、過篩，得鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑。

步驟（1）所述的調(diào)節(jié)ph均采用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％氫氧化鈉溶液。

步驟（3）所述的過硫酸鉀溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％過硫酸鉀溶液。

步驟（3）所述的過硫酸鉀溶液滴加時(shí)間為45～60min。

步驟（3）所述的噴霧干燥進(jìn)料量為50～55ml/min，調(diào)節(jié)干燥器離心噴頭轉(zhuǎn)速為350～400r/min，在進(jìn)風(fēng)口溫度為80～85℃，出風(fēng)口溫度為65～70℃。

步驟（3）所述的洗滌采用的是將無水乙醇和丙酮等體積混合的溶液。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明通過以蠶絲蛋白為基體，改性蠶絲蛋白，使其帶有正電荷，將其加入鈦白粉漿料中，會使?jié){料系統(tǒng)的電位升高，同時(shí)可被鈦白顆粒吸附在表面上，分子上眾多的基團(tuán)可與顆粒表面上的基團(tuán)形成化學(xué)鍵、氫鍵，在紙張干燥過程中，陽離子蠶絲蛋白分子間發(fā)生失水反應(yīng)，從而使其作為三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的膠粘劑，有效對鈦白粉材料進(jìn)行包覆和結(jié)合，提高分散劑材料在鈦白粉顆粒表面的吸附性能；

（2）本發(fā)明通過陽離子改性，在蠶絲蛋白表面接枝形成陽離子高分子聚合物，通過架橋作用，使陽離子高分子聚合吸附至鈦白漿料顆粒表面，其高分子長鏈相互依附和纏連，包覆陽離子蛋白改性的顆粒由于受到陽離子靜電作用下，開始相互吸附、聚集形成的穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)帶電的鈦白顆粒周圍的水分子發(fā)生水化作用，在鈦白顆粒表面形成一層水化層，吸附和包覆，形成穩(wěn)定存在的膠體狀態(tài)，有效提高鈦白粉留著率。

具體實(shí)施方式

按質(zhì)量比1:10，將蠶絲蛋白與無水乙醇混合，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至8.5，攪拌混合并置于45～55℃下水浴加熱100～120min，得堿化蛋白液，隨后按質(zhì)量比1:15，將二甲基二烯丙基氯化銨添加至堿化蛋白液中，攪拌混合并滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％氫氧化鈉溶液至ph至9.0，活化處理10～15min后，再在60～65下水浴加熱1～2h，靜置冷卻至室溫得混合液，按體積比1:3，將混合液添加至無水乙醇中，靜置陳化6～8h后，過濾得濾餅，在55～60℃下干燥3～5h，碾磨制備得改性蛋白粉末；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量85～90份去離子水、25～30份丙烯酰胺和10～15份改性蛋白粉末置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，在氮?dú)鈿夥铡?5～65℃條件下攪拌混合0.5～1.0h，得基體液，再按質(zhì)量比1:25，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％過硫酸鉀溶液滴加至基體液中，控制滴加時(shí)間為45～60min，待滴加完成后，在70℃下加熱2～3h，靜置冷卻至室溫，得凝膠液，將凝膠液置于噴霧干燥裝置中，控制進(jìn)料量為50～55ml/min，調(diào)節(jié)干燥器離心噴頭轉(zhuǎn)速為350～400r/min，在進(jìn)風(fēng)口溫度為80～85℃，出風(fēng)口溫度為65～70℃條件下噴霧造粒，得改性粒料，用無水乙醇和丙酮等體積混合的溶液洗滌3～5次后，真空冷凍干燥，碾磨過100目篩，即可制備得一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑。

實(shí)例1

按質(zhì)量比1:10，將蠶絲蛋白與無水乙醇混合，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至8.5，攪拌混合并置于45℃下水浴加熱100min，得堿化蛋白液，隨后按質(zhì)量比1:15，將二甲基二烯丙基氯化銨添加至堿化蛋白液中，攪拌混合并滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％氫氧化鈉溶液至ph至9.0，活化處理10min后，再在60℃下水浴加熱1h，靜置冷卻至室溫得混合液，按體積比1:3，將混合液添加至無水乙醇中，靜置陳化6h后，過濾得濾餅，在55℃下干燥3h，碾磨制備得改性蛋白粉末；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量85份去離子水、25份丙烯酰胺和10份改性蛋白粉末置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，在氮?dú)鈿夥铡?5℃條件下攪拌混合0.5h，得基體液，再按質(zhì)量比1:25，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％過硫酸鉀溶液滴加至基體液中，控制滴加時(shí)間為45min，待滴加完成后，在70℃下加熱2h，靜置冷卻至室溫，得凝膠液，將凝膠液置于噴霧干燥裝置中，控制進(jìn)料量為50ml/min，調(diào)節(jié)干燥器離心噴頭轉(zhuǎn)速為350r/min，在進(jìn)風(fēng)口溫度為80℃，出風(fēng)口溫度為65℃條件下噴霧造粒，得改性粒料，用無水乙醇和丙酮等體積混合的溶液洗滌3次后，真空冷凍干燥，碾磨過100目篩，即可制備得一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑。

實(shí)例2

按質(zhì)量比1:10，將蠶絲蛋白與無水乙醇混合，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至8.5，攪拌混合并置于50℃下水浴加熱110min，得堿化蛋白液，隨后按質(zhì)量比1:15，將二甲基二烯丙基氯化銨添加至堿化蛋白液中，攪拌混合并滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％氫氧化鈉溶液至ph至9.0，活化處理12min后，再在62下水浴加熱2h，靜置冷卻至室溫得混合液，按體積比1:3，將混合液添加至無水乙醇中，靜置陳化7h后，過濾得濾餅，在57℃下干燥4h，碾磨制備得改性蛋白粉末；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量87份去離子水、27份丙烯酰胺和12份改性蛋白粉末置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂螅诘獨(dú)鈿夥铡?7℃條件下攪拌混合0.8h，得基體液，再按質(zhì)量比1:25，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％過硫酸鉀溶液滴加至基體液中，控制滴加時(shí)間為47min，待滴加完成后，在70℃下加熱3h，靜置冷卻至室溫，得凝膠液，將凝膠液置于噴霧干燥裝置中，控制進(jìn)料量為52ml/min，調(diào)節(jié)干燥器離心噴頭轉(zhuǎn)速為375r/min，在進(jìn)風(fēng)口溫度為82℃，出風(fēng)口溫度為67℃條件下噴霧造粒，得改性粒料，用無水乙醇和丙酮等體積混合的溶液洗滌4次后，真空冷凍干燥，碾磨過100目篩，即可制備得一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑。

實(shí)例3

按質(zhì)量比1:10，將蠶絲蛋白與無水乙醇混合，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至8.5，攪拌混合并置于47℃下水浴加熱115min，得堿化蛋白液，隨后按質(zhì)量比1:15，將二甲基二烯丙基氯化銨添加至堿化蛋白液中，攪拌混合并滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％氫氧化鈉溶液至ph至9.0，活化處理15min后，再在65下水浴加熱2h，靜置冷卻至室溫得混合液，按體積比1:3，將混合液添加至無水乙醇中，靜置陳化8h后，過濾得濾餅，在60℃下干燥5h，碾磨制備得改性蛋白粉末；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量90份去離子水、30份丙烯酰胺和15份改性蛋白粉末置于三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝夂?，在氮?dú)鈿夥铡?5℃條件下攪拌混合1.0h，得基體液，再按質(zhì)量比1:25，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％過硫酸鉀溶液滴加至基體液中，控制滴加時(shí)間為60min，待滴加完成后，在70℃下加熱3h，靜置冷卻至室溫，得凝膠液，將凝膠液置于噴霧干燥裝置中，控制進(jìn)料量為55ml/min，調(diào)節(jié)干燥器離心噴頭轉(zhuǎn)速為400r/min，在進(jìn)風(fēng)口溫度為85℃，出風(fēng)口溫度為70℃條件下噴霧造粒，得改性粒料，用無水乙醇和丙酮等體積混合的溶液洗滌5次后，真空冷凍干燥，碾磨過100目篩，即可制備得一種鈦白粉懸浮穩(wěn)定劑。

以本發(fā)明實(shí)例1，2，3和德國司馬化工出產(chǎn)的pc-67陽離子懸浮劑為對照組進(jìn)行試驗(yàn)對比，取一定量的植物纖維,加入自來水，制成紙漿含量為5％的漿料，并將漿料打漿。將打好的漿料與已用白水稀釋過后的并已加入適量聚合物懸浮穩(wěn)定劑的5％鈦白粉漿料混合在一起,攪拌約10min，然后進(jìn)行抄片。將抄好的紙張于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105℃下干燥15min。將整張紙稱重，折疊塞進(jìn)坩堝中，放入馬弗爐先將馬弗爐升溫至100℃，保溫5min；然后再升溫至200℃，保溫15min；最后升溫至540℃，保溫4h。焚燒完全后，用坩堝蓋蓋上坩堝，放入干燥器中干燥，然后稱量坩堝中殘余的灰分，利用填料留著率的公式，計(jì)算最終的填料留著率。

對比表如表1所示：

表1陽離子懸浮劑使用鈦白粉留著率性能對照表

由上表可知，本發(fā)明制備的懸浮劑可是鈦白粉留著率顯著提高。