一种改性无机纤维、其改性方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种改性的无机纤维、其制备方法及用途，所述无机纤维的改性方法为：将质量比为1:(8-10)聚乙烯醇与水完全溶解，然后加入氢氧化钠，再加入双氧水，双氧水与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：(140-180)，反应后得到处理后的聚乙烯醇；将处理后的聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:(0.4-0.6)的质量比混合，得到无机纤维软化增强剂；将无机纤维加入水中搅拌分散，然后加入与无机纤维的质量比为2:(8-10)的无机纤维软化增强剂，搅拌均匀，抽滤得到改性的无机纤维。采用本发明专利技术能够提高无机纤维柔软性和强度，且经过本发明专利技术处理的无机纤维在用于造纸时能够提高纸张性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纤维改性
，涉及一种改性无机纤维、其改性方法和用途。
技术介绍
无机纤维不仅可以代替昂贵的植物纤维用于造纸，节约大量的植物纤维，降低造 纸成本，同时减少植物纤维制浆造成的污染问题。可用于造纸的无机纤维主要有白泥纤维， 玻璃纤维，石棉纤维，碳纤维，陶瓷纤维和粉煤灰纤维等。 无机纤维原料成本极低，不能细纤维化，其表面又不含能相互作用或与植物纤维 作用的基团，另外无机纤维脆性大，刚性强，纤维短，在制浆过程中经打浆、分散、输送较易 断裂为小段纤维，不仅造成在后续应用过程中出现小段纤维交织、堵塞设备等现象，同时使 用过多将使纸张强度大幅度下降。所以必须选用易成柔性膜的成膜剂涂覆在无机纤维的表 面将其包裹起来，增强其强度和柔韧性。然而无机纤维表面不含能与有机材料作用的基团， 成膜物质不易包裹在无机纤维的表面。 CN 103215844A公开了一种无机纤维的改性方法，将聚乙烯醇与水在80-90°C下 搅拌至聚乙烯醇完全溶解，然后加入氢氧化钠，再加入双氧水，在80-90°C下反应4h，得到 处理后的聚乙烯醇；将处理后的聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，碱 性条件下在90-1KTC反应，使γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝到处理后的聚乙烯 醇上，然后调节pH值=7~9,得到无机纤维软化增强剂；将无机纤维加入水中搅拌分散， 然后加入无机纤维软化增强剂搅拌均匀，待体系反应后，抽滤得到改性的无机纤维。但是， 所述改性方法制得的无机纤维的柔性和强度还不够高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种提高无机纤维柔软性和强度的改性 方法、改性的无机纤维及其用途，利用所述改性方法改性得到的无机纤维具有优异的柔性 及强度，用于造纸时能够显著提高纸张性能。 为了达到上述目的，本专利技术的采用以下技术方案： -种无机纤维的改性方法，所述改性方法包括以下步骤： 1)按照1: (8-10)的质量比将聚乙烯醇与水在80-90°C下搅拌至聚乙烯醇完全溶 解，得到聚乙烯醇水溶液，然后向聚乙烯醇水溶液中加入氢氧化钠和质量浓度为30%的双 氧水，在80-90°C下反应4h，得到处理后的聚乙烯醇；其中，所加入的双氧水与聚乙烯醇水 溶液的质量比为1 :(140-180)，所加入的氢氧化钠的质量是双氧水质量的3% -7% ; 2)将处理后的聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:(0. 4-0. 6)的 质量比混合，然后在90-1KTC下反应，使γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝到处理 后的聚乙烯醇上，再调节pH值=7~9,得到无机纤维软化增强剂； 3)将无机纤维加入水中，搅拌使无机纤维分散，然后加入无机纤维软化增强剂，反 应30min-60min，抽滤，得到的滤饼即为改性无机纤维；其中，所加入的无机纤维软化增强 剂与无机纤维的质量比为2: (8-10)。 本专利技术首先用双氧水对聚乙烯醇进行降解，然后在处理后的聚乙烯醇上接枝 γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，接枝后的聚乙烯醇上的官能团能够与无机纤维之间 产生作用，因此，本专利技术制得的无机纤维软化增强剂对无机纤维处理后，无机纤维的柔软性 和强度明显提高，而且经过该方法处理的无机纤维用于造纸时能够提高纸张性能。 所述的步骤1)中搅拌时间为30min。 所述的步骤2)反应时间为30min。 所述的步骤3)在反应30min-60min前还要加入质量浓度为0. 5%-1%的阳 离子聚丙烯酰胺溶液和质量浓度为0.5 % -1 %的十六烷基三甲基溴化铵溶液，搅拌均 匀；其中，所加入的阳离子聚丙烯酰胺溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为 (3-10) : (3-10)，且每加入5-10g的无机纤维软化增强剂需要加入3-10mL的阳离子聚丙烯 酰胺溶液。 本专利技术向无机纤维中加入无机纤维软化增强剂后，还加入使聚乙烯醇阳离子化的 阳离子聚丙烯酰胺和十六烷基三甲基溴化铵，因此聚乙烯醇带有正电荷。而带有正电荷的 聚乙烯醇与表面带有负电荷的无机纤维相互作用，使无机纤维得到改性，其柔软性和强度 明显提尚。 所述的步骤3)中的无机纤维为白泥纤维、粉煤灰纤维、玄武岩纤维或煤矸石纤 维。 所述的步骤3)中每100-200mL水加入2g的无机纤维。 本专利技术还提供了利用所述的改性方法制得的改性无机纤维。 本专利技术还提供了所述改性无机纤维的用途，其用于造纸领域。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于： 本专利技术通过选择合适的聚乙烯醇与水的质量比、双氧水与聚乙烯醇水溶液的质量 比、聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量比及无机纤维软化增强剂与无 机纤维的质量比，进一步提高了无机纤维的柔性及强度，用其制成的纸张具有更优异的性 能。【具体实施方式】 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本专利技术的技术方案。 实施例1 : 1)按照1:10的质量比将聚乙烯醇与水混合，并搅拌加热至85°C直到聚乙烯醇完 全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，然后向聚乙烯醇水溶液中加入氢氧化钠和质量浓度为30% 的双氧水，在85°C下反应4h，得到处理后的聚乙烯醇；其中，所加入的双氧水与聚乙烯醇水 溶液的质量比为1:150,所加入的氢氧化钠的质量是双氧水质量的4% ; 2)将处理后的聚乙烯醇与γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:0. 4的质量比 混合，然后在90°C下反应30min，调节pH = 7,得到无机纤维软化增强剂； 3)将2g的白泥纤维加入100mL的水中，搅拌使白泥纤维分散，然后加入8g的无机 纤维软化增强剂，充分搅拌均匀，再依次加入5mL质量浓度为0. 6%的阳离子聚丙烯酰胺溶 液、6mL质量浓度为0. 8%的十六烷基三甲基溴化铵溶液，搅拌均匀，并反应30min，抽滤，得 到的滤饼即为改性白泥纤维。 实施例2 : 1)按照1:8的质量比将聚乙烯醇与水混合，并搅拌加热至90°C直到聚乙烯醇完全 溶解，得到聚乙烯醇水溶液，然后向聚乙烯醇水溶液中加入氢氧化钠和质量浓度为30%的 双氧水，在90°C下反应4h，得到处理后的聚乙烯醇；其中，所加入的双氧水与聚乙烯醇水溶 液的质量比为1:140,所加入的氢氧化钠的质量是双氧水质量的5% ; 2)将处理后的聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:0. 5的质量比 混合，然后在110°c下反应30min，调节pH = 8,得到无机纤维软化增强剂； 3)将2g的白泥纤维加入150mL的水中，搅拌使白泥纤维分散，然后加入8g的无机 纤维软化增强剂，充分搅拌均匀，再依次加入7mL质量浓度为0.5%的阳离子聚丙烯酰胺溶 液，4mL质量浓度为0. 7 %的十六烷基三甲基溴化铵溶液，搅拌均匀，并反应40min，抽滤，得 到的滤饼即为改性白泥纤维。 实施例3: 1)按照1:10的质量比将聚乙烯醇与水混合，并搅拌加热至80°C直到聚乙烯醇完 全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，然后向聚乙烯醇水溶液中加入氢氧化钠和质量浓度为30% 的双氧水，在80°C下反应4h，得到处理后的聚乙烯醇；其中，所加入的双氧水与聚乙烯醇水 溶液的质量比为1 :180,所加入的氢氧化钠的质量是双氧水质量的7% ; 2)将处理后的聚乙烯醇与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:0. 6的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机纤维的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照1:(8‑10)的质量比将聚乙烯醇与水在80‑90℃下搅拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，然后向聚乙烯醇水溶液中加入氢氧化钠和质量浓度为30％的双氧水，在80‑90℃下反应4h，得到处理后的聚乙烯醇；其中，所加入的双氧水与聚乙烯醇水溶液的质量比为1：(140‑180)，所加入的氢氧化钠的质量是双氧水质量的3％‑7％；2)将处理后的聚乙烯醇与γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按1:(0.4‑0.6)的质量比混合，然后在90‑110℃下反应，使γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝到处理后的聚乙烯醇上，再调节pH值＝7～9，得到无机纤维软化增强剂；3)将无机纤维加入水中，搅拌使无机纤维分散，然后加入无机纤维软化增强剂，反应30min‑60min，抽滤，得到的滤饼即为改性无机纤维；其中，所加入的无机纤维软化增强剂与无机纤维的质量比为2:(8‑10)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建良，
申请(专利权)人：无锡市长安曙光手套厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32