CN113371723A - 一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)向硅酸钠溶液中加入双氧水，静置，除去沉淀；(2)向反应釜中加入一定量的水，然后加入经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，至pH值为10～11，加热至50～60℃；(3)再向反应釜中加入酸化剂和经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，加入过程中保持pH值在10～11；(4)硅酸钠溶液加入完毕后，继续加入酸化剂，调节pH值至4～5，反应得到所述的二氧化硅粉体。与现有技术相比，采用本发明方法制备的二氧化硅粉体具有高白度、高比表面积的特点，改善涂布纸张的平滑度和光泽度、且不易返黄。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法。
背景技术
白炭黑，分子式SiO2·nH2O，具有良好的活性和吸附率，不溶于水及酸(氢氟酸除外)，受高温不分解，用于造纸涂料时，具有良好的分散性和流变性，可改善涂布纸张的表面强度。现有用于造纸涂料的高品质白炭黑一般采用气相法白炭黑。与气相法白炭黑相比，沉淀法白炭黑则存在白度低、易返黄、平滑度差的问题。
发明内容
基于现有涂布纸张用沉淀法白炭黑的不足，本发明的目的在于提供一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)向硅酸钠溶液中加入双氧水，静置，除去沉淀；
(2)向反应釜中加入一定量的水，然后加入经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，至pH值为10～11，加热至50～60℃；
(3)再向反应釜中加入酸化剂和经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，加入过程中保持pH值在10～11；
(4)硅酸钠溶液加入完毕后，继续加入酸化剂，调节pH值至4～5，反应得到所述的二氧化硅粉体。
优选地，步骤(1)中，去除沉淀后，调节硅酸钠溶液浓度至20～25wt％。
优选地，步骤(2)中，水的体积为反应釜容积的1/6～1/7。
优选地，步骤(3)中，所述酸化剂为浓度为98wt％的硫酸。
优选地，步骤(3)中，反应液的体积达到反应釜容积的2/3～3/4后，停止加入硅酸钠溶液。
优选地，步骤(4)中，反应时间为0.1～1小时。
优选地，步骤(4)中，反应完成后，经过过滤、洗涤、打浆、干燥、粉碎，得到所述的二氧化硅粉体。
更优选地，采用气流粉碎机进行粉碎。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)向硅酸钠溶液中加入双氧水，静置，除去沉淀；
(2)向反应釜中加入一定量的水，然后加入经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，至pH值为10～11，加热至50～60℃；
(3)再向反应釜中加入酸化剂和经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，加入过程中保持pH值在10～11；
(4)硅酸钠溶液加入完毕后，继续加入酸化剂，调节pH值至4～5，反应得到所述的二氧化硅粉体。
加入双氧水的目的是将硅酸钠原料中的二价铁氧化为三价铁，从而以氢氧化铁的形式沉降，除去二氧化硅中易导致返黄的铁元素。
本发明采取浓度极稀的硅酸钠溶液作为反应底液，底液中硅酸钠浓度足够的低使得在反应开始阶段可获得非聚集态的一次粒子，再配合反应温度、pH值的调控，以获得高白度、高比表面积的二氧化硅粒子。
在本发明，采用气流粉碎可获得粒度更小、分布更窄的二氧化硅粉末，从而保证涂布纸张具有更好平滑度和光泽度，且与其粉碎方式相比对白度的影响更小。
实施例1
一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法，包括如下步骤：
(1)向浓度为33wt％的硅酸钠溶液中加入足够过量的双氧水，使硅酸钠原料中的杂质Fe2+转化为Fe(OH)3，静置，过滤除去Fe(OH)3沉淀，硅酸钠溶液稀释至20wt％，备用。
(2)向反应釜中加水，用普通工业用水即可，加至反应釜容积的1/6，然后在搅拌(200～300转/分)下加入经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，调节至pH值为10～11，加热至50～60℃。
(3)达到温度后，继续向反应釜中加入浓硫酸(98wt％)和经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，加入过程中保持pH值在10～11，反应液体积达到反应釜容积的2/3后停止加硅酸钠溶液。
(4)硅酸钠溶液加入完毕后，继续加入浓硫酸(98wt％)，调节pH值至4～5，反应10分钟后，冷却。
(5)后处理：浆料经压滤、洗涤、打浆、喷干、气流粉碎，得到所述的二氧化硅粉体。粉体的白度≥99％，SiO2含量≥90％，比表面积250～300m2/g，中位直径≤15微米。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种涂布纸张专用高白度二氧化硅粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)向硅酸钠溶液中加入双氧水，静置，除去沉淀；
(2)向反应釜中加入一定量的水，然后加入经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，至pH值为10～11，加热至50～60℃；
(3)再向反应釜中加入酸化剂和经步骤(1)处理的硅酸钠溶液，加入过程中保持pH值在10～11；
(4)硅酸钠溶液加入完毕后，继续加入酸化剂，调节pH值至4～5，反应得到所述的二氧化硅粉体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，去除沉淀后，调节硅酸钠溶液浓度至20～25wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，水的体积为反应釜容积的1/6～1/7。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述酸化剂为浓度为98wt％的硫酸。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，反应液的体积达到反应釜容积的2/3～3/4后，停止加入硅酸钠溶液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，反应时间为0.1～1小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，反应完成后，经过过滤、洗涤、打浆、干燥、粉碎，得到所述的二氧化硅粉体。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用气流粉碎机进行粉碎。
9.依据权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的二氧化硅粉体。
10.根据权利要求8所述的二氧化硅粉体，其特征在于：所述的二氧化硅粉体的白度≥99％，SiO2含量≥90％，比表面积250～300m2/g，中位直径≤15微米。
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