CN105839452B - 一种造纸专用的碳酸钙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石、油酸钠、聚丙烯酸钠、碳酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、苯乙烯、过硫酸钾、气相二氧化硅、有机膨润土、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠、丙烯酸‑阳离子丙烯酸酯共聚物、表面活性剂。本发明分散均匀、悬浮稳定性好，高效无毒、易于控制，加入表面活性剂，提高了碳酸钙的流动性、润滑性以及光泽度，在用作造纸填料时，使得纸张表面分散均匀，提高纸张表面的平滑度，使得在印刷时油墨与纸张表面接触程度好，工艺简单，安全可靠性，易于控制，操作方便，适合大规模生产，生产成本低等优点。

Description

一种造纸专用的碳酸钙
技术领域
本发明涉及工业填料技术领域，具体是一种造纸专用的碳酸钙。
背景技术
目前，碳酸钙已广泛应用于造纸、塑料、塑料薄膜、化纤、橡胶、胶粘剂、密封剂、日用化工、化妆品、建材、涂料、油漆、油墨、油灰、封蜡、腻子、毡层包装、医药、食品(如口香糖、巧克力)、饲料中，其作用有：增加产品体积、降低成本，改善加工性能(如调节粘度、流变性能、硫化性能)，提高尺寸稳定性，补强或半补强，提高印刷性能，提高物理性能(如耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光泽度)等。
碳酸钙作为橡胶、塑料制品的填料，可以提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、刚度及可加工性，并降低制品的成本，但是其表面有亲水性较强的经基，呈现较强的碱性，这种亲水疏油的性质使的碳酸钙与有机高聚物的亲和性差，易形成聚集体，造成在高聚物内部分分散不均匀，从而造成两种材料间界面缺陷，直接应用效果不好，而且碳酸钙作为填料，其耐酸性、光滑度、白度等性能还有待进一步提高，因此，为了提高碳酸钙的补强作用以及在复合材料中的分散性能和改性碳酸钙填充复合材料的物理性能，有必要采用不同的表面改性剂和处理方法对碳酸钙粉末进行表面改性，进而拓宽碳酸钙的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效无毒、易于控制的造纸专用的碳酸钙，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石60-80份、油酸钠20-40份、聚丙烯酸钠2-4份、碳酸钠1-3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1-3份、苯乙烯3-5份、过硫酸钾0.01-0.05份、气相二氧化硅2-4份、有机膨润土2-3份、硬脂酸锌1-2份、棉麻纤维浆2-4份、二甲基锡1-3份、硼酸酯偶联剂1-3份、多元醇3-4份、六偏磷酸钠3-4份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物3-5份、表面活性剂4-6份，所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在800-1000℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用70-90℃的热
水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌1.5-2.5h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入10-20份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌5-10min并升高温度至40-50℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1-2h，搅拌完成后静置4-6h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入4-6倍量的甲醇溶液活化0.5-0.7h，再在研磨机中研磨2-3h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依
次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至80-100℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至50-70℃，再加入产物B，在1400-1600r/min的转速下搅拌10-20min，保温3-5min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.5-1μm的造纸专用碳酸钙成品。
作为本发明进一步的方案：所述造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石65-75份、油酸钠25-35份、聚丙烯酸钠2.5-3.5份、碳酸钠1.5-2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1.5-2.5份、苯乙烯3.5-4.5份、过硫酸钾0.02-0.04份、气相二氧化硅2.5-3.5份、有机膨润土2.2-2.8份、硬脂酸锌1.2-1.8份、棉麻纤维浆2.5-3.5份、二甲基锡1.5-2.5份、硼酸酯偶联剂1.5-2.5份、多元醇3.2-3.8份、六偏磷酸钠3.2-3.8份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物3.5-4.5份、表面活性剂4.5-5.5份。
作为本发明进一步的方案：所述造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石70份、油酸钠30份、聚丙烯酸钠3份、碳酸钠2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2份、苯乙烯4份、过硫酸钾0.03份、气相二氧化硅3份、有机膨润土2.5份、硬脂酸锌1.5份、棉麻纤维浆3份、二甲基锡2份、硼酸酯偶联剂2份、多元醇3.5份、六偏磷酸钠3.5份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物4份、表面活性剂5份。
作为本发明进一步的方案：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、Na-酰基赖氨酸、月桂醇硫酸钠或硬脂酸钠中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述多元醇为甘油、三乙醇胺或丙二醇。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明分散均匀、悬浮稳定性好，高效无毒、易于控制，抗碱抗盐性能强，加入表面活性剂，提高了碳酸钙的流动性、润滑性以及光泽度，增加对油的亲和力，降低对水的亲和力，使得碳酸钙分散均匀，从而在用作造纸填料时，使得纸张表面分散均匀，提高纸张表面的平滑度，使得在印刷时油墨与纸张表面接触程度好，工艺简单，安全可靠性，易于控制，操作方便，适合大规模生产，生产成本低等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石60份、油酸钠20份、聚丙烯酸钠2份、碳酸钠1份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1份、苯乙烯3份、过硫酸钾0.01份、气相二氧化硅2份、有机膨润土2份、硬脂酸锌1份、棉麻纤维浆2份、二甲基锡1份、硼酸酯偶联剂1份、多元醇3份、六偏磷酸钠3份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物3份、表面活性剂4份。
所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；（2）将石灰石在8000℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用70℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌1.5h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入10份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌5min并升高温度至40℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1h，搅拌完成后静置4h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入4倍量的甲醇溶液活化0.5h，再在研磨机中研磨2h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至80℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至50℃，再加入产物B，在1400r/min的转速下搅拌10min，保温3min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.5μm的造纸专用碳酸钙成品。
实施例2
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石65份、油酸钠25份、聚丙烯酸钠2.5份、碳酸钠1.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1.5份、苯乙烯3.5份、过硫酸钾0.02份、气相二氧化硅2.5份、有机膨润土2.2份、硬脂酸锌1.2份、棉麻纤维浆2.5份、二甲基锡1.5份、硼酸酯偶联剂1.5份、多元醇3.2份、六偏磷酸钠3.2份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物3.5份、表面活性剂4.5份。
所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在850℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除
去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用75℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌1.8h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入12份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌6min并升高温度至42℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1.2h，搅拌完成后静置4.5h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入4.5倍量的甲醇溶液活化0.55h，再
在研磨机中研磨2.2h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次
加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至85℃，超声回流至甲醇挥发，
烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至55℃，
再加入产物B，在1450r/min的转速下搅拌12min，保温3.5min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.6μm的造纸专用碳酸钙成品。
实施例3
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石70份、油酸钠30份、聚丙烯酸钠3份、碳酸钠2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2份、苯乙烯4份、过硫酸钾0.03份、气相二氧化硅3份、有机膨润土2.5份、硬脂酸锌1.5份、棉麻纤维浆3份、二甲基锡2份、硼酸酯偶联剂2份、多元醇3.5份、六偏磷酸钠3.5份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物4份、表面活性剂5份。
所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在900℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除
去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用80℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌2h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入15份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌8min并升高温度至45℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1.5h，搅拌完成后静置5h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入5倍量的甲醇溶液活化0.6h，再在研磨机中研磨2.5h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至90℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至60℃，再加入产物B，在1500r/min的转速下搅拌15min，保温4min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.8μm的造纸专用碳酸钙成品。
实施例4
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石75份、油酸钠35份、聚丙烯酸钠3.5份、碳酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2.5份、苯乙烯4.5份、过硫酸钾0.04份、气相二氧化硅3.5份、有机膨润土2.8份、硬脂酸锌1.8份、棉麻纤维浆3.5份、二甲基锡2.5份、硼酸酯偶联剂2.5份、多元醇3.8份、六偏磷酸钠3.8份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物4.5份、表面活性剂5.5份。
所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在950℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除
去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用85℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌2.2h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入18份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌9min并升高温度至48℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1.8h，搅拌完成后静置5.5h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入5.5倍量的甲醇溶液活化0.65h，再
在研磨机中研磨2.8h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至95℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至65℃，再加入产物B，在1550r/min的转速下搅拌18in，保温4.5min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.9μm的造纸专用碳酸钙成品。
实施例5
一种造纸专用的碳酸钙，按照重量份的原料包括：石灰石80份、油酸钠40份、聚丙烯酸钠4份、碳酸钠3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3份、苯乙烯5份、过硫酸钾0.05份、气相二氧化硅4份、有机膨润土3份、硬脂酸锌2份、棉麻纤维浆4份、二甲基锡3份、硼酸酯偶联剂3份、多元醇4份、六偏磷酸钠4份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物5份、表面活性剂6份。
所述造纸专用的碳酸钙的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在1000℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用90℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌2.5h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入20份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌10min并升高温度至50℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌2h，搅拌完成后静置6h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入6倍量的甲醇溶液活化0.7h，再在研磨机中研磨3h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至100℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至70℃，再加入产物B，在1600r/min的转速下搅拌20min，保温5min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为1μm的造纸专用碳酸钙成品。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、Na-酰基赖氨酸、月桂醇硫酸钠或硬脂酸钠中的一种；所述多元醇为甘油、三乙醇胺或丙二醇。
本发明分散均匀、悬浮稳定性好，高效无毒、易于控制，抗碱抗盐性能强，加入表面活性剂，提高了碳酸钙的流动性、润滑性以及光泽度，增加对油的亲和力，降低对水的亲和力，使得碳酸钙分散均匀，从而在用作造纸填料时，使得纸张表面分散均匀，提高纸张表面的平滑度，使得在印刷时油墨与纸张表面接触程度好，工艺简单，安全可靠性，易于控制，操作方便，适合大规模生产，生产成本低等优点。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种造纸专用的碳酸钙，其特征在于，按照重量份的原料包括：石灰石60-80份、油酸钠20-40份、聚丙烯酸钠2-4份、碳酸钠1-3份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1-3份、苯乙烯3-5份、过硫酸钾0.01-0.05份、气相二氧化硅2-4份、有机膨润土2-3份、硬脂酸锌1-2份、棉麻纤维浆2-4份、二甲基锡1-3份、硼酸酯偶联剂1-3份、多元醇3-4份、六偏磷酸钠3-4份、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物3-5份、表面活性剂4-6份，所述的造纸专用的碳酸钙的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将石灰石在800-1000℃温度下完全锻烧，煅烧后分解得到的二氧化碳进行净化处理，除去二氧化碳中残留的灰尘和杂质，将分解得到的生石灰送进消化槽，用70-90℃的热水充分消化，制成氢氧化钙乳液；
（3）将氢氧化钙乳液送入碳化塔，将步骤（2）净化后的二氧化碳通入碳化塔，对氢氧化钙乳液进行碳化，加入表面活性剂，然后搅拌1.5-2.5h，得到半成品碳酸钙；
（4）将油酸钠加入10-20份的去离子水中溶解制成油酸钠水溶液，电动搅拌5-10min并升高温度至40-50℃，加入上述半成品碳酸钙搅拌1-2h，搅拌完成后静置4-6h得到产物A；
（5）将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入4-6倍量的甲醇溶液活化0.5-0.7h，再在研磨机中研磨2-3h至粒径小于5pm，再加入去离子水超声分散均匀，转移到烧瓶中再依次加入十二烷基二甲基苄基氯化铵、碳酸钠、苯乙烯，升高温度至80-100℃，超声回流至甲醇挥发，烘干得到产物B；
（6）将聚丙烯酸钠、过硫酸钾、硬脂酸锌、棉麻纤维浆、二甲基锡、硼酸酯偶联剂、多元醇、六偏磷酸钠和丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物加入至产物A中，混合均匀后加热至50-70℃，再加入产物B，在1400-1600r/min的转速下搅拌10-20min，保温3-5min后自然冷却至室温；
（7）将步骤（6）所得的浆料打入湿法搅拌磨剥机，在研磨介质中研磨，获得粒径为0.5-1μm的造纸专用碳酸钙成品。
2.根据权利要求1所述的造纸专用的碳酸钙，其特征在于，按照重量份的原料包括：石
灰石65-75份、油酸钠25-35份、聚丙烯酸钠2.5-3.5份、碳酸钠1.5-2.5份、十二烷基二甲基
苄基氯化铵1.5-2.5份、苯乙烯3.5-4.5份、过硫酸钾0.02-0.04份、气相二氧化硅2.5-3.5
份、有机膨润土2.2-2.8份、硬脂酸锌1.2-1.8份、棉麻纤维浆2.5-3.5份、二甲基锡1.5-2.5
份、硼酸酯偶联剂1.5-2.5份、多元醇3.2-3.8份、六偏磷酸钠3.2-3.8份、丙烯酸-阳离子丙
烯酸酯共聚物3.5-4.5份、表面活性剂4.5-5.5份。
3.根据权利要求1所述的造纸专用的碳酸钙，其特征在于，按照重量份的原料包括：石
灰石70份、油酸钠30份、聚丙烯酸钠3份、碳酸钠2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵2份、苯乙
烯4份、过硫酸钾0.03份、气相二氧化硅3份、有机膨润土2.5份、硬脂酸锌1.5份、棉麻纤维浆
3份、二甲基锡2份、硼酸酯偶联剂2份、多元醇3.5份、六偏磷酸钠3.5份、丙烯酸-阳离子丙烯
酸酯共聚物4份、表面活性剂5份。
4.根据权利要求1-3任一所述的造纸专用的碳酸钙，其特征在于，所述表面活性剂为十
二烷基苯磺酸钠、Na-酰基赖氨酸、月桂醇硫酸钠或硬脂酸钠中的一种。
5.根据权利要求1-3任一所述的造纸专用的碳酸钙，其特征在于，所述多元醇为甘油、
三乙醇胺或丙二醇。
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