CN101255666A - 微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

微粒填料－淀粉复合物造纸填料的制备方法，首先，将淀粉或淀粉改性物溶液与微粒填料共混蒸煮搅拌进行反应；在反应液中加入交联剂反应，向反应液中加入硫酸铵溶液，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可。本发明制备的微粒填料－淀粉复合物造纸填料可部分替代植物纤维作为造纸填料，使用时占纸产品的重量为5－35％，但效果最佳的为8－25％，通过采用这些填料替代部分植物纤维生产的纸产品，该填料可显著提高纸产品的物理性能和光学性能也随纸张中合成物含量的增加而改善。

Description

微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法
技术领域
本发明属于造纸领域，具体涉及一种微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法。
背景技术
如今，造纸工业被一系列严重问题困扰。首先木纤维纸浆价格因世界森林面积逐渐缩小而逐步上涨且供应不足。其次，处理造纸过程中产生的废物和生态方面的要求使在解决这些环境保护问题时也显著提高成本。最后，用于造纸的能源价格也大幅度上涨。结果，造纸工业和它的消费者面临两种选择，要么付出高成本，要么降低所用纤维质纤维的数量和质量而是最终生产出的纸产品质量下降。
造纸工业已经进行了许多尝试来降低成本。造纸的主要原料为植物纤维，在纸中植物纤维交织成网状结构，从而赋予纸各种性能。为了节省植物纤维的用量和改善纸的某些性能，一种已经采用的方法是在造纸过程中加入各种矿物填料如滑石、碳酸钙、绢英石、高岭土(白土、瓷土)等来代替纤维。但发现这些填充物随填充量的增加会将纸品的强度特征降低到令人不满意的程度，并且这些填充物在纤维中的持有力很差，其留着率仅30-40％，其余的矿物填充物随着白水流到白水池中沉积起来，结果使白水的净化和废物处理成为严重问题。
另一方面，造纸业界公认，填料的加填是很有限的，过度的加填会导致纸张的各项技术指标严重恶化，尤其是其强度特征(如抗张强度、耐破度、耐折度)。此外还会影响抄纸工艺指标和印刷性能指标。某些制品(如新闻纸)则是基本不加填的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可部分替代植物纤维作为填料应用于造纸工业，并可显著提高纸张的强度特征和光学特征的微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)首先，按质量份数将1份的淀粉或淀粉改性物制成浓度为1-5％的淀粉或淀粉改性物溶液，然后向其中加入1-4份的微粒填料共混，将此悬浊液在60-90℃下充分蒸煮搅拌，反应20-60min；
2)其次，在反应液中加入淀粉质量0.1-5％的交联剂，反应5-30min；
3)向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为50-100∶1，高速搅拌，析出沉淀物；
4)收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
本发明的淀粉改性物为阴离子淀粉、阳离子淀粉或两性淀粉；微粒填料为碳酸钙、滑石粉、绢英石、煅烧高岭土及其混合物；其中碳酸钙为粒度不大于325目的沉淀碳酸钙或研磨碳酸钙；滑石粉、绢英石的粒度不大于200目；煅烧高岭土的粒度不大于1250目；交联剂为甲醛、乙醛、乙二醛、乙烯砜、戊二醛、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧碘丙烷、表氯醇、甲基脲、聚丙烯酰胺甲醛树脂或碳酸钴铵盐。
本发明制备的微粒填料-淀粉复合物造纸填料可部分替代植物纤维作为造纸填料，使用时占纸产品的重量为5-35％，但效果最佳的为8-25％，通过采用这些填料替代部分植物纤维生产的纸产品，其强度特征和光学特征有显著提高。
具体实施方式
实施例1：首先，按质量份数取1份的淀粉制成浓度为5％的淀粉溶液，然后向其中加入2份的粒度不大于325目的沉淀碳酸钙共混，将此悬浊液在90℃下充分蒸煮搅拌，反应60min；其次，在反应液中加入淀粉质量3％的乙二醛，反应30min；向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为80∶1，高速搅拌，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
实施例2：首先，按质量份数取1份的阴离子淀粉制成浓度为3％的阴离子淀粉溶液，然后向其中加入4份的粒度不大于325目的研磨碳酸钙共混，将此悬浊液在80℃下充分蒸煮搅拌，反应40min；其次，在反应液中加入淀粉质量1％的戊二醛，反应5min；向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为60∶1，高速搅拌，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
实施例3：首先，按质量份数取1份的阳离子淀粉制成浓度为1％的阳离子淀粉溶液，然后向其中加入3份的粒度不大于200目的滑石粉共混，将此悬浊液在70℃下充分蒸煮搅拌，反应30min；其次，在反应液中加入淀粉质量5％的环氧氯丙烷，反应20min；向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为100∶1，高速搅拌，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
实施例4：首先，按质量份数取1份的两性淀粉制成浓度为4％的两性淀粉溶液，然后向其中加入1份的粒度不大于200目的绢英石共混，将此悬浊液在60℃下充分蒸煮搅拌，反应50min；其次，在反应液中加入淀粉质量2％的表氯醇，反应15min；向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为50∶1，高速搅拌，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
实施例5：首先，按质量份数取1份的淀粉制成浓度为2％的淀粉溶液，然后向其中加入4份的粒度不大于1250目的煅烧高岭土共混，将此悬浊液在85℃下充分蒸煮搅拌，反应20min；其次，在反应液中加入淀粉质量0.1％的聚丙烯酰胺甲醛树脂，反应10min；向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为70∶1，高速搅拌，析出沉淀物；收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。

Claims (4)

1、微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法，其特征在于：
1)首先，按质量份数将1份的淀粉或淀粉改性物制成浓度为1-5％的淀粉或淀粉改性物溶液，然后向其中加入1-4份的微粒填料共混，将此悬浊液在60-90℃下充分蒸煮搅拌，反应20-60min；
2)其次，在反应液中加入淀粉质量0.1-5％的交联剂，反应5-30min；
3)向反应液中加入质量浓度为40％的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液与淀粉或淀粉改性物质量比为50-100∶1，高速搅拌，析出沉淀物；
4)收集析出的沉淀物，将其冲洗、干燥、冷却、粉碎成粒度不大于80目的颗粒即可得到白色的微粒填料-淀粉复合物造纸填料。
2、根据权利要求1所述的微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法，其特征在于：所说的淀粉改性物为阴离子淀粉、阳离子淀粉或两性淀粉。
3、根据权利要求1所述的微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法，其特征在于：所说的微粒填料为碳酸钙、滑石粉、绢英石、煅烧高岭土及其混合物；其中碳酸钙为粒度不大于325目的沉淀碳酸钙或研磨碳酸钙；滑石粉、绢英石的粒度不大于200目；煅烧高岭土的粒度不大于1250目。
4、根据权利要求1所述的微粒填料-淀粉复合物造纸填料的制备方法，其特征在于：所说的交联剂为甲醛、乙醛、乙二醛、乙烯砜、戊二醛、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧碘丙烷、表氯醇、甲基脲、聚丙烯酰胺甲醛树脂或碳酸钴铵盐。
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