CN106835828A - 一种低粘度高分散型造纸滑石粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低粘度高分散型造纸滑石粉的制备方法，属于滑石粉制备的技术领域。本发明首先将萤石和锂皂石混合置于球磨罐中进行球磨得混合球磨粉末，将其与去离子水搅拌混合，并水浴加热得混合分散液，然后将壳聚糖与醋酸溶液搅拌混合得壳聚糖混合液，并将其与混合分散液搅拌混合，在超声下分散得改性分散液，将滑石粉与去离子水搅拌混合，水浴加热后收集滑石粉分散液，并与改性分散液搅拌混合，保温、静置陈化后过滤并收集滤液，用去离子水清洗、干燥、冷却后得干燥改性滑石粉，将其预热、升温并煅烧、冷却后将煅烧物做球磨处理即可得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

Description

一种低粘度高分散型造纸滑石粉的制备方法

技术领域

本发明公开了一种低粘度高分散型造纸滑石粉的制备方法，属于滑石粉制备的技术领域。

背景技术

纸及其纸制品是人们日常生活工作中不可或缺的消费品，近年来，由于数字印刷技术、办公自动化和个人计算机的发展，对用纸提出更新、更高的要求，纸的年需求量正以两位数的速度增长，在国民经济建设中起着十分重要的作用。我们平时所用的纸大都是利用植物纤维制造，木材是植物纤维的主要原料，因此为生产纸张需要大量砍伐树木，而我国是一个森林资源缺乏的国家，且在造纸过程中大量使用酸、碱、漂白粉等化工原料，废液回收处理和污染防治难度大，给环境带来严重污染，影响着人类生活和生态平衡。因而寻求新的非植物纤维替代品，有着十分重大的意义。我国具有较丰富的无机矿物资源，利用无机矿物替换部分植物纤维作为纸浆原料，不仅能降低生产成本，而且对保护我国森林资源具有重要意义。

目前各研究机构和生产企业为了提高纸品质量，普遍采用滑石粉作为填料和涂布料。滑石粉是一种由层状硅酸盐晶体组成的矿物，具有低硬度、高白度、亲油疏水、润滑以及层状结构等特性，在造纸工业中用于造纸填料，有助于提高填料留着率和改善纸张不透明度、平滑度和印刷适性等优点。但是，由于滑石粉具有疏水性的特点，容易在磨砂时造成粘度过高，不易分散，造成涂布时涂料的流动性较差，涂布不均，影响纸张的质量。另外滑石粉作为无机填料与有机高聚物分子之间在化学结构和物理形态上有着很大的差异，缺少亲和性，使之滑石粉与聚合物之间混合不均匀、粘合力弱，随着滑石粉填量的不断增加，导致出现纸张力学性能降低，填料留着率降低，还有纸张的掉毛掉粉等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对滑石粉粘度过高且不易分散，造成涂布不均匀，影响纸张的质量，导致纸张力学性能降低，掉毛掉粉的缺陷。本发明提供了一种通过将萤石分散至锂皂石凝胶液中，与滑石粉分散液复合并负载至滑石粉表面，随后煅烧经萤石氟化改性，降低滑石粉表面能，同时通过锂皂石负载至滑石粉表面，降低其疏水性能，提高滑石粉亲水性和分散性的方法。本发明首先将萤石和锂皂石混合置于球磨罐中进行球磨得混合球磨粉末，将其与去离子水搅拌混合，并水浴加热得混合分散液，然后将壳聚糖与醋酸溶液搅拌混合得壳聚糖混合液，并将其与混合分散液搅拌混合，在超声下分散得改性分散液，将滑石粉与去离子水搅拌混合，水浴加热后收集滑石粉分散液，并与改性分散液搅拌混合，保温、静置陈化后过滤并收集滤液，用去离子水清洗、干燥、冷却后得干燥改性滑石粉，将其预热、升温并煅烧、冷却后将煅烧物做球磨处理即可得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在45～50℃下水浴加热45～60min后，保温静置6～8h，制备得混合分散液；

（2）按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，制备得改性分散液；

（3）选取70～80目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在65～70℃下水浴加热25～30min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应2～3h后，静置陈化6～8h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在120～130℃下干燥6～8h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；

（4）将上述制备的干燥改性滑石粉置于100～110℃下预热15～20min，随后按10℃/min升温至580～600℃，保温煅烧3～5h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

本发明的应用方法是：按纸用滑石粉添加量25～30%，将本发明制备的低粘度高分散型造纸滑石粉添加至纸浆中，搅拌混合后抄纸并自然晾干，随后将纸张放入压光机内进行压光处理，控制压光温度为65～75℃，转速为25～35r/min，最后将纸放入自控温度电动上光机中进行干燥1～2min即可。经检测，本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉能显著提高纸张的光泽度，纸张的白度可达96～99%，抗张强度提高了23～28%，同时改善了纸张的光学性能、平滑度和印刷适应性。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉提高了滑石粉在水中的吸附性和分散性，增加滑石粉填料的强度和韧性，避免造纸过程中机械力对层状结构的破坏，提高滑石粉填料的留着率，提高纸张的白度、强度和印刷性能。

（2）本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉结构稳定，柔韧性好，用其制造的纸张表面光滑，柔软度、明显提高，同时可代替植物纤维作为造纸的原料，节约成本。

具体实施方式

按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在45～50℃下水浴加热45～60min后，保温静置6～8h，制备得混合分散液；按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，制备得改性分散液；选取70～80目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在65～70℃下水浴加热25～30min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应2～3h后，静置陈化6～8h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在120～130℃下干燥6～8h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；将上述制备的干燥改性滑石粉置于100～110℃下预热15～20min，随后按10℃/min升温至580～600℃，保温煅烧3～5h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

实例1

按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在45℃下水浴加热45min后，保温静置6h，制备得混合分散液；按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在200W下超声分散10min，制备得改性分散液；选取70目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在65℃下水浴加热25min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应2h后，静置陈化6h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在120℃下干燥6h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；将上述制备的干燥改性滑石粉置于100℃下预热15min，随后按10℃/min升温至580℃，保温煅烧3h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

按纸用滑石粉添加量25%，将本发明制备的低粘度高分散型造纸滑石粉添加至纸浆中，搅拌混合后抄纸并自然晾干，随后将纸张放入压光机内进行压光处理，控制压光温度为65℃，转速为25r/min，最后将纸放入自控温度电动上光机中进行干燥1min即可。经检测，本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉能显著提高纸张的光泽度，纸张的白度可达96%，抗张强度提高了23%，同时改善了纸张的光学性能、平滑度和印刷适应性。

实例2

按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在50℃下水浴加热60min后，保温静置8h，制备得混合分散液；按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在300W下超声分散15min，制备得改性分散液；选取80目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在70℃下水浴加热30min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应3h后，静置陈化8h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在130℃下干燥8h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；将上述制备的干燥改性滑石粉置于110℃下预热20min，随后按10℃/min升温至600℃，保温煅烧5h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

按纸用滑石粉添加量27%，将本发明制备的低粘度高分散型造纸滑石粉添加至纸浆中，搅拌混合后抄纸并自然晾干，随后将纸张放入压光机内进行压光处理，控制压光温度为75℃，转速为35r/min，最后将纸放入自控温度电动上光机中进行干燥2min即可。经检测，本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉能显著提高纸张的光泽度，纸张的白度可达99%，抗张强度提高了28%，同时改善了纸张的光学性能、平滑度和印刷适应性。

实例3

按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在375r/min下球磨4h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在47℃下水浴加热53min后，保温静置7h，制备得混合分散液；按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在250W下超声分散12min，制备得改性分散液；选取75目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在68℃下水浴加热27min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应3h后，静置陈化7h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在125℃下干燥7h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；将上述制备的干燥改性滑石粉置于105℃下预热17min，随后按10℃/min升温至590℃，保温煅烧4h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。

按纸用滑石粉添加量30%，将本发明制备的低粘度高分散型造纸滑石粉添加至纸浆中，搅拌混合后抄纸并自然晾干，随后将纸张放入压光机内进行压光处理，控制压光温度为70℃，转速为30r/min，最后将纸放入自控温度电动上光机中进行干燥2min即可。经检测，本发明所得的低粘度高分散型造纸滑石粉能显著提高纸张的光泽度，纸张的白度可达98%，抗张强度提高了26%，同时改善了纸张的光学性能、平滑度和印刷适应性。

Claims (1)

1.一种低粘度高分散型造纸滑石粉的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按质量比1:10，将萤石与锂皂石混合并置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h后，过200目筛得混合球磨粉末，随后按质量比1:10，将混合球磨粉末与去离子水搅拌混合，在45～50℃下水浴加热45～60min后，保温静置6～8h，制备得混合分散液；

（2）按质量比1:5，将壳聚糖与质量分数0.5%醋酸溶液搅拌混合，制备得壳聚糖混合液，随后按体积比1:8，将壳聚糖混合液与上述制备的混合分散液搅拌混合，在200～300W下超声分散10～15min，制备得改性分散液；

（3）选取70～80目滑石粉，按质量比1:10，将其与去离子水搅拌混合，在65～70℃下水浴加热25～30min后，收集得滑石粉分散液，随后按体积比1:5，将上述制备的改性分散液与滑石粉分散液搅拌混合，保温反应2～3h后，静置陈化6～8h，随后过滤并收集滤液，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性后，在120～130℃下干燥6～8h，静置冷却至室温，收集得干燥改性滑石粉；

（4）将上述制备的干燥改性滑石粉置于100～110℃下预热15～20min，随后按10℃/min升温至580～600℃，保温煅烧3～5h后，静置冷却至室温，收集煅烧粉料并置于球磨罐中，球磨过200目筛，即可制备得一种低粘度高分散型造纸滑石粉。