專利名稱：一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，特別涉及用于紙張抄造加填過程的復(fù)合瓷土 填料的復(fù)合方法。
背景技術(shù)：
瓷土又叫高嶺土，是一種常用的造紙白色填料和顏料，目前高嶺土在整 個造紙工業(yè)顏料市場中消費(fèi)量仍最大，但主要在涂敷及紙板紙用填料市場， 書寫文化用紙生產(chǎn)中一般不用，其它的主要填料還有碳酸鈣和滑石粉，它們 都是造紙過程的主要加填礦物質(zhì)。加填的目的主要有增加不透明度和白度， 改善成紙印刷性能，降低生產(chǎn)成本等作用，是抄紙過程重要的步驟?，F(xiàn)在紙廠都是直接在漿料中加入瓷土填料，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。 一般瓷土填料的單程留著率為15%左右，白水多次回用后留著率也只達(dá)50%左右， 一般加入昂 貴的助留劑幫助留著，留著率也只達(dá)70 90% (依紙種及工藝不同)，不但 成本增大，填料也不能加入太多。主要原因瓷土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(qiáng)度，降 低了紙質(zhì)量。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(fù)合瓷 土填料的復(fù)合方法。該復(fù)合瓷土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(qiáng)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(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法， 包括如下步驟-(1)將瓷土分散成質(zhì)量濃度5 40%的分散懸浮液，與質(zhì)量濃度為l 20%的高分子物質(zhì)的水溶液混合均勻后得中間產(chǎn)物；或?qū)⒋赏僚c高分子物質(zhì)混合，加水混合成質(zhì)量濃度16 40%的混合物，加熱至85 95°C，保溫30 分鐘得中間產(chǎn)物；所述瓷土與高分子物質(zhì)的質(zhì)量比為1 : 1 50 : 1。 (2)將上述中間產(chǎn)物直接干燥，得到粉狀復(fù)合瓷土填料?；蛘邔⑸鲜鲋虚g產(chǎn)物與脂肪酸混合，脂肪酸與高分子物質(zhì)的質(zhì)量比為1 :3 1 : 20，調(diào)節(jié)PH至10，在85 95"攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混 合液；將上述均勻混合液與酸性電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液均 勻混合液的體積比為3 : 1 1 : 1，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層 物質(zhì)即是復(fù)合瓷土填料。為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述高分子物質(zhì)為親水性高分子物質(zhì)，包括淀 粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇、瓜爾豆膠或殼聚糖等。所述酸性電解質(zhì)溶液包括鹽酸、硫酸、氯化氨或硫酸氨等酸性電解質(zhì)溶液。所述脂肪酸為直鏈C12 C18的脂肪酸。所述脂肪酸為硬脂酸、棕櫚酸 或油酸。所述攪拌轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明復(fù)合得到的復(fù)合瓷土填料可直接替代現(xiàn)有常規(guī)填料，可減少助留 劑用量，用漂白木漿(打漿度45SR)抄造80GSM手抄片，加入上述復(fù)合瓷 土填料，紙張抗張強(qiáng)度增加10 100%，填料留著率提高30%以內(nèi)。本發(fā)明原理如下瓷土是一種礦物質(zhì)顆粒，表面無電性，與纖維基本沒 有相互作用。將瓷土進(jìn)行表面處理，包覆一層親水性高分子物質(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(jìn)一步結(jié)合，增加紙張抗張強(qiáng)度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明在瓷土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(qiáng)度(紙張抗張強(qiáng)度增加15 150%)， 進(jìn)一步節(jié)約纖維用量。瓷土是礦物質(zhì)，與纖維間不存在結(jié)合力；通過在瓷土 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)；而瓷土包 含在高分子物質(zhì)內(nèi)部，實現(xiàn)瓷土填料的留著。具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不 限于此。實施例l一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土 (填料級，100%顆粒小于10微米，白度無要求，白度低時用于 紙板；白度高時用于薄紙。下同)分散成質(zhì)量濃度為5%的分散懸浮液，與 充分溶解糊化的質(zhì)量濃度為20%的淀粉水溶液混合均勻后得中間產(chǎn)物；所述 瓷土與淀粉的質(zhì)量比為1 : 1。將棕櫚酸(直鏈C12的脂肪酸)加入上述中間 產(chǎn)物中(脂肪酸與淀粉的質(zhì)量比為1 : 20)，調(diào)節(jié)PH至10，在85'C再保溫 20分鐘，整個過程不斷攪拌，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電 解質(zhì)溶液鹽酸混合；鹽酸均勻混合液的體積比1:1，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(fù)合瓷土 填料，得到的復(fù)合瓷土填料為肉眼可見顆粒狀。在80克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)度增加100%，填料留 著率增加30%。實施例2一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質(zhì)量濃度為40%的分散懸浮液，與充分溶解糊化的質(zhì)量濃 度為1%的淀粉水溶液混合均勻后，得到中間產(chǎn)物，所述瓷土與氧化淀粉的 質(zhì)量比為50: 1;上述中間產(chǎn)物噴霧干燥后得粉狀復(fù)合填料即復(fù)合瓷土填 料。在80克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙 張抗張強(qiáng)度增加10 15%。實施例3一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土和氧化淀粉混合，加水混合成質(zhì)量濃度40%的混合物，所述瓷土 與氧化淀粉的質(zhì)量比為1 : 20，上述混合物加溫至9(TC，保溫30分鐘，使混 合物充分糊化并攪拌均勻，得中間產(chǎn)物，噴霧干燥中間產(chǎn)物得粉狀復(fù)合填料即復(fù)合瓷土填料。在80克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合 瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)度增加20%。實施例4一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質(zhì)量 濃度為20%的陽離子淀粉水溶液中混合均勻后得中間產(chǎn)物；所述瓷土與陽離子淀粉的質(zhì)量比為5 : 1;上述中間產(chǎn)物與硬脂酸(直鏈C18的脂肪酸)混合，硬脂酸對陽離子淀粉的質(zhì)量比例為5% (即硬脂酸與陽離子淀粉的質(zhì)量 比為1 :20)，混合后PH調(diào)節(jié)為10， 95i:下保溫20分鐘，并攪拌混合均勻 后，整個過程不斷攪拌，得到均勻混合液；將上述均勻混合液倒入酸性電解 質(zhì)溶液硫酸銨中，所述酸性溶液均勻混合液體積比為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(fù)合瓷土填料，得到的復(fù)合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在80克重 的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)度增 加30%。實施例5一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質(zhì)量濃度為20%的原淀粉水溶液中混合均勻后得中間產(chǎn)物；所述瓷土與原淀粉的 質(zhì)量比為3 : 1;上述中間產(chǎn)物中加入油酸(直鏈C16的脂肪酸)，脂肪酸對 原淀粉的質(zhì)量比例為即1 : 3，混合后PH調(diào)節(jié)為10, 9(TC下攪拌并保溫20 分鐘，得到均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質(zhì)溶液氯化銨中， 所述酸性溶液均勻混合液體積比為2:1，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(fù)合瓷土 填料，得到的復(fù)合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在90克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)度增加35%。實施例6一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質(zhì)量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質(zhì)量 濃度為20%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得中間產(chǎn)物，所述瓷土與PVA的 質(zhì)量比為5 : 1;中間產(chǎn)物中加入硬脂酸(直鏈C18的脂肪酸)，硬脂酸對 PVA (聚乙烯醇)的質(zhì)量比例為20% (即硬脂酸與PVA的質(zhì)量比為1 : 5)，混合后PH調(diào)節(jié)為10, 9(TC下保溫20分鐘，并攪拌混合均勻后，整個 過程不斷攪拌，得到均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質(zhì)溶液氯 化銨中，所述酸性溶液均勻混合液體積比為1 : 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(fù)合瓷土填料，得到的復(fù)合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在80克重的紙中，加 入15% (質(zhì)量百分比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)度增加30%。實施例7一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，包括如下步驟將瓷土和瓜爾豆膠混合，加水混合成質(zhì)量濃度16%的混合物，所述瓷土 與瓜爾豆膠的質(zhì)量比為20 : 1，上述混合物加溫至90°C ，保溫30分鐘，使混 合物充分糊化并攪拌均勻，得中間產(chǎn)物；中間產(chǎn)物中加入硬脂酸(直鏈C18 的脂肪酸)，硬脂酸對瓜爾豆膠的質(zhì)量比例為20% (即硬脂酸與瓜爾豆膠的 質(zhì)量比為1:5),混合后PH調(diào)節(jié)為10， 9(TC下攪拌并保溫20分鐘，得到 均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質(zhì)溶液氯化銨中，所述酸性溶 液均勻混合液體積比為1 : 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(fù)合瓷土填料，得到 的復(fù)合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在90克重的紙中，加入15% (質(zhì)量百分 比)的本發(fā)明復(fù)合瓷土填料，紙張抗張強(qiáng)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(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于包括如下步驟(1)將瓷土分散成質(zhì)量濃度5～40％的分散懸浮液，與質(zhì)量濃度為1～20％的高分子物質(zhì)的水溶液混合均勻后得中間產(chǎn)物；或?qū)⒋赏僚c高分子物質(zhì)混合，加水混合成質(zhì)量濃度16～40％的混合物，加熱至85～95℃，保溫30分鐘得中間產(chǎn)物；所述瓷土與高分子物質(zhì)的質(zhì)量比為1∶1～50∶1；(2)將上述中間產(chǎn)物直接干燥，得到復(fù)合瓷土填料；或者將上述中間產(chǎn)物與脂肪酸混合，脂肪酸與高分子物質(zhì)的質(zhì)量比為1∶3～1∶20，調(diào)節(jié)PH至10，在85～95℃攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電解質(zhì)溶液混合，所述酸性電解質(zhì)溶液∶均勻混合液的體積比為3∶1～1∶1，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層物質(zhì)即是復(fù)合瓷土填料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于 所述高分子物質(zhì)為親水性高分子物質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于-所述高分子物質(zhì)為淀粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇、瓜爾豆膠或殼聚
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于-所述酸性電解質(zhì)溶液為鹽酸、硫酸、氯化氨或硫酸氨。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于-所述脂肪酸為直鏈C12 C18的脂肪酸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于 所述脂肪酸為硬脂酸、棕櫚酸或油酸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，其特征在于所述攪拌 轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合瓷土填料的復(fù)合方法，該方法是將瓷土分散成分散懸浮液，與高分子物質(zhì)的水溶液混合均勻后得中間產(chǎn)物；或?qū)⒋赏僚c高分子物質(zhì)混合，加水混合后加熱至85～95℃，保溫30分鐘得中間產(chǎn)物；將上述中間產(chǎn)物直接干燥，得到復(fù)合瓷土填料；或者將上述中間產(chǎn)物與脂肪酸混合，調(diào)節(jié)pH至10，在85～95℃攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電解質(zhì)溶液混合，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層物質(zhì)即是復(fù)合瓷土填料；本發(fā)明可提高瓷土與纖維的親水性，增加瓷土用量，顯著提高紙強(qiáng)度。本發(fā)明還可提高填料留著率，增加成紙白度，減少廢水處理負(fù)荷，進(jìn)一步節(jié)約纖維用量。
文檔編號D21H17/00GK101328322SQ200810029400
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者崔益智, 李向華, 許杰林, 阮久行, 陳曉明, 顏進(jìn)華 申請人:顏進(jìn)華