專利名稱：一種復合特種填料的復合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學合成領(lǐng)域，特別涉及用于紙張抄造加填過程的特種填料的 復合方法。
背景技術(shù)：
造紙用填料一般為白色礦物顏料，由于這些顏料特有的形態(tài)學特征，有很 高的光散射能力和吸收性，用作紙張?zhí)盍峡筛纳萍垙堖m印性、提高不透明度、 增加平滑度、提高白度和節(jié)約纖維。常用的造紙?zhí)盍嫌谢?、碳酸鈣和瓷土。 特種填料是白度非常高、粒度很細、加填效果很好、價格很昂貴的一類填料， 包括煅燒高嶺土、 二氧化硅、二氧化鈦和一些聚合物類填料，由于價格昂貴， 加入的量都很少， 一般用在低定量的紙種(如新聞紙、巻煙紙和電話本紙)中， 這些產(chǎn)品對白度、不透明度和透印的要求很嚴格?，F(xiàn)在紙廠都是直接在漿料中加入填料，由于填料是礦物質(zhì)，與纖維間缺少 結(jié)合力，需加入助留劑，以盡量減少填料的流失。 一般填料在長網(wǎng)紙機的單程留著率為15%左右，白水多次回用后留著率也只達40%左右，大量的填料隨 水流走，不但浪費原料，也增加水處理負荷。同時填料與纖維之間沒有結(jié)合力， 不能加填太多，否則成紙后容易產(chǎn)生掉粉掉毛現(xiàn)象，減弱了紙強度，降低了紙 質(zhì)量。特種填料由于昂貴和低用量，更需要增加留著率。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種復合特種 填料的復合方法。該復合特種填料可增加填料與纖維間的親合力，增加填料留 著率，提高紙張抗張強度，增加填料用量。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) 一種復合特種填料的復合方法，包 括如下步驟(1) 將特種填料分散成質(zhì)量濃度為1 30%的分散懸浮液，與質(zhì)量濃度 為1 20%的高分子水溶液混合均勻后，得到混合物，所述特種填料與高分子 水溶液的質(zhì)量比例為20 : 1 1 : 5;(2) 將步驟(1)得到的混合物與酸性電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液混合物的體積比為1 : 1 10 : 1;攪拌均勻；或者在步驟(1)得到的混合物中加入脂肪酸，并混合均勻得到溶液，所 述脂肪酸高分子物質(zhì)的重量比為5 : 100 30 : 100，然后上述溶液再與酸性 電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液溶液體積比為1 : 1 10 : 1，攪拌均 勻；然后將上述攪拌均勻后的液體靜置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是 復合特種填料。所述特種填料包括煅燒高嶺土、 二氧化硅或二氧化鈦。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述高分子水溶液為親水性高分子水溶液，包括 淀粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇或殼聚糖等水溶液。所述酸性電解質(zhì)溶液包括鹽酸、硫酸、硝酸、氯化氨、硫酸氨或硝酸氨等 電解質(zhì)溶液。所述脂肪酸為c6 c2。長鏈酸，如已酸、棕櫚油、硬脂酸、花生酸等。 所述攪拌的時間為30分鐘，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。所述復合特種填料可直接替代現(xiàn)有填料，可減少助留劑用量，用漂白木漿 (打漿度45SR)抄造60GSM手抄片，加入上述復合特種填料，紙張抗張強 度增加100%，填料留著率提高50%。本發(fā)明原理如下特種填料是一種礦物質(zhì)顆粒，表面無電性，與纖維基本 沒有相互作用。將特種填料進行表面處理，包覆一層親水性高水子物質(zhì)，增加 與纖維間的親合力，提高填料留著率。同時在干燥過程中，包覆的高分子物質(zhì) 層還可在相互間或與纖維間進一步結(jié)合，增加紙張抗張強度。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及有益效果本發(fā)明在特種填料表面包覆親水性高分子物質(zhì)，提高與纖維的親水性，提高填料留著率，增加成紙白度和抗張強度(紙張抗張強度增加10 200%)， 進一步節(jié)約纖維用量。特種填料是礦物質(zhì)，與纖維間不存在結(jié)合力；通過在特 種填料表面包覆一層親水性高分子物質(zhì)后，高分子物質(zhì)上擁有大量的羥基，在 水中可與纖維上的大量羥基產(chǎn)生大量的氫鍵，同時在干燥失水后，氫鍵結(jié)合更加堅實，使纖維與高分子物質(zhì)相互結(jié)合在一起，形成一張網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而特種填 料包含在高分子物質(zhì)內(nèi)部，實現(xiàn)特種填料的留著。本發(fā)明復合特種填料可直接 替代相應特種填料，可減少助留劑用量。具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。實施例l(1) 將特種填料(二氧化鈦)分散成質(zhì)量濃度為1%的分散懸浮液，與 充分溶解的質(zhì)量濃度為1%的高分子水溶液(淀粉水溶液)混合均勻后，特種填料與淀粉水溶液的質(zhì)量比為20 : 1，得到混合物。(2) 將上述混合物與酸性電解質(zhì)溶液硫酸混合；酸性電解質(zhì)溶液硫酸混合物的體積比為5:1，然后攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，靜置一夜后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料，得到的復合特種填料為肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合特種 填料(二氧化鈦)，紙張白度增加30%，抗張強度增加10%。實施例2(1) 將特種填料(二氧化硅)分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，與 充分溶解的質(zhì)量濃度為10%的高分子水溶液(氧化淀粉水溶液)混合均勻后， 特種填料與氧化淀粉水溶液的質(zhì)量比為5 : 1，得到混合物。(2) 然后混合物與酸性電解質(zhì)溶液硝酸氨溶液混合，硝酸氨混合物體 積比為l : 1，攪拌均勻，然后靜置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復 合特種填料，得到的復合特種填料為肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加 入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合特種填料(二氧化硅)，紙張白度增加 20%，抗張強度增加25%，填料留著率增加20%。實施例3(1) 將特種填料(煅燒高嶺土)分散成質(zhì)量濃度為25%的分散懸浮液，倒入充分溶解的質(zhì)量濃度為25%的高分子水溶液(殼聚糖水溶液)，特種填料與殼聚糖水溶液的質(zhì)量比為1 : 5，混合均勻后，得到混合物。(2) 將上述混合物倒入酸性電解質(zhì)溶液氯化氨溶液中，所述氯化氨混 合物體積比為10: 1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)，靜置 一夜后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料填料，得到的復合特 種填料肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā) 明復合特種填料(煅燒高嶺土)，紙張白度增加10%，抗張強度增加150%。實施例4(1) 將特種填料(二氧化鈦)分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒 入充分溶解的質(zhì)量濃度為10%的高分子水溶液(陽離子淀粉水溶液)，特種 填料與陽離子淀粉水溶液的質(zhì)量比為20 : 1，混合均勻后，得到混合物。(2) 將上述混合物倒入酸性電解質(zhì)溶液硝酸中，所述硝酸混合物體積 比為3 : 1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)，靜置一夜后，除 去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料，得到的復合特種填料肉眼可見 顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合特種填料(二氧化鈦)，紙張白度增加30%，抗張強度增加15%。實施例5(1) 將特種填料(二氧化硅)分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒 入充分溶解的質(zhì)量濃度為10%的高分子水溶液(淀粉水溶液)，特種填料與 淀粉水溶液的質(zhì)量比為20 : 1，混合均勻后，得到混合物。(2) 在上述混合物中加入硬脂酸(Qs脂肪酸)，硬脂酸淀粉的重量比 為5:100，混合均勻后，混合物倒入酸性電解質(zhì)溶液鹽酸中，所述鹽酸混 合物體積比為3 : 1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)，靜置一 夜后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料，得到的復合特種填料 肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合 特種填料(二氧化硅)，紙張白度增加30%，抗張強度增加15%。實施例6(1) 將特種填料(二氧化鈦)分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒 入充分溶解的質(zhì)量濃度為10%的高分子水溶液(淀粉水溶液)，特種填料與 淀粉水溶液的質(zhì)量比為20 : 1，混合均勻后，得到混合物。(2) 將上述混合物加入棕櫚油(C,2脂肪酸)中，棕櫚油淀粉的重量比為30 : 100，混合均勻后，混合物倒入酸性電解質(zhì)溶液鹽酸中，鹽酸混合物 體積比為3 : 1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)，靜置一夜后， 除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料，得到的復合特種填料肉眼可 見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合特種填 料(二氧化鈦)，紙張白度增加30%，抗張強度增加15%。實施例7(1) 將特種填料(二氧化硅)分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，與 充分溶解的質(zhì)量濃度為10%的高分子水溶液(氧化淀粉水溶液)混合均勻后， 特種填料與氧化淀粉水溶液的質(zhì)量比為5 : 1，得到混合物。(2) 在步驟(1)得到的混合物中加入己酸(C6脂肪酸)，并混合均勻 得到溶液，己酸氧化淀粉的重量比為1 : 10，然后上述溶液再與酸性電解質(zhì) 溶液硫酸混合，硫酸溶液體積比為10 : 1，攪拌均勻；攪拌均勻后的液體靜 置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料，得到的復合特種填料 肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復合 特種填料(二氧化硅)，紙張白度增加30%，抗張強度增加15%。實施例8(1) 將特種填料(煅燒高嶺土)分散成質(zhì)量濃度為1%的分散懸浮液， 與充分溶解的質(zhì)量濃度為1%的高分子水溶液(淀粉水溶液)混合均勻后，特 種填料與淀粉水溶液的質(zhì)量比為20 : 1，得到混合物。(2) 在步驟(1)得到的混合物中加入花生酸(C2o脂肪酸)，并混合均 勻得到溶液，花生酸淀粉的重量比為2 10，然后上述溶液再與酸性電解質(zhì) 溶液硫酸氨混合，硫酸氨溶液體積比為1:1，攪拌均勻；攪拌均勻后的液 體靜置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料。得到的復合特種 填料肉眼可見顆粒狀。在60克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明 復合特種填料(煅燒高嶺土)，紙張白度增加30%，抗張強度增加15%。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種復合特種填料的復合方法，其特征在于包括如下步驟(1)將特種填料分散成質(zhì)量濃度為1～30％的分散懸浮液，與質(zhì)量濃度為1～25％的高分子水溶液混合均勻后，得到混合物，所述特種填料與高分子水溶液的質(zhì)量比例為20∶1～1∶5；(2)將步驟(1)得到的混合物與酸性電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液∶混合物的體積比為1∶1～10∶1；攪拌均勻；或者在步驟(1)得到的混合物中加入脂肪酸，并混合均勻得到溶液，所述脂肪酸∶高分子物質(zhì)的重量比為5∶100～30∶100，然后上述溶液再與酸性電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液∶溶液體積比為1∶1～10∶1，攪拌均勻；然后將上述攪拌均勻后的液體靜置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料；所述特種填料為煅燒高嶺土、二氧化硅或二氧化鈦。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所 述高分子水溶液為親水性高分子水溶液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所 述高分子水溶液為淀粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇或殼聚糖水溶液。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所 述酸性電解質(zhì)溶液包括鹽酸、硫酸、硝酸、氯化氨、硫酸氨或硝酸氨。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所 述脂肪酸為C6 C2Q長鏈酸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所 述脂肪酸為已酸、棕櫚油、硬脂酸或花生酸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合特種填料的復合方法，其特征在于所述攪拌的時間為30分鐘，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合特種填料的復合方法，該方法是將特種填料分散成質(zhì)量濃度為1～30％的分散懸浮液，與質(zhì)量濃度為1～25％的高分子水溶液混合均勻后，得到混合物，然后與酸性電解質(zhì)溶液攪拌均勻，或者在混合物中加入脂肪酸，并混合均勻得到溶液，然后上述溶液再與酸性電解質(zhì)溶液攪拌均勻；靜置后，除去上層清液，下層白層物質(zhì)即是復合特種填料。本發(fā)明可提高特種填料與纖維的親水性，增加特種填料用量，顯著提高紙強度。本發(fā)明還可提高填料留著，增加成紙白度，減少廢水處理負荷，進一步節(jié)約纖維用量。
文檔編號D21H17/68GK101260631SQ200810027520
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者顏進華 申請人:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院