CN101857734B

CN101857734B - 一种制备改性碳酸钙的组合物及其方法

Info

Publication number: CN101857734B
Application number: CN2010102069200A
Authority: CN
Inventors: 潘泉利; 王淑珍; 翟继兰; 查瑞涛
Original assignee: MUDANJIANG HENGFENG PAPER CO Ltd
Current assignee: MUDANJIANG HENGFENG PAPER CO Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: CN101857734A

Abstract

一种制备改性碳酸钙的组合物及其方法属于化学品领域。组合物组分为：聚合物、氯化钙和碳酸盐；聚合物是阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、壳聚糖盐酸盐和2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中的任意一种或几种；碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的任意一种或几种。制备方法包括下述步骤：（1）配制聚合物水溶液；（2）将氯化钙加到碳酸盐中；（3）将聚合物水溶液加到步骤（2）的混合物中；（4）得到碳酸钙沉淀；（5）洗涤，干燥。它具有方法简单，反应条件温和，所制得的填料含有聚合物改性剂，可以显著提高填料留着率等优点。

Description

一种制备改性碳酸钙的组合物及其方法

技术领域

本发明属于化学品领域，具体涉及用于造纸工业的一种制备改性碳酸钙的组合物及其方法。

背景技术

碳酸钙是一种重要的无机填料，全世界每年用于纸张中的碳酸钙约1100万吨，占填料总量的60％以上。作为卷烟纸的优良填料，碳酸钙在卷烟纸中的作用为：(1)提高卷烟纸的折光率，使从卷烟外向内看，不能见到烟丝，不“露底”，即提高不透明度；(2)在卷烟燃烧时，由于碳酸钙受热分解出二氧化碳，调节卷烟燃烧而不使熄火，即控制燃烧速度；(3)增加卷烟纸的白度，因为碳酸钙白度比木浆白度高，进口的碳酸钙白度达95%，国产的碳酸钙白度达92%以上；(4)增加纸张的透气度，以降低卷烟的焦油含量，减少对人体有害物质；(5)碳酸钙的价格低于纸浆的价格，可以节约宝贵的纤维原料，在低成本下获得更好的纸质。

碳酸钙与卷烟纸的性能有直接关系，如抗张强度、透气度、透气度变异系数、白度、不透明度、灰分、匀度等。碳酸钙质量的稳定直接影响着卷烟纸质量的稳定。为达到高透气度、高稳定性卷烟纸的使用要求，需要填料碳酸钙具有特定的晶形晶貌，其单晶晶粒为约0.6～0.9μm的纺锤形晶体，构成中心直径为约2～3μm一定致密的菊花状晶体，粒径分布范围狭窄，晶体大小分布均匀，碳酸钙间有良好的分散性，杂质含量少。

由于卷烟纸对纸页的匀度和添加剂的安全性要求很高，目前在其生产中普遍使用阳离子瓜尔胶作为助留剂，但碳酸钙的单程留着率和总留着率仍比较低，纸机网下白水浓度过高。由于网下白水浓度过高，使得白水不容易净化和回收处理，而且会产生较多的积垢问题。如何提高碳酸钙留着，尤其是单程留着率就显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以显著提高填料留着率的制备改性碳酸钙的组合物及其方法。

本发明的技术解决方案是：一种制备改性碳酸钙的组合物，其原料组分为：聚合物、氯化钙和碳酸盐；所述聚合物是阳离子淀粉、阳离子瓜尔胶、壳聚糖盐酸盐和2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中的任意一种或几种，其中阳离子淀粉和阳离子瓜尔胶的取代度为0.05～0.30，2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的取代度为0.20～0.65，壳聚糖盐酸盐的分子量为5000～2×10⁶，脱乙酰度不低于30％；所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的任意一种或几种。本发明是使用聚合物作为改性剂、碳酸盐和氯化钙与水混合反应制备含有改性剂的碳酸钙。

所述改性碳酸钙的制备方法，包括下述步骤：

（1）将聚合物按0.5～20 mg/ml溶解在水中配制质量分数为0.1～10%的水溶液；

（2）按物质的量之比为0.8～2：1将氯化钙加到碳酸盐中；

（3）按聚合物与碳酸盐的质量为0.01～0.08：1将步骤（1）的聚合物水溶液加到步骤（2）的混合物中；

（4）在4～70℃的温度下，反应3小时～3天，得到碳酸钙沉淀；

（5）将沉淀过滤并用300 ppm的硫酸洗涤，脱水、干燥，得到产品。

所述碳酸钙可以通过任一方便的干燥方法进行干燥，包括冷冻干燥、真空干燥、常温干燥、加热干燥和冷冻真空干燥等。

本发明的技术效果是：它具有方法简单，反应条件温和，所制得的填料含有聚合物改性剂，可以显著提高填料留着率等优点。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的内容、特点，下面用具体实施例说明本发明，但它们不对本发明作任何限制。

实施例1：

将3 g阳离子瓜尔胶溶于1500 ml水中，将75 g碳酸钠和99 g氯化钙混和。在搅拌下将阳离子瓜尔胶的水溶液加入到碳酸钠和氯化钙的混合物中，继续搅拌，室温反应10 h，抽滤，水洗，真空干燥。

实施例2：

将4 g阳离子淀粉溶于1500 ml水中，将75 g碳酸钠和99 g氯化钙混和。在搅拌下将阳离子淀粉的水溶液加入到碳酸钠和氯化钙的混合物中，继续搅拌，室温反应6 h，抽滤，水洗，真空干燥。

实施例3：

将4 g壳聚糖盐酸盐溶于1000 ml水中，将75 g碳酸钠和99 g氯化钙混和。在搅拌下将阳离子淀粉的水溶液加入到碳酸钠和氯化钙的混合物中，继续搅拌，室温反应6 h，抽滤，水洗，真空干燥。

实施例4：

将4 g壳聚糖盐酸盐溶于1000 ml水中，将85 g碳酸钠和99 g氯化钙混和。在搅拌下将阳离子淀粉的水溶液加入到碳酸钠和氯化钙的混合物中，继续搅拌，室温反应6 h，抽滤，水洗，真空干燥。

实施例5：

将4 g阳离子淀粉溶于1000 ml水中，将85 g碳酸钠和99 g氯化钙混和。在搅拌下将阳离子淀粉的水溶液加入到碳酸钠和氯化钙的混合物中，继续搅拌，40℃下反应6 h，抽滤，水洗，真空干燥。

实施例6：

取打浆度80 °SR的针叶木浆（绝干30 g）和打浆度30 °SR的阔叶木浆（绝干20 g），将浆料混合均匀后放到浆料疏解器，加入2000 ml水疏解打散。向疏解好的浆料中补加3000 ml水，加入12.5 g改性碳酸钙（或未改性碳酸钙）并搅拌均匀，配成绝干浆浓度为1% g/ml，备用。在充分搅拌下，取浓度为1% g/ml的浆料60 ml，用标准纸页成型器抄片。碳酸钙留着率通过采用DDJ与浊度仪配合使用的方法来测定。碳酸钙留着率是指浆料通过造纸网留在纸页上的碳酸钙与浆料中碳酸钙的百分比。计算公式为：

碳酸钙留着率=(1－滤液浓度/浆料碳酸钙浓度)×100%

改性碳酸钙单程填料留着率为75.2％，未改性碳酸钙单程填料留着率为44.3%。

实施例7：

取打浆度85 °SR的针叶木浆（绝干30 g）和打浆度35 °SR的阔叶木浆（绝干20 g），将浆料混合均匀后放到浆料疏解器，加入2000 ml水疏解打散。向把疏解好的浆料中补加3000 ml水，加入22.5 g改性碳酸钙（或未改性碳酸钙）并搅拌均匀，配成绝干浆浓度为1% g/ml，备用。在充分搅拌下，取浓度为1% g/ml的浆料56 ml，用标准纸页成型器抄片。碳酸钙留着率通过采用DDJ与浊度仪配合使用的方法来测定。碳酸钙留着率是指浆料通过造纸网留在纸页上的碳酸钙与浆料中碳酸钙的百分比。计算公式为：

碳酸钙留着率=(1－滤液浓度/浆料碳酸钙浓度)×100%

改性碳酸钙单程填料留着率为77.1％，未改性碳酸钙单程填料留着率为40.7%。

Claims

1.一种改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，其原料组分为：聚合物、氯化钙和碳酸盐；所述聚合物是阳离子瓜尔胶和2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖中的任意一种或两种，其中阳离子瓜尔胶的取代度为0.05～0.30，2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的取代度为0.20～0.65；所述碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的任意一种或几种；制备方法包括下述步骤：

（1）将聚合物按0.5～20 mg/ml溶解在水中配制质量分数为0.1-10%的水溶液；

（2）按物质的量之比为0.8～2：1将氯化钙加到碳酸盐中；

（5）将沉淀过滤并用300ppm的硫酸洗涤，脱水、干燥，得到产品。

2.如权利要求1所述的改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙可以通过冷冻干燥、真空干燥、常温干燥、加热干燥和冷冻真空干燥中任一方便的干燥方法进行干燥。