CN106283852B - 浆料造纸钛白粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钛白粉的造纸应用领域，具体涉及一种浆料造纸钛白粉的制备方法。所述方法包括如下步骤：(1)将钛白粉与填料混匀，按照每罐浓度200‑300g/L投入到加入去离子水的润湿罐中，用分散剂和氨水调节pH至8‑9，搅拌均匀后，测定pH，如果不在8‑9，采用氨水或稀醋酸进行微调，调节pH至8‑9，得浆料；(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨；压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入调节剂调整物料浓度为600‑800g/L，搅拌均匀，得浆料造纸钛白粉。本发明制备得到的为浆料型产品，无粉尘损失和污染，无废水和其他废物排放，节能环保。

Description

浆料造纸钛白粉的制备方法
技术领域
本发明属于钛白粉的造纸应用领域，具体涉及一种浆料造纸钛白粉的制备方法。
背景技术
钛白粉是一种重要的白色颜料，全球钛白粉产量的10-15％用于造纸行业，在造纸行业中，钛白粉是最贵的颜料，同时也是不可缺少的原料之一。最近几年的统计表明，钛白粉在造纸行业中的消耗占到钛白粉总产量的第三位。在造纸行业中，占比最大的是纸浆纤维，占比第二的就是颜填料。颜填料主要为无机盐钛白粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土等。钛白粉在造纸业中主要起到提供良好的颜料性能白度、不透明度、着色力等，同时钛白粉还是遮盖力最强的白色颜料。加入钛白粉后能够使纸张的单位质量减轻15-30％，而使用效果高出其他填料的10倍以上，并且使制造出的纸张薄而轻，平滑度和弹性大大加强，减少吸湿性和提高印刷性能。尤其是随着人们生活水平的提高，装饰纸、地板纸、标签纸等发展迅猛，这些纸张需要钛白粉的量高达30-40％。钛白粉在造纸中要求具有良好的分散性、留住性以及在纸张中分布均匀。
现在钛白粉在造纸中使用都是将钛白粉干粉、填料碳酸钙、滑石粉和高岭土等干粉加入到打浆槽中打浆后，进入造纸纤维。但是由于不同粉体的颗粒大小不一致、表面电性不一样等差异，造成在打浆分散的过程中，分散效果不好，颜填料的损失巨大，给造纸企业的生产成本造成浪费。再一个弊端就是粉体在制备的过程中，粉尘等的损失和污染无法避免。如何克服上述弊端，采用一种浆料，直接进入造纸企业，既减少因为现场粉体的分散造成的损失，又利于造纸企业应用，成为研究的课题。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种浆料造纸钛白粉的制备方法，制得的产品为浆料形式，无粉尘损失和污染，颜填料损失小，制备过程中无废水和其他废物排放，节能环保，有利于造纸行业和钛白粉行业的节能降耗和降低生产成本。
本发明所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)将钛白粉与填料加入到双螺旋搅拌滚筒中混匀，按照每罐浓度200-300g/L投入到加入去离子水的润湿罐中，用分散剂和氨水调节pH至8-9，搅拌均匀后，测定pH，如果不在8-9，采用氨水或稀醋酸进行微调，调节pH至8-9，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨；压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入调节剂调整物料浓度为600-800g/L，搅拌均匀，得浆料造纸钛白粉，进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌。
所述的钛白粉为金红石型钛白粉。所述的金红石型钛白粉为金红石型钛白粉粗品(未进行包膜处理，金红石含量大于98.0％以上)或者经过硅铝包膜处理的金红石型钛白粉，优选经过硅铝包膜处理的金红石型钛白粉。
所述的填料为高岭土、滑石粉或碳酸钙中的两种或三种的混合物。
当填料为高岭土和滑石粉时，高岭土与滑石粉的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5。
当填料为高岭土和碳酸钙时，高岭土与碳酸钙的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5。
当填料为碳酸钙和滑石粉时，碳酸钙与滑石粉的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5。
当填料为滑石粉、高岭土和碳酸钙三者的混合物时，滑石粉、高岭土与碳酸钙的质量比为1：1：1、1：1：2或1：2：2。
所述的钛白粉与填料的质量比为1：1、1：2或1：3。
所述的调节剂为去离子水、杀菌剂和分散剂。
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水90-95％，杀菌剂2-5％，分散剂3-5％。
所述的杀菌剂为六氯二甲基砜或异噻唑啉酮。
所述的分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。步骤(1)中采用的分散剂与调节剂配方中的分散剂均为乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠，所述的分散剂为聚丙烯酸钠。
所述的浆料造纸钛白粉的质量要求为：
密度：1.8-2.5kg/L；
固体含量：60.0-70.0％；
325目筛余物：不大于0.02％；
pH：8.0-9.0；
粘度：500-1000cP；
氯含量：不高于0.1ppm；
还原性物质：以二氧化硫计，不高于3ppm。
所述的制备方法采用的设备要求全部采用不锈钢设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备得到的为浆料型产品，使用过程中无粉尘损失和污染，颜填料损失小。
(2)本发明所述制备方法，制备过程中无废水和其他废物排放，节能环保，有利于造纸行业和钛白粉行业的节能降耗和降低生产成本，符合世界目前通用的碳足迹减排和绿色环保发展。
附图说明
图1是本发明浆料造纸钛白粉的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)金红石型钛白粉粗品500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后，投入到加入7.5L去离子水的润湿罐中，开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)，边搅拌边用聚丙烯酸钠分散剂和氨水调节pH至8.5，搅拌30min后，测定pH值为8.6，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降1小时后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨，压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入2.5L调节剂，调整物料浓度为600g/L，搅拌30min(搅拌转速要求30转/min)，得浆料造纸钛白粉，然后进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。
所述的填料为滑石粉、高岭土和碳酸钙的混合物，滑石粉、高岭土与碳酸钙的质量比为1：2：2。
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水90％，杀菌剂5％，分散剂5％。
其中，杀菌剂为六氯二甲基砜；分散剂为聚丙烯酸钠。
实施例2：
(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合40min后，投入到加入5.5L去离子水的润湿罐中，开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)，边搅拌边用乙二醇分散剂和氨水调节pH至8.6，搅拌30min后，测定pH值为8.3，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降1.5小时后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨，压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入2.0L调节剂，调整物料浓度为750g/L，搅拌30min(搅拌转速要求40转/min)，得浆料造纸钛白粉，然后进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)。
所述的填料为高岭土和碳酸钙的混合物，高岭土与碳酸钙的质量比为1：0.5；
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水95％，杀菌剂2％，分散剂3％。
其中，杀菌剂为异噻唑啉酮；分散剂为乙二醇。
实施例3
(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1000g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后，投入到加入5.0L去离子水的润湿罐中，开启搅拌(搅拌转速要求60转/min)，边搅拌边用聚乙二醇分散剂和氨水调节PH至9，搅拌30min后，测定pH值为8.7，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降2小时后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨，压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入2.0L调节剂，调整物料浓度为750g/L，搅拌30min(搅拌转速要求60转/min)，得浆料造纸钛白粉，然后进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。
所述的填料为高岭土和滑石粉的混合物，高岭土与滑石粉的质量比为1：1。
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水93％，杀菌剂3％，分散剂4％。
其中，杀菌剂为六氯二甲基砜；分散剂为聚乙二醇。
实施例4
(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料500g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合40min后，投入到加入4.5L去离子水的润湿罐中，开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)，边搅拌边用聚丙烯酸钠分散剂和氨水调节pH至8.6，搅拌30min后，测定pH值为7.8，在搅拌状态下，缓慢滴加氨水，一边滴加，一边测定pH，使pH大于8.0，停止滴加氨水，继续搅拌10min，测定pH为8.1，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降1.5小时后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨，压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入2.0L调节剂，调整物料浓度为750g/L，搅拌30min(搅拌转速要求40转/min)，得浆料造纸钛白粉，然后进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求30转/min)。
所述的填料为高岭土和碳酸钙的混合物，高岭土与碳酸钙的质量比为1：1.5；
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水92％，杀菌剂3％，分散剂5％。
其中，杀菌剂为异噻唑啉酮；分散剂为乙二醇。
实施例5
(1)将硅铝包膜处理的金红石型钛白粉500g、填料1500g加入到双螺旋搅拌滚筒进行充分混合30min后，投入到加入7.0L去离子水的润湿罐中，开启搅拌(搅拌转速要求60转/min)，边搅拌边用六偏磷酸钠分散剂和氨水调节PH至9，搅拌30min后，测定pH值为9.3，在搅拌状态下，缓慢滴加稀醋酸，一边滴加，一边测定pH，使pH小于9.0，停止滴加稀醋酸，继续搅拌10min，测定pH为8.8，得浆料；
(2)将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降2小时后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨，压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入2.0L调节剂，调整物料浓度为750g/L，搅拌30min(搅拌转速要求60转/min)，得浆料造纸钛白粉，然后进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌(搅拌转速要求20转/min)。
所述的填料为高岭土和滑石粉的混合物，高岭土与滑石粉的质量比为1：1。
所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：去离子水94％，杀菌剂2％，分散剂4％。
其中，杀菌剂为六氯二甲基砜；分散剂为六偏磷酸钠。
分别对实施例1-5制备得到的浆料造纸钛白粉进行质量检测，检测结果见表1。
表1检测结果

Claims (8)

1.一种浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将钛白粉与填料加入到双螺旋搅拌滚筒中混匀，按照每罐浓度200-300g/L投入到加入去离子水的润湿罐中，用分散剂和氨水调节pH至8-9，搅拌均匀后，测定pH，如果不在8-9，采用氨水或稀醋酸进行微调，调节pH至8-9，得浆料；
（2）将浆料加入到砂磨机砂磨后进入沉降罐，沉降后，将上部悬浮液进行板框压滤，下部沉降的粗颗粒返回砂磨机进一步砂磨；压滤获得的滤饼进入打浆罐，加入调节剂调整物料浓度为600-800g/L，搅拌均匀，得浆料造纸钛白粉，进入成品储罐，成品储罐要求始终开启搅拌；
所述的填料为高岭土、滑石粉或碳酸钙中的两种或三种的混合物；
当填料为高岭土和滑石粉时，高岭土与滑石粉的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5；
当填料为高岭土和碳酸钙时，高岭土与碳酸钙的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5；
当填料为碳酸钙和滑石粉时，碳酸钙与滑石粉的质量比为1：1、1：0.5或1：1.5；
当填料为滑石粉、高岭土和碳酸钙三者的混合物时，滑石粉、高岭土与碳酸钙的质量比为1：1：1、1：1：2或1：2：2；
所述的钛白粉与填料的质量比为1：1、1：2或1：3。
2.根据权利要求1所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的钛白粉为金红石型钛白粉。
3.根据权利要求1所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的调节剂为去离子水、杀菌剂和分散剂。
4.根据权利要求3所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的调节剂由如下质量百分数的原料混合而成：
去离子水90-95%，杀菌剂2-5%，分散剂3-5%。
5.根据权利要求3或4所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的杀菌剂为六氯二甲基砜或异噻唑啉酮。
6.根据权利要求1或3所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。
7.根据权利要求6所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的分散剂为聚丙烯酸钠。
8.根据权利要求1所述的浆料造纸钛白粉的制备方法，其特征在于：所述的浆料造纸钛白粉的质量要求为：
密度：1.8-2.5kg/L；
固体含量：60.0-70.0%；
325目筛余物：不大于0.02%；
pH：8.0-9.0；
粘度：500-1000cP；
氯含量：不高于0.1ppm；
还原性物质：以二氧化硫计，不高于3ppm。
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