一種二氧化硅、其制備方法和應(yīng)用的制作方法

專利名稱：：一種二氧化硅、其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種二氧化硅、其制備方法以及其在吸墨涂層中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：長(zhǎng)期以來(lái)，二氧化硅一直作為應(yīng)用最廣泛的空隙型吸墨涂層顏料用于彩色噴墨打印紙中。彩色噴墨打印紙通過連續(xù)移動(dòng)的基質(zhì)巻材涂布制造，這種制造方式需要將確定量的固體成分涂布于基質(zhì)上才能賦予其優(yōu)良的打印性能，因此，涂料的固體含量和粘度決定了涂布的效率。一般而言，固體含量越高，可獲得的涂布效率就越高。然而，高固體含量往往帶來(lái)體系的高粘度，不利于在線涂布。CN1315905A公開了一種涂料組合物，包括無(wú)機(jī)氧化物與水溶性聚合物和非離子膠乳聚合物的混合物，利用這種組合物可以得到固含量高至20%同時(shí)具有較低粘度的涂料，然而，這種涂料組合物對(duì)于其中的各組分都有特別的要求，不利于技術(shù)的推廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種二氧化硅，其中，孔容0.5-1.2cm7g;比表面積100-280m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d5。2-15iam;并且0.16《(孔容+9.569x10-3xDBP吸收值)/d"0.58，其中，比表面積為BET法測(cè)定的二氧化硅的比表面積；DBP為鄰苯二曱酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；孔容指二氧化硅的孔容，單位為cmVg二氧化硅；"為二氧化硅粒徑分布的中位徑，單位為ym。如上所述的二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調(diào)節(jié)pH值至8-11，反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH至3-4，加熱至50-70X:，再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105t:老化2-30h(小時(shí))；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結(jié)束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100匸下反應(yīng)；(e)反應(yīng)完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。本發(fā)明的二氧化硅可顯著提高其用于吸墨涂層的性能。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對(duì)組成該涂層的其它組分無(wú)特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點(diǎn)；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強(qiáng)等優(yōu)良的打印性能。因此，本發(fā)明還涉及一種包括前述二氧化硅作為顏料的吸墨涂層的噴墨打印紙。本發(fā)明還涉及前述二氧化硅作為噴墨打印紙中吸墨涂層用顏料的用途。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的二氧化硅的特征在于，孔容0.5國(guó)1.2cmVg;比表面積100-280m2/g;DBP吸收值200-350g/100g;d502-15jnm;并且0.16《(孔容+9.569x10_3xDBP吸收值)/d5。《0.58。令人驚訝的是，發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對(duì)組成該涂層的其它組分無(wú)特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點(diǎn)；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強(qiáng)等優(yōu)良的打印性能。在本發(fā)明的二氧化硅中，所述孔容優(yōu)選為0.6-1.lcmVg，進(jìn)一步優(yōu)選為0.7-1.OcmVg;所述比表面積優(yōu)選為150-250m2/g,進(jìn)一步優(yōu)選為190-210m7g;所述DBP吸收值優(yōu)選為250-300g/100g，進(jìn)一步優(yōu)選為270-290g/100g;所述(15。優(yōu)選為5-12jum,進(jìn)一步優(yōu)選為8-10pm;所述式(孔容+9.569x10—3xDBP吸收值)/d5。的值優(yōu)選介于0.22和0.45之間，進(jìn)一步優(yōu)選介于0.28和0.35之間。在本發(fā)明中，孔容按照DIN66134方法測(cè)定；比表面積按照DIN66131測(cè)定；DBP吸收值按照DIN53601方法測(cè)定；山。是二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1測(cè)定。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，0.20《100xpx孔容/DBP吸收值<0.60，其中p為DBP的密度，為1.045g/cm3。在本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，0.27<100xpx孔容/DBP吸收值《0.48。在本發(fā)明中，上述的二氧化硅寬泛特征和各種優(yōu)選特征之間可以互相組合，構(gòu)成不同的實(shí)施方案；這也同樣適用于下述的制備方法、噴墨打印紙及應(yīng)用。上述二氧化硅可使用包括下列步驟的方法制備(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調(diào)節(jié)pH值至8-11，反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH至3-4，加熱至50-70lC,再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105X:老化2-30h(小時(shí))；(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結(jié)束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100"C下反應(yīng)；(e)反應(yīng)完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。在該制備方法的步驟(a)中，所述硅酸鈉溶液濃度優(yōu)選為0.5-2M，所述酸通常為20-40wt。/U重量百分比)的稀硫酸，也可使用稀鹽酸(例如，5-25wt%)或其它可達(dá)到本發(fā)明效果的酸。硅酸鈉和酸的反應(yīng)溫度優(yōu)選15-30*C。在該制備方法的步驟(d)中，所述硅酸鈉溶液的濃度優(yōu)選與步驟(a)中硅酸鈉溶液的濃度相同，且優(yōu)選為0.5-2M。所述pH值優(yōu)選為6.5-7.5，反應(yīng)溫度優(yōu)選為75-95"C、進(jìn)一步優(yōu)選為80-90匸。本發(fā)明的二氧化硅特別適用于彩色噴墨打印紙的吸墨涂層。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對(duì)組成該涂層的其它組分無(wú)特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點(diǎn)；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強(qiáng)等優(yōu)良的打印性能。因此，本發(fā)明還涉及一種包括本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層的噴墨打印紙。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的二氧化硅作為吸墨涂層用顏料的用途。以下將結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，應(yīng)了解這些實(shí)施例只為說明目的，本發(fā)明的范圍并不限制于此。實(shí)施例1將1000m1濃度為1.5M的硅酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應(yīng)釜中，控制溫度為20°C，在不斷攪拌情況下加入20wt。/。的稀硫酸至pH為10，攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH4，加熱至65。C加入氨水，調(diào)節(jié)pH值至lO,升溫至100。C老化2h，老化結(jié)束后加酸至pH值3，陳化lh,陳化結(jié)束后再次加入1.5M硅酸鈉溶液至pH值7.5，并于801C下攪拌30min,過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。實(shí)施例2將1000ml濃度為2.OM的珪酸鈉溶液加入到帶攪拌裝置的反應(yīng)釜中，此時(shí)溫度為30°C，不斷攪拌情況下加入20wt。/。的稀石危酸至pH為10，攪拌20min后繼續(xù)加酸至pH3，加熱至50。C加入氨水，調(diào)節(jié)pH值至9，升溫至IO(TC老化lh，老化結(jié)束后加酸至pH值3，陳化3h，陳化結(jié)束后再次加入2.0M水玻璃至pH值6.5,并于901C下攪拌30min，過濾并用去離子水洗滌3次，干燥、粉碎，得到成品。上述實(shí)施例及市售二氧化硅(P508，由Grace生產(chǎn))的產(chǎn)品參數(shù)如下表所示。二氧化硅的測(cè)試方法為孔容按照DIN66134方法測(cè)定；比表面積按照DIN66131測(cè)定；DBP吸收值按照DIN53601方法測(cè)定；ds。為二氧化硅粒徑分布的中位徑，按照GB/T19077.1采用激光粒度儀(JL-1166,由成都精新粉體測(cè)試設(shè)備公司生產(chǎn))測(cè)定。7表l二氧化硅檢測(cè)結(jié)果樣品孔容(cmVg)比表面積、(m7g)DBP值(g/100g)(jum)入*實(shí)施例11.1220300100.40實(shí)施例20.719525590.35GraceP5081.833032080.61*其中入=(孔容+9.569x1()-3xDBP吸收值)/d應(yīng)用實(shí)施例1取上述實(shí)施例2中制備的二氧化硅20克，分散到IOO克水中，分散條件為1000r/min，分散5分鐘，制得料漿A。將5克PVA(聚乙烯醇)緩慢加入到"毫升951C熱水中攪拌1小時(shí)，冷卻后加入20克乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液，繼續(xù)攪拌再加入10克PF30(陽(yáng)離子型固色劑，杭州綠興環(huán)保材料有限公司)，制得料漿B。最后，將料漿A和B混合，以1000r/min分散10分鐘，制得最終涂料。應(yīng)用實(shí)施例2按照應(yīng)用實(shí)施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅的量為25克。應(yīng)用實(shí)施例3按照應(yīng)用實(shí)施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅的量為30克。應(yīng)用實(shí)施例4按照應(yīng)用實(shí)施例1中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化珪吸墨顏料GraceP508。應(yīng)用實(shí)施例5按照應(yīng)用實(shí)施例2中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化硅吸墨顏料GraceP508。應(yīng)用實(shí)施例6按照應(yīng)用實(shí)施例3中的方法制備涂料，不同的是加入的二氧化硅為市售二氧化硅吸墨顏料GraceP508。分別使用涂-4粘度杯(由天津材料試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn))和NDJ-79旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(由上海安德儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn))測(cè)試室溫(251C)下的粘度，以比較由本發(fā)明二氧化硅產(chǎn)品和GraceP508制得的涂料的粘度值，粘度值越低，說明高固低粘的性能越好，結(jié)果見表2。將上述涂料分別用絲棒涂布到140g/i^的紙基上，在室溫下干燥24小時(shí)，制得涂布量為10g/n^的樣紙，每種涂料涂布3張樣紙，在EpsonR270噴墨打印機(jī)(由愛普生(中國(guó))有限公司生產(chǎn))上打印色塊圖，用X-rite500分光密度儀(由X-Rite生產(chǎn))測(cè)試色塊密度，色塊密度的值越高說明其色彩還原性越好。表2檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.本發(fā)明的二氧化硅，其中，孔容0.5-1.2cm3/g；比表面積100-280m2/g；DBP吸收值200-350g/100g；d502-15μm；并且0.16≤(孔容+9.569×10-3×DBP吸收值)/d50≤0.58，其中，DBP為鄰苯二甲酸二丁酯；DBP吸收值為二氧化硅吸收DBP的量，單位為g/100g二氧化硅；孔容指二氧化硅的孔容，單位為cm3/g二氧化硅；d50為二氧化硅粒徑分布的中位徑，單位為μm。2.權(quán)利要求1的二氧化硅，其中所述孔容優(yōu)選為0.6-1.lcmVg,進(jìn)一步優(yōu)選為0.7-1.OcmVg;所述比表面積優(yōu)選為150-250m2/g，進(jìn)一步優(yōu)選為190-210m7g;所述DBP吸收值優(yōu)選為250-300g/100g，進(jìn)一步優(yōu)選為270-290g/100g;所述ds。優(yōu)選為5-12/am,進(jìn)一步優(yōu)選為8-10/am;所述式(孔容+9.569x10—3xDBP吸收值)/d5。的值優(yōu)選為介于0.22和0.45之間，進(jìn)一步優(yōu)選介于0.28和0.35之間。3.權(quán)利要求1或2的二氧化硅，進(jìn)一步滿足下式0.20<100xpx孔容/DBP吸收值《0.60，其中p為DBP的密度，為1.045g/cm3。4.權(quán)利要求3的二氧化硅，滿足0.27《100xpx孔容/DBP吸收值《0.48。5.權(quán)利要求1的二氧化硅的制備方法，包括(a)在硅酸鈉溶液中加入一種酸，調(diào)節(jié)pH值至8-11,反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)pH至3-4，加熱至50-70"C，再調(diào)節(jié)pH至8-ll;(b)將反應(yīng)混合物升溫至80-105"C老化2-30h;(c)將老化的混合物加酸至pH值為2-4,陳化0.2-3h;(d)陳化結(jié)束后再次向混合物中加入硅酸鈉溶液至pH值為6-8并于60-100匸下反應(yīng)；(e)反應(yīng)完全后過濾并用去離子水洗滌二氧化硅粗產(chǎn)物；(f)將濾出的二氧化硅干燥并粉碎。6.權(quán)利要求5的方法，其中在步驟(d)中，所述硅酸鈉溶液濃度為[0.5-2M。7.權(quán)利要求5或6的方法，其中在步驟(d)中，所述pH為6.5-7.5。8.權(quán)利要求5或6的方法，其中在步驟(d)中，反應(yīng)溫度優(yōu)選為75-95°C、進(jìn)一步優(yōu)選為80-90lC。9.權(quán)利要求1或2的二氧化硅作為吸墨涂層用顏料的用途。10.彩色噴墨打印紙，包括權(quán)利要求1或2的二氧化硅作為顏料。全文摘要本發(fā)明涉及一種二氧化硅、其制備方法以及其在吸墨涂層中的應(yīng)用。采用本發(fā)明二氧化硅作為顏料的吸墨涂層對(duì)組成該涂層的其它組分無(wú)特別要求即可具有高固低粘等優(yōu)點(diǎn)；含有本發(fā)明二氧化硅的彩色噴墨打印紙具有色彩還原性強(qiáng)等優(yōu)良的打印性能。所述二氧化硅的特征在于孔容0.5-1.2cm³/g；比表面積100-280m²/g；DBP吸收值200-350g/100g；d₅₀2-15μm；并且0.16≤(孔容+9.569×10^-3×DBP吸收值)/d₅₀≤0.58，其中，各符號(hào)意義如說明書所述。文檔編號(hào)C01B33/12GK101475178SQ20091000601公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月22日優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日發(fā)明者憶張,操應(yīng)軍,李寶德,樊新華,裴亞利,鄭連營(yíng),靳桂茵申請(qǐng)人:北京航天賽德科技發(fā)展有限公司