CN105986513A - 一种用于造纸领域的功能性填料助剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于造纸领域的功能性填料助剂，该填料助剂由以下重量分数配比的原料制成：硅藻土原土100份、硅灰石粉5份、重钙5份、阳离子聚丙烯酰胺0.55份、硅藻土复合絮凝剂（专利申请号：201410769722.3）33.2份，本发明具备八大功能，即：提高节浆率，延长毛布及网布寿命，缓解污水处理负担，提高产量，提高纸张物理指标（环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色），节约能源、节省烘干蒸汽量，助留助滤，性价比高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于造纸领域的功能性填料助剂及其制备方法。
技术背景
我国造纸工业不断向着高速化、连续化、大型化方向发展，劳动生产率不断提高，由于针叶木资源的缺乏，阔叶木和草类原料的使用量不断增加，废纸的回收利用率也越来越高，因此，浆料中的细微组分含量增加。又由于世界范围的水资源短缺和防止污染的要求，使得造纸必须封闭循环用水。在这种情况下，从节约能源、降低浆耗和减少造纸排水的处理负荷来看，应尽量留着浆中的细小组分和填料，同时又要尽量强化纸机湿部的脱水。最经济的办法是使用高效的造纸助剂。
我国造纸工业应用助剂与国外相比有很大的差距，总体情况是数量少，品种不多，尚未形成专业化生产，不能满足造纸行业技术进步和产品更新换代的要求，为此，造纸助剂今后需要大力发展能改善环境的环保及绿色造纸助剂、开发集多功能于一体的造纸助剂。
本发明的主要材料为非金属氧化物，价格低廉，使细小纤维和填料的流失大幅度降低，能够减少白水的污染负荷，能够改善环境，可以称得上为环保及绿色造纸助剂。
本发明具备八大功能，即：提高节浆率，延长毛布及网布寿命，缓解污水处理负担，提高产量，提高纸张物理指标（环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色），节约能源、节省烘干蒸汽量，助留助滤，性价比高。属于集多功能于一体的造纸助剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸用功能性填料，本发明的另一目的在于提供这种功能性填料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，本发明造纸用功能性填料由以下重量分数配比的原料制成：
制备方法如下：
将上述配比的长白县马鞍山村出产的硅藻土原土（含水量50%）、硅灰石粉、重钙、阳离子聚丙烯酰胺置入捏合机中，以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下，使物料充分混合；将混合后的物料置入烘干机中，以50℃~80℃的温度烘干2小时，使物料干燥；将烘干后的物料置入粉碎机中，以10000r/min以下的转速粉碎5s；粉碎后再加入上述配比的硅藻土复合絮凝剂（专利申请号：201410769722.3），置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下，使物料充分混合均匀，计重，包装，即得成品。
硅藻土复合絮凝剂（专利申请号：201410769722.3）的配比与制备方法如下：
铁精粉
9份
90%的浓硫酸
6份
含水率50%的硅藻土原土 35份
制备方法：
将上述配比的临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉与90%浓硫酸充分混合，在常温下以1000r/min以下的 转速充分搅拌1小时，使物料充分反应；反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的含水量50%三级硅藻土以重量比为3:7的比例（35份）置入捏合机，以2000r/min以下的转速搅拌1小时，使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应，使物料活化；将上述活化后的产物置入烘干机中逐步升温至500℃左右，烘干加热10min，使物料含水量降到30%以下，停止加温，逐步冷却至常温；将冷却后的物料置于风选装置中，依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径；选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装，即得成品。
本发明主要材料性能如下：
硅藻土：硅藻土助剂主要是由化学性质稳定的SiO2组成，内部微孔丰富，形成各种各样的坚硬骨架，具有很好的透气性，黏度小，作用在纸浆中，能够改变纸浆中微粒的聚集状态，从而改变纸浆中微粒尺寸分布状态。首先在网布上形成一层多孔的介质，当纸浆通过介质时，纸浆中的固体颗粒成聚集状态，尺寸分布发生变化，大的颗粒在介质表面被捕获而截留，形成尺寸分布较窄的一层，并通过他们继续阻挡，捕获与其尺寸相接近的颗粒杂质，随着网布上过滤的进行，颗粒尺寸较小的杂质逐渐进入多孔的硅藻土介质中，从而被截留。硅藻土良好的助滤功能使得本发明产品的滤水性好，因为硅藻土具有90%左右的孔隙率，比表面积很大，可以将0.1μm的细微粒子以吸附的方式截留，同时起到了留住细小纤维的助留作用与助滤的作用。
硅藻土可以吸附大量的树脂类、胶类、木素、粘稠类物质，调节了纸浆的粘度，能够避免夏日高温环境下纸浆发酵，从而在抄纸过程中大幅度降低断头率。
硅灰石粉：硅灰石粉是一种钙质偏硅酸盐矿物，三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状，能够增强纸张的强度拉力，环压强度；解理面呈珍珠光泽，能长时间保持白色的明亮色调，能够提高纸张表面的光洁度、颜色等一系列指标；一般情况下耐酸、耐碱、耐化学腐蚀，吸湿性小于4%，配合硅藻土的透气与粘度调节功能，有利于纸张干燥，能够节省烘干蒸汽的用量，从而起到节约成本、节约能源的作用。
重钙：即重质CaCO3，广泛应用于造纸，有较好的遮盖能力。
阳离子聚丙烯酰胺：在造纸领域中广泛用作助留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用能够提高纸张的质量，提高浆料脱水性能，提高细小纤维及填料的留着率，减少原材料的消耗以及对环境的污染。阳离子共聚物与硅藻土相结合，可以使产品的助滤功能增强。
硅藻土复合絮凝剂：絮凝剂能够将原本用于填充空隙的细小物质絮聚，形成均匀的絮团，阻止粒径大小不同的物质进行致密排列，腾出水分下渗空间，加快滤水速度，从而起到助滤、提高车速、提高产量的作用。本发明的产品在抄纸的过程中部分随水流出，在流动过程中絮凝剂和污水充分地反应，减轻了处理污水和排放污水的负担。
本发明的产品经以上原料合理地配比制得，使用简单，在不增加设备的前提下使用，由于本发明的主要原材料是非金属矿物质，价格较低，并且产品的粒径在一定范围内，90%会截留在纸张里，会随纸张卖出，近乎零成本使用。
总结上述，本发明具备八大功能，即：提高节浆率，延长毛布及网布寿命，缓解污水处理负担，提高产量，提高纸张物理指标（环压强度、强度拉力、表面光洁度、颜色），节约能源、节省烘干蒸汽量，助留助滤，性价比高。
附图说明
图1是本发明产品的使用状态参考图。
具体实施方式
将长白县马鞍山村出产的硅藻土原土（含水量50%）100份、硅灰石粉5份、重钙5份、阳离子聚丙烯酰胺0.55份置入捏合机中，以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下，使物料充分混合；将混合后的物料置入烘干机中，以50℃~80℃的温度烘干2小时，使物料干燥，将烘干后的物料置入粉碎机中，以10000r/min以下的转速粉碎5s，粉碎后再加入上述比例的硅藻土复合絮凝剂（专利申请号：201410769722.3），置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下，使物料充分混合均匀，计重，包装，即得成品。
上述硅藻土复合絮凝剂（专利申请号：201410769722.3）的制备方法如下：
将临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉9份与90%的浓硫酸6份按比例混合，在常温下以1000r/min以下的转速充分搅拌1小时，使物料充分反应；反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的三级硅藻土（含水量为50%）以3:7的比例（35份）置入捏合机，以2000r/min以下的转速搅拌1小时，使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应；反应后产物置入烘干机中升温至500℃后，烘干加热10min，使物料含水量降到30%以下，停止加温，逐步冷却至常温；将冷却后的物料置于风选装置中，依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径；选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装，即得成品。
将本发明的产品以2.5%～10%的浓度化药，按附图1所示加入点的位置加入本产品。
按本发明产品10%浓度，螺杆泵转速为200r/min为例生产，产品用量为20kg/吨纸。
通过实际使用数据，将产品浓度化为2.5%使用一段时间之后，将浓度提高到10%，节浆率显著提高，螺杆泵转速为200r/min时，每吨纸可节浆127.9kg。
产品加入量可视细浆留着率大小，白水浓度大小做相应调整，本产品使用量亦受水线影响，水线较短，加大用料量，水线较长减少用料量。
Claims (2)
1.一种用于造纸领域的功能性填料助剂，其特征在于：该填料助剂由以下重量份数配比的原料制成：
硅藻土原土100份
硅灰石粉5份
重钙5份
阳离子聚丙烯酰胺0.55份
硅藻土复合絮凝剂33.2份
制备方法如下：
将上述配比的长白县马鞍山村出产含水量50%的硅藻土原土、硅灰石粉、重钙、阳离子聚丙烯酰胺置入捏合机中，以1000r/min以下的转速搅拌1小时以下，使物料充分混合；将混合后的物料置入烘干机中，以50℃～80℃的温度烘干2小时，使物料干燥；将烘干后的物料置入粉碎机中，以10000r/min以下的转速粉碎5s；粉碎后再加入上述配比的硅藻土复合絮凝剂，置入捏合机中以1000r/min以下的速度搅拌1小时以下，使物料充分混合均匀，计重，包装，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于造纸领域的功能性填料助剂，其特征在于：所述硅藻土复合絮凝剂的配比与制备方法如下：
铁精粉
9份
90%的浓硫酸
6份
含水率50%的硅藻土原土 35份
制备方法：
将上述配比的临江市七道沟磁铁矿在选矿中精选出的铁精粉与90%浓硫酸充分混合，在常温下以1000r/min以下的 转速充分搅拌1小时，使物料充分反应；反应后的物料与长白县马鞍山硅藻土原矿出产的含水量50%三级硅藻土以重量比为3:7的比例置入捏合机，以2000r/min以下的转速搅拌1小时，使硅藻土与铁精粉—硫酸混合物充分混合、反应，使物料活化；将上述活化后的产物置入烘干机中逐步升温至500℃左右，烘干加热10min，使物料含水量降到30%以下，停止加温，逐步冷却至常温；将冷却后的物料置于风选装置中，依次经风磨分级机、漩涡分离器、脉冲除尘器后将产品研磨至100目以下的合格粒径；选用后的合格粒径的产品经风机传送至包装机包装，即得成品。
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