一种纸张脱酸用的混悬剂

文档序号:1291189 发布日期:2020-08-07 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种纸张脱酸用的混悬剂 (Suspension for deacidifying paper ) 是由 侯萌 寻广龙 于 2020-04-22 设计创作,主要内容包括:本发明属于纸张脱酸技术领域,具体涉及一种纸张脱酸用的混悬剂。所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:0.5-5wt%;附加剂:2-20wt%;余量分散介质;所述有效成分选自金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐中的一种或多种。本发明制备的纸张脱酸用的混悬剂,稳定性好,再分散性能良好,产品保质期长达2年,且絮凝微粒小,避免了在纸张表面留下肉眼可见的白色残留物,能够显著提高酸化纸张的pH值,具有较好的脱酸效果;本发明制备的纸张脱酸用的混悬剂可以提高部分纸张的白度,对纸张的物理强度没有明显影响,对档案的不同字迹均未产生明显影响,同时,无刺激性,低毒,安全性好。(The invention belongs to the technical field of paper deacidification, and particularly relates to a suspension for paper deacidification. The suspension for deacidifying the paper comprises the following components in percentage by weight: the effective components are as follows: 0.5-5 wt%; addition agent: 2-20 wt%; the balance of a dispersion medium; the active ingredients are selected from one or more of metal oxide, metal hydroxide, metal carbonate and metal bicarbonate. The suspension for deacidification of paper prepared by the invention has good stability, good redispersion performance, long shelf life of the product up to 2 years, small flocculating particles, no macroscopic white residue left on the surface of the paper, and good deacidification effect, and can obviously improve the pH value of the acidified paper; the suspension for deacidifying the paper, which is prepared by the invention, can improve the whiteness of part of the paper, has no obvious influence on the physical strength of the paper, has no obvious influence on different writing of archives, and simultaneously has no irritation, low toxicity and good safety.)

一种纸张脱酸用的混悬剂

技术领域

本发明属于纸张脱酸技术领域,具体涉及一种纸张脱酸用的混悬剂。

背景技术

18世纪末期出现了化学浆造纸。化学浆造纸是用化学的方法在高温高压下处理造纸原料,以除去木质素及其他杂质制成纸浆,再进行造纸的方法。造纸用的木材、竹子和稻草等原料纤维素含量较低,本身呈酸性或在氧化、水解时易产生酸性衍生物;化学浆造纸虽可以除去原料中的大部分木质素及其他杂质,但处理条件剧烈,对纤维损伤较大;而且大多使用明矾和松香进行施胶处理,引入了大量的酸性介质;除此之外,在制浆过程中残留的药剂、金属离子等都不利于纸张的耐久性。一般来说化学浆纸的预期寿命为200至500年,但是日益严重的环境污染等外来酸性物质加剧了纸张的酸化。

面对严重的纸张酸化问题,纸张脱酸是延长纸张寿命的关键方法。我国图书馆、档案馆、博物馆和民间收藏有大量珍贵的纸质文献,如书画、古籍、信札、档案、报刊、图纸、地契、单据、纸钞、邮票等。这些纸质文献的纸张普遍存在酸化情况,如不脱酸,将逐渐损毁。而只要是酸性纸张,损毁只是时间问题,达到了纸张寿命,再采取保护措施已经来不及。

纸张的主要成分是纤维素,在中性大气环境里非常稳定,但在酸性环境里纤维素极易发生水解,纸质随之脆化,这也是脱酸处理的必要性所在。但同时也应关注的是,纤维素在碱性较高的环境下也容易发生碱性水解,导致纸张强度大幅降低。前面所述专利在脱酸剂配制时有的采用了碱性很强的无机物,这样容易导致碱性水解后的纸张强度降低;有些尽管采用了对纸张形状影响小的有机试剂,但纸张的一些黏结成分容易流失,也会导致纸张的强度降低。因此,脱酸剂本身的碱性应控制在一定范围,避免脱酸时发生碱性水解,以期延长保存年限。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明第一个方面提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:

有效成分:0.5-5wt%;

附加剂:2-20wt%;

余量分散介质;

所述有效成分选自金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案,所述金属氧化物包括氧化镁。

作为一种优选的技术方案,所述氧化镁为纳米氧化镁;所述氧化镁的粒径为10-50nm。

作为一种优选的技术方案,所述附加剂选自硅烷偶联剂、增强剂、卤代烃中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案,所述增强剂为水溶性高分子聚合物。

作为一种优选的技术方案,所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺和/或聚乙烯醇。

作为一种优选的技术方案,所述分散介质选自壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸盐、氟碳分散介质中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案,所述氟碳分散介质选自阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂、两性离子型氟碳表面活性剂、非离子型氟碳表面活性剂中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案,所述金属氧化物、阳离子型氟碳表面活性剂的质量比为1:(28.3-44)。

本发明第二个方面提供了一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法,所述方法包括如下步骤:

将附加剂缓慢加入到分散介质中,搅拌均匀后,再加入金属氧化物,采用超声、机械研磨、高速分散或使用均质机设备使其均匀混合,即得所述纸张脱酸用的混悬剂。

有益效果:本发明提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,采用粒径为20nm的氧化镁、新型两性聚丙烯酰胺和N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵为配方,稳定性好,再分散性能良好,产品保质期长达2年,且絮凝微粒小,避免了在纸张表面留下肉眼可见的白色残留物,能够显著提高酸化纸张的pH值,具有较好的脱酸效果;本发明制备的纸张脱酸用的混悬剂可以提高部分纸张的白度,对纸张的物理强度没有明显影响,对档案的不同字迹均未产生明显影响。同时,无刺激性,低毒,安全性好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指,在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而,在相同的情况下或其他情况下,其他实施方案也可能是优选的。此外,对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用,也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。

为了解决上述技术问题,本发明第一个方面提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:

有效成分:0.5-5wt%;

附加剂:2-20wt%;

余量分散介质;

所述有效成分选自金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐中的一种或多种。

在一种优选的实施方式中,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:

有效成分:2-3wt%;

附加剂:10-12wt%;

余量分散介质。

在一种优选的实施方式中,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:

有效成分:2.5wt%;

附加剂:11wt%;

余量分散介质。

有效成分

在一些实施方式中,所述有效成分选自金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐中的一种或多种。

所述金属氧化物可以列举的有:氧化镁、氧化钙。

所述金属氢氧化物可以列举的有:氢氧化镁、氢氧化钙。

所述金属碳酸盐可以列举的有:碳酸镁、碳酸钙。

所述金属碳酸氢盐可以列举的有:碳酸氢镁、碳酸氢钙。

在一种优选的实施方式中,所述有效成分为金属氧化物。

在一种优选的实施方式中,所述金属氧化物包括氧化镁。

在一种优选的实施方式中,所述氧化镁为纳米氧化镁;所述氧化镁的粒径为10-50nm。

在一种优选的实施方式中,所述氧化镁的粒径为20nm。

从本发明优选的技术方案来看,所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm。

本发明人在研究过程中意外的发现,选取常见金属氧化物氧化镁、氧化钙为碱性脱酸质,既可以中和纸张中的酸性物质,又不会引入其他元素,避免可能存在的副反应风险。此外,发明人还意外的发现,氧化镁粒径为10-50nm有利于氧化镁碱性颗粒在分散体系中实现长期均匀地分散,也有利于氧化镁碱性颗粒在使用过程中渗透进入纸张内部并沉积在纤维素的表面,提高了脱酸的有效性,并增大了有效的碱存留量。在进一步的研究过程中,发明人发现,当氧化镁粒径为20nm时,金属氧化物在混悬剂中絮凝成微粒,且絮凝微粒小,避免了在纸张表面留下肉眼可见的白色残留物,且金属氧化物絮凝微粒均匀性好,混悬剂稳定,不论是喷涂在纸张上,或者将纸张放入混悬剂中浸泡,都可以取得良好的脱酸效果。在20nm的氧化镁与氟碳溶液分散介质和新型两性聚丙烯酰胺的共同作用下,在使用本混悬剂后纸张pH值可以提高3.5。

附加剂

在一些实施方式中,所述附加剂选自硅烷偶联剂、增强剂、卤代烃中的一种或多种。

所述硅烷偶联剂可以列举的有:γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

所述增强剂可以列举的有:水溶性高分子聚合物、甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、改性淀粉、改性纤维素。

所述卤代烃可以列举的有:四氯化碳、全氯乙烯、三氯三氟乙烷、1-氟-6-氯己烷、全氟己烷、全氟辛烷、全氟庚烷。

在一些优选的实施方式中,所述附加剂为增强剂。

在一些优选的实施方式中,所述增强剂为水溶性高分子聚合物。

在一些优选的实施方式中,所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺和/或聚乙烯醇。

在一种优选的实施方式中,所述水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺。

在一种优选的实施方式中,所述聚丙烯酰胺为新型两性聚丙烯酰胺。

在一种优选的实施方式中,所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法,包括如下步骤:

(1)加入环己烷、正丁醇及复配乳化剂,启动电动搅拌器,水浴锅开始升温,并同时通入氮气,以300r min-1速度搅拌15min左右;

(2)将三元单体水溶液pH值调至5并滴入,控制滴加时间为20min,待水浴锅升温至50℃时加入引发剂;反应3h,丙酮洗涤,真空干燥箱干燥10h,即得新型两性聚丙烯酰胺;

所述三元单体水溶液的质量分数为20wt%;所述三元单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸;所述丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸的摩尔比为1:1:1;

所述复配乳化剂为Span80和Tween80;所述Span80和Tween80的质量比为1:1;

所述环己烷、正丁醇、复配乳化剂、三元单体水溶液、引发剂的质量比为20:30:15:65:2。

从本发明优选的技术方案来看,所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺。

金属氧化物颗粒容易发生团聚沉降,导致金属氧化物在体系中的稳定性差,混悬剂中微粒大小及其分布,是评定混悬剂质量的重要指标,会影响混悬剂的脱酸效果。本发明人在研究过程中意外的发现可通过添加新型两性聚丙烯酰胺提高金属氧化物在体系中的稳定性,发明人猜测的原因可能是由于聚丙烯酰胺通过分子链上的酰胺基与植物纤维表面的羟基形成氢键作用,增加纤维间结合,提高了纸张强度性能且有效避免了金属氧化物颗粒团聚沉降成大颗粒。

分散介质

在一些实施方式中,所述分散介质选自壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸盐、氟碳分散介质中的一种或多种。

所述壬基酚聚氧乙烯醚可以列举的有:壬基酚聚氧乙烯(7)醚、壬基酚聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚或壬基酚聚氧乙烯(15)醚。

所述十二烷基苯磺酸盐可以列举的有:十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钾。

所述十二烷基硫酸盐可以列举的有:十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾。

所述氟碳分散介质可以列举的有:氟碳羧酸盐、氟碳硫酸酯盐、氟碳磺酸盐、氟碳磷酸酯盐、氟碳季铵盐、氟碳羧基甜菜碱、氟碳磺酸甜菜碱、氟碳硫酸甜菜碱、氟碳氨基酸盐。

在一些优选的实施方式中,所述分散介质为氟碳分散介质。

在一些优选的实施方式中,所述氟碳分散介质选自阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂、两性离子型氟碳表面活性剂、非离子型氟碳表面活性剂中的一种或多种。

在一些优选的实施方式中,所述氟碳分散介质为阳离子型氟碳表面活性剂。

在一种优选的实施方式中,所述阳离子型氟碳表面活性剂为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵。

在一种优选的实施方式中,所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法,包括如下步骤:

(1)N-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺的合成:加入N-甲基乙醇胺4g,用20mLDMF溶解,加入3.5g无水碳酸钾,0.2g碘化钾,室温揽拌20min,加热至回流,加入4.27g全氟己基溴乙烷,反应回流24h。减压蒸馏除去溶剂,固体用DMF溶解,过滤除去无机盐后减压蒸馏除去DMF,真空干燥后,分离提纯,即得N-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺;

(2)称取4.25gN-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺,加入30mL丙酮,充分搅拌溶解,逐滴滴加2.15g碘甲烷,加热升温至溶液回流,反应12h,将沉淀过滤,重结晶,即得N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵。

从本发明优选的技术方案来看,所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵。

本发明人在研究过程中意外的发现采用氟碳分散介质,不仅无毒无腐蚀,对皮肤刺激性小,且阳离子型氟碳表面活性剂具有低表面张力、高蒸气压而使得本发明制备的混悬剂具有优良的浸润性和挥发性,混悬剂用于纸张脱酸的效率高,纸张可在10-20秒之内快速干燥。发明人猜测的原因可能是由于阳离子型氟碳表面活性剂中的非极性基团碳氢链中的氢原子全部或者部分被氟原子取代,形成了具有疏水疏油的碳氟链段,为非水溶液,具有高的化学活性、高的热稳定性、高的化学稳定性、憎水憎油性能,具有非常低的表面张力,混悬剂可在纸张纤维之间快速流动,是金属氧化物絮凝微粒快速到达纸张纤维之间。此外发明人意外的发现,当采用N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵作为分散介质时,氟碳非极性链直接或间接与铵盐基团相连,氟碳非极性链分子之间具有相互排斥作用,且氟原子拥有独特的几何尺寸和电负性等性能,可与纤维结合提高纸张强度,同时混悬剂对纸纤维、字迹材料、装订材料产生作用力极低,使纸张脱酸操作不破坏纸张品相、字迹材料和装订材料。N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵还可以解决全氟辛酸类化合物降解困难的问题,对环境友好,对皮肤无刺激性,更无腐蚀性。

在一种优选的实施方式中,所述金属氧化物、阳离子型氟碳表面活性剂的质量比为1:(28.3-44)。

在一种优选的实施方式中,所述金属氧化物、阳离子型氟碳表面活性剂的质量比为1:34.6。

在一种优选的实施方式中,所述新型两性聚丙烯酰胺、N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵、氧化镁的质量比为(3-5):(28.3-44):1。

在一种优选的实施方式中,所述新型两性聚丙烯酰胺、N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵、氧化镁的质量比为4.4:34.6:1。

此外发明人在进一步的研究者发现,当新型两性聚丙烯酰胺、N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵、氧化镁的质量比为4.4:34.6:1时,混悬剂的再分散性和脱酸效果能同时达到最优,发明人猜测的原因可能是由于在N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵和新型两性聚丙烯酰胺的共同作用下,使混悬剂絮凝微粒D90粉体粒径恰好在300nm,该絮凝微粒可以渗入纸张纤维之间,更好的达到脱酸效果,且金属氧化物絮凝微粒均匀性好,混悬剂稳定,混悬剂经过贮存后再振摇,沉降物应能很快重新分散,产品保质期长达2年。混悬剂稳定,保证了分剂量使用时,有效成分剂量准确性。

本发明采取粒径为20nm的氧化镁为有效成分,同时在新型两性聚丙烯酰胺和N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的作用下,抑制了纤维素中的β-糖苷键的水解,使纸张纤维素分子链不易断裂,纸张白度、抗战强度、耐折度没有明显的降低,甚至部分有相应的提高。且粒径为20nm的氧化镁与纸张中的酸性物质逐渐反应,实现酸碱中和达到脱酸效果,新型两性聚丙烯酰胺和N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的共同作用,金属氧化物絮凝微粒均匀性好,混悬剂稳定,不论是喷涂在纸张上,或者将纸张放入混悬剂中浸泡,都可以取得良好的脱酸效果。

本发明第二个方面提供了一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法,所述方法包括如下步骤:

将附加剂缓慢加入到分散介质中,搅拌均匀后,再加入金属氧化物,采用超声、机械研磨、高速分散或使用均质机设备使其均匀混合,即得所述纸张脱酸用的混悬剂。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2wt%;附加剂:10wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法,包括如下步骤:

(1)加入环己烷、正丁醇及复配乳化剂,启动电动搅拌器,水浴锅开始升温,并同时通入氮气,以300r min-1速度搅拌15min左右;

(2)将三元单体水溶液pH值调至5并滴入,控制滴加时间为20min,待水浴锅升温至50℃时加入引发剂;反应3h,丙酮洗涤,真空干燥箱干燥10h,即得新型两性聚丙烯酰胺;

所述三元单体水溶液的质量分数为20wt%;所述三元单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸;所述丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸的摩尔比为1:1:1;

所述复配乳化剂为Span80和Tween80;所述Span80和Tween80的质量比为1:1;

所述环己烷、正丁醇、复配乳化剂、三元单体水溶液、引发剂的质量比为20:30:15:65:2;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法,包括如下步骤:

(1)N-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺的合成:加入N-甲基乙醇胺4g,用20mLDMF溶解,加入3.5g无水碳酸钾,0.2g碘化钾,室温揽拌20min,加热至回流,加入4.27g全氟己基溴乙烷,反应回流24h。减压蒸馏除去溶剂,固体用DMF溶解,过滤除去无机盐后减压蒸馏除去DMF,真空干燥后,分离提纯,即得N-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺;

(2)称取4.25gN-甲基-N-全氟己基乙基乙醇胺,加入30mL丙酮,充分搅拌溶解,逐滴滴加2.15g碘甲烷,加热升温至溶液回流,反应12h,将沉淀过滤,重结晶,即得N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵。

一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法,所述方法包括如下步骤:

将附加剂缓慢加入到分散介质中,搅拌均匀后,再加入金属氧化物,采用超声、机械研磨、高速分散或使用均质机设备使其均匀混合,即得所述纸张脱酸用的混悬剂。

实施例2

实施例2提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:3wt%;附加剂:12wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例3

实施例3提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例4

实施例4提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为10nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例5

实施例5提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为50nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例6

实施例6提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为100nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例7

实施例7提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为聚丙烯酰胺;所述聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺,购买自河南蓝达水处理材料有限公司;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例8

实施例8提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为全氟辛烷;所述全氟辛烷的CAS号为307-34-6。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例9

实施例9提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为十二氟庚醇;所述十二氟庚醇的CAS号为335-99-9。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例10

实施例10提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例11

实施例11提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:2.5wt%;附加剂:2.5wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

实施例12

实施例12提供了一种纸张脱酸用的混悬剂,所述纸张脱酸用的混悬剂含有如下重量百分比的组分:有效成分:10wt%;附加剂:11wt%;余量分散介质;

所述有效成分为氧化镁;所述氧化镁的粒径为20nm;

所述附加剂为新型两性聚丙烯酰胺;所述新型两性聚丙烯酰胺的制备方法同实施例1;

所述分散介质为N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵;所述N-全氟己基乙基-N,N-二甲基-(2-羟基乙基)碘化铵的制备方法同实施例1。

所述一种制备纸张脱酸用的混悬剂的方法同实施例1。

性能测试

1.再分散性:取30mL的实施例1-12所述混悬剂,置于100ml量筒内,以每分钟20转的速度转动,旋转10分钟,观察量筒底部的沉降物能够重新均匀分散,重新均匀分散说明再分散性好,均匀分散记为A、部分分散记为B、沉降物不分散记为C,测试结果见表1。

2.脱酸效果:按照《GB/T1545-2008纸、纸板和纸浆水抽提取酸度或碱度的测定》冷抽提法规定测试,对使用实施例1-12所述混悬剂前后的新闻纸进行pH的测定,记录使用实施例1-12所述混悬剂后pH的提高值,测试结果见表1。

表1实施例1-12性能测试结果

3.对不同纸样去酸效果的试验:选择不同年代、不同酸化纸样,其中包括宣纸、手工竹纸、书写纸、新闻纸、打印纸,在使用相同用量的实施例3所述混悬剂条件下,分别检测纸张去酸前后的pH值、耐折度、抗张强度、白度等指标的变化,其中:

试样采取按照《GB/T450-2008纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定》规定采取;纸张试样的处理按照《GB/T10739-2002纸浆纸和纸板试样处理和试验的标准大气条件》规定处理;

pH值按照《GB/T1545-2008纸、纸板和纸浆水抽提取酸度或碱度的测定》冷抽提法规定测试,测试结果见表2;

白度按照《GB/T7974-2013纸、纸板和纸浆蓝光漫反射因数D65亮度的测定(漫射/垂直法,室外日光条件)》规定测试,测试结果见表3;

抗张强度按照《GB/T12914-2008纸和纸板抗张强度的测定(恒速加荷法)》规定测定,测试结果见表4;耐折度按照《GB/T457-2008纸和纸板耐折度的测定》规定测定,测试结果见表4。

表2实施例3所述混悬剂对不同纸样pH值的影响

宣纸 手工竹纸 书写纸 新闻纸 打印纸
脱酸前pH 6.41 5.81 6.75 4.71 4.60
脱酸后pH 8.54 8.23 7.97 8.30 8.41

从表2可以看出,实施例3所述混悬剂对纸张脱酸处理后,纸张pH明显提高,样品由酸性纸张变为中性或者碱性纸张。

表3实施例3所述混悬剂对不同纸样白度指标的影响

从表3可以看出,实施例3所述混悬剂对纸张脱酸处理后,宣纸、手工竹纸、书写纸、新闻纸等纸样白度均有0.50-1.37%的提高,对打印纸白度影响不明显。

表4实施例3所述混悬剂对不同纸样物理强度的影响

从表4可以看出,实施例3所述混悬剂对纸张脱酸处理后,宣纸、手工竹纸、书写纸、新闻纸、打印纸等纸样的抗张强度、耐折度等物理指标没有产生明显影响。

4.不同纸张去酸后干热老化试验:分别对实施例3所述混悬剂脱酸后的宣纸、手工竹纸、书写纸、新闻纸、打印纸等纸样,进行105℃、72h干热加速老化,其效果相当于自然环境下存放大约25年的状态,对比纸样老化前后的pH值、耐折度、抗张强度、白度等指标的变化,纸样的干热老化试验参照《GB/T464-2008纸和纸板的干热加速老化》及《GB/T24422-2009信息与文献档案纸耐久性和耐用性要求》,测试结果见表5。

表5干热老化试验对实施例3所述混悬剂处理纸样性能的影响

实施例3所述混悬剂对纸张脱酸处理后的纸张经过干热老化试验后,纸面外观平整,整洁,没有发现氧化斑点等现象产生。从表5可以看出,干热老化后宣纸、手工纸张、书写纸、新文章、打印纸等纸样的pH值基本没有变化;抗张强度、耐折度等物理强度指标变化较小。宣纸、手工竹纸和新文章的白度变化较小,打印纸和书写纸的白度有明显的降低。

5.对档案不同字迹的影响:分别选用蓝黑色墨水、圆珠笔、中性签字笔、印泥、打印件、复印件、铅笔、复写纸档案字迹,在其表面喷上实施例3所述混悬剂,晾干后观察其使用实施例3所述混悬剂前后字迹的变化。

在蓝黑色墨水、圆珠笔、中性签字笔、印泥、打印件、复印件、铅笔、复写纸档案字迹上喷上实施例3所述混悬剂后,溶剂迅速蒸发,纸张变干,各种字迹均无发生洇化、扩散、背透等现象。

6.印泥字迹和蓝黑墨水字迹耐混悬剂能力的试验:采用120g/m2胶版纸制作的印泥字迹和蓝黑墨水字迹试样分别用实施例3所述混悬剂浸泡10分钟,取出晾干,参照《DA/T16-1995档案字迹材料耐久性测试法》及《GB/T7975-2005纸和纸板颜色的测定(漫反射法)》测试两种字迹处理前后的色差值,测试结果见表6。

表6印泥字迹和蓝黑墨水字迹耐实施例3所述混悬剂能力

蓝黑墨水字迹 印泥字迹
ΔE*ab值 0.40 1.67

从表6可知,印泥字迹和蓝黑墨水字迹经过实施例3所述混悬剂处理后,其色差ΔE*ab值较小,字迹具有较强的抗实施例3所述混悬剂能力。

7.急性皮肤刺激性/腐蚀性试验:参照GB/T21604-2008,选择4只体重为2.5kg的雌性新西兰白兔,试验前24h去除动物脊柱两侧被毛,去毛范围每块各约3cm×3cm,将0.5mL实施例3所述混悬剂涂敷于动物2.5cm×2.5cm去毛皮肤,到达规定时间后移除贴敷物,以去离子水为对照组,观察移除受试物后24h、48h和72h时贴敷部位皮肤反应,进行皮肤反应评分,分数越低代表刺激性越弱,测试结果见表7。

表7皮肤刺激反应评分

从表7可以看出,根据皮肤刺激强度分级,实施例3所述混悬剂对家兔皮肤的刺激强度属于无刺激性。

8.急性吸入毒性试验:根据GB/T21605-2008,选择20只ICR小鼠,雌雄各半,将动物称重标记并放入染毒柜内,称量2.3567g实施例3所述混悬剂放入静式染毒样品挥发装置内70℃挥发1h,实验结束后将样品取出再次称量为0.6178g,染毒剂量为5.8mg/L,一次吸入染毒4h,观察并记录染毒过程和观察期内动物的中毒和死亡情况,观察期限一般欸14d,观察期结束后,处死存活动物并进行大体解剖,如有必要,进行病理组织学检查,实验结果见表8。

表8急性吸入毒性试验结果

实验动物在染毒14天未见任何中毒症状或者中毒死亡,且未见任何异常变化,根据急性毒性分级标准呢,该样品为低毒级。

前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

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