CN101260251B - 一种复合滑石粉填料的复合方法 - Google Patents

一种复合滑石粉填料的复合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合滑石粉填料的复合方法，该方法是将滑石粉分散成质量浓度为1～50％的分散悬浮液，与质量浓度为1～30％的高分子水溶液混合均匀后，与酸性电解质溶液混合，搅拌均匀；或者加入脂肪酸，并混合均匀，再与酸性电解质溶液混合，搅拌均匀；搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料。本发明可提高滑石粉与纤维的亲水性，增加滑石粉用量，显著提高纸强度。本发明还可提高填料留着，增加成纸白度，减少废水处理负荷，进一步节约纤维用量。

Description

一种复合滑石粉填料的复合方法
技术领域
本发明属于化学合成领域，特别涉及用于纸张抄造加填过程的复合滑石粉填料的复合方法。
背景技术
滑石粉是一种常用的造纸白色填料和颜料，目前滑石粉在整个造纸工业填料市场中消费量非常大，其它的主要填料还有碳酸钙和高岭土，它们都是造纸过程的主要加填矿物质。加填的目的主要有增加不透明度和白度，改善成纸印刷性能，降低生产成本等作用，是抄纸过程重要的步骤。
现在纸厂都是直接在浆料中加入滑石粉填料，由于填料是矿物质，与纤维间缺少结合力，需加入助留剂，以尽量减少填料的流失。一般滑石粉填料在长网纸机的单程留着率为15％左右，白水多次回用后留着率也只达40％左右，大量的填料随水流走，不但浪费原料，也增加水处理负荷。同时滑石粉填料与纤维之间没有结合力，不能加填太多，否则成纸后容易产生掉粉掉毛现象，减弱了纸强度，降低了纸质量。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种复合滑石粉填料的复合方法。该复合滑石粉填料可增加填料与纤维间的亲合力，增加填料留着率，提高纸张抗张强度，增加填料用量。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种复合滑石粉填料的复合方法，包括如下步骤：
(1)将滑石粉分散成质量浓度为1～50％的分散悬浮液，与质量浓度为1～30％的高分子水溶液混合均匀后，得到混合物，所述滑石粉与高分子水溶液的质量比例为50∶1～1∶5；
(2)将步骤(1)得到的混合物与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶混合物的体积比为1∶1～10∶1，搅拌均匀；
或者在步骤(1)得到的混合物中加入脂肪酸，并混合均匀，得到溶液，所述脂肪酸∶高分子物质的重量比为5∶100～30∶100；上述溶液再与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶溶液的体积比为1∶1～10∶1，搅拌均匀；
然后将上述搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料。
为了更好地实现本发明，所述高分子水溶液为亲水性高分子水溶液，包括淀粉、氧化淀粉、阳离子淀粉、聚乙烯醇或壳聚糖等水溶液。
所述酸性电解质溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、氯化铵、硫酸铵或硝酸铵等电解质溶液。
所述脂肪酸为C6～C20长链酸，如己酸、棕榈油、硬脂酸、花生酸等。
所述搅拌的时间为30分钟，转速为200转/分钟。
所述复合滑石粉填料可直接替代现有常规填料，可减少助留剂用量，用ONP浆(打浆度40SR)抄造90GSM手抄片，加入上述复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加100％，填料留着率提高20％。
本发明原理如下：滑石粉是一种矿物质颗粒，表面无电性，与纤维基本没有相互作用。将滑石粉进行表面处理，包覆一层亲水性高水子物质，增加与纤维间的亲合力，提高填料留着率。同时在干燥过程中，包覆的高分子物质层还可在相互间或与纤维间进一步结合，增加纸张抗张强度。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
本发明在滑石粉表面包覆亲水性高分子物质，提高与纤维的亲水性，提高填料留着率，增加成纸白度和抗张强度(纸张抗张强度增加10～200％)，进一步节约纤维用量。滑石粉是矿物质，与纤维间不存在结合力；通过在滑石粉表面包覆一层亲水性高分子物质后，高分子物质上拥有大量的羟基，在水中可与纤维上的大量羟基产生大量的氢键，同时在干燥失水后，氢键结合更加坚实，使纤维与高分子物质相互结合在一起，形成一张网络结构；而滑石粉包含在高分子物质内部，实现滑石粉填料的留着。本发明复合滑石粉填料可直接替代常规填料，可减少助留剂用量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将滑石粉分散成质量浓度为1％的分散悬浮液，与充分溶解的质量浓度为1％的高分子水溶液(淀粉水溶液)混合均匀后，滑石粉与淀粉水溶液的质量比为50∶1，得到混合物。
(2)将步骤(1)得到的混合物与酸性电解质溶液硫酸混合；酸性电解质溶液硫酸∶混合物的体积比5∶1，然后搅拌30分钟，转速200转/分钟，静置一夜后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料为肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加10％。
实施例2
(1)将滑石粉分散成质量浓度为50％的分散悬浮液，与充分溶解的质量浓度为30％的高分子水溶液(氧化淀粉水溶液)混合均匀后，滑石粉与氧化淀粉水溶液的质量比为10∶1，得到混合物。
(2)步骤(1)得到的混合物与酸性电解质溶液硝酸铵溶液混合，硝酸铵∶混合物体积比为1∶1，搅拌均匀，然后静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料为肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加25％，填料留着率增加20％，纸白度增加5ISO。
实施例3
(1)将滑石粉分散成质量浓度为25％的分散悬浮液，倒入充分溶解的质量浓度为25％的高分子水溶液(壳聚糖水溶液)，滑石粉与壳聚糖水溶液的质量比为1∶5，混合均匀后，得到混合物。
(2)将步骤(1)得到的混合物倒入酸性电解质溶液氯化铵溶液中，氯化铵∶混合物体积比为10∶1，边倒边搅拌(搅拌30分钟，转速200转/分钟)，静置一夜后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加150％。
实施例4
(1)将滑石粉分散成质量浓度为30％的分散悬浮液，倒入充分溶解的质量浓度为30％的高分子水溶液(阳离子淀粉水溶液)，滑石粉与阳离子淀粉水溶液的质量比为20∶1，混合均匀后，得到混合物。
(2)将步骤(1)得到的混合物倒入酸性电解质溶液硝酸中，硝酸∶混合物体积比为3∶1，边倒边搅拌(搅拌30分钟，转速200转/分钟)，静置一夜后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加15％。
实施例5
(1)将滑石粉分散成质量浓度为30％的分散悬浮液，倒入充分溶解的质量浓度为30％的高分子水溶液(淀粉水溶液)，滑石粉与淀粉水溶液的质量比为20∶1，混合均匀后，得到混合物。
(2)在步骤(1)得到的混合物中加入硬脂酸(C18脂肪酸)，硬脂酸∶淀粉的重量比为5∶100，混合均匀后，得到溶液，溶液倒入酸性电解质溶液盐酸中，盐酸∶溶液体积比为3∶1，边倒边搅拌(搅拌30分钟，转速200转/分钟)，静置一夜后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加15％。
实施例6
(1)将滑石粉分散成质量浓度为30％的分散悬浮液，倒入充分溶解的质量浓度为30％的高分子水溶液(淀粉水溶液)，滑石粉与淀粉水溶液的质量比为20∶1，混合均匀后，得到混合物。
(2)在步骤(1)得到的混合物中加入棕榈油(C12脂肪酸)，棕榈油∶淀粉的重量比为30∶100，混合均匀后，得到溶液，溶液倒入酸性电解质溶液盐酸中，盐酸∶溶液体积比为3∶1，边倒边搅拌(搅拌30分钟，转速200转/分钟)，静置一夜后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加15％。
实施例7
(1)将滑石粉分散成质量浓度为25％的分散悬浮液，倒入充分溶解的质量浓度为25％的高分子水溶液(壳聚糖水溶液)，滑石粉与壳聚糖水溶液的质量比为1∶5，混合均匀后，得到混合物。
(2)在步骤(1)得到的混合物中加入花生酸(C20脂肪酸)，花生酸∶壳聚糖的重量比为5∶100，并混合均匀，得到溶液；上述溶液再与酸性电解质溶液硝酸混合，硝酸∶溶液的体积比为1∶1，搅拌均匀；搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加15％。
实施例8
(1)将滑石粉分散成质量浓度为50％的分散悬浮液，与充分溶解的质量浓度为30％的高分子水溶液(氧化淀粉水溶液)混合均匀后，滑石粉与氧化淀粉水溶液的质量比为10∶1，得到混合物。
(2)在步骤(1)得到的混合物中加入己酸(C6脂肪酸)，并混合均匀，得到溶液，己酸∶氧化淀粉的重量比为2∶10；上述溶液再与酸性电解质溶液硫酸铵混合，硫酸铵∶溶液的体积比为10∶1，搅拌均匀；搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料，得到的复合滑石粉填料肉眼可见颗粒状。在90克重的纸中，加入15％(质量百分比)的本发明复合滑石粉填料，纸张抗张强度增加15％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种复合滑石粉填料的复合方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将滑石粉分散成质量浓度为1～50％的分散悬浮液，与质量浓度为1～30％的高分子水溶液混合均匀后，得到混合物，所述滑石粉与高分子水溶液的质量比例为50∶1～1∶5；
(2)将步骤(1)得到的混合物与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶混合物的体积比为1∶1～10∶1，搅拌均匀；
或者在步骤(1)得到的混合物中加入脂肪酸，并混合均匀，得到溶液，所述脂肪酸∶高分子物质的重量比为5∶100～30∶100；上述溶液再与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶溶液体积比为1∶1～1∶10，搅拌均匀；
然后将上述搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合滑石粉填料；
所述高分子水溶液为淀粉水溶液、氧化淀粉水溶液、阳离子淀粉水溶液或壳聚糖水溶液；
所述酸性电解质溶液为盐酸、硫酸、硝酸、氯化铵、硫酸铵或硝酸铵；
所述脂肪酸为C6～C20长链酸。
2.根据权利要求1所述的一种复合滑石粉填料的复合方法，其特征在于：所述脂肪酸为己酸、棕榈油、硬脂酸或花生酸。
3.根据权利要求1所述的一种复合滑石粉填料的复合方法，其特征在于：所述搅拌的时间为30分钟，转速为200转/分钟。
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