專利名稱：一種造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液及其制備方法，具體涉及ー種造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液及其制備方法。
背景技術(shù)：
由熱電廠產(chǎn)生的粉煤灰作為固體廢棄物資源十分豐富，從粉煤灰加工提煉而成的新型活性硅酸鹽作為造紙?zhí)盍希粌H可以綜合利用固體廢棄物資源，降低環(huán)境污染，而且還可達(dá)到節(jié)約纖維原料，降低生產(chǎn)成本的目的，為我國造紙エ業(yè)的可持續(xù)低碳發(fā)展開辟新的途徑。因此對(duì)它的開發(fā)和應(yīng)用方面的研究日益引人注目，尤其是開發(fā)高附加值高效率的產(chǎn)
品已經(jīng)成為近年研究的熱點(diǎn)。另ー方面，造紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展關(guān)系密切的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)。在造紙生產(chǎn)中，造紙?zhí)盍峡刹糠执婕垵{纖維用于造紙過程，其應(yīng)用通?？山档驮旒?jiān)铣杀?，改善漿料濾水性能，提高紙張的各種性能，并可降低造紙能耗，具有十分廣闊的應(yīng)用前。粉煤灰應(yīng)用于造紙的相關(guān)研究進(jìn)展主要有以粉煤灰為原料生產(chǎn)吸附材料用于造紙廢水的處理，名稱“一種粉煤灰沸石的改性及用于造紙廢水處理的方法”(專利號(hào)為200810016999. 3)。主要集中在改性硅灰石用于造紙、利用粉煤灰纖維造紙等方面，如改性硅灰石用于造紙方面的專利名稱“一種造紙用改性硅灰石礦物復(fù)合纖維及用其造紙的方法，，(專利號(hào)為ZL03117141. 9);利用粉煤灰纖維造紙方面的中國專利，專利名稱和專利號(hào)分別為“ー種粉煤灰纖維紙漿及其為原料的造紙方法”(專利號(hào)為ZL200410018433. 6)，“ー種粉煤灰礦纖紙漿的制備方法”(專利號(hào)為200910192323. 4)和“一種運(yùn)用力學(xué)理論的粉煤灰纖維造紙技術(shù)”(專利號(hào)為201010141677. 9);粉煤灰脫硅處理方面的專利有，名稱為“ー種粉煤灰的管道加停留罐脫硅方法”(專利號(hào)為200910013291. 7)，名稱為“ー種利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法”(專利號(hào)為200810112620. 9)，名稱為“ー種粉煤灰或爐渣預(yù)脫硅的方法”(專利號(hào)為200810115359. 8)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液及其制備方法，該方法エ藝簡單，易操作，改性后的填料表面由陽離子淀粉包覆，具陽離子性，カロ填效果好。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的制備方法如下I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為0. 1%-10%的懸浮液，然后將懸浮液置于20°C _100°C的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為10:1-100:1將陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后攪拌并在20°C -100°C下恒溫加熱10-120min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。
所述的陽離子淀粉的取代度為0. 01-0. 03。所述的攪拌速度為IOO-IOOOr mirf1。按本發(fā)明的制備方法制成的造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液，懸濁液中的改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣呈多孔性蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面由陽離子淀粉包覆，具陽離子性。本發(fā)明首次以粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣為原料，控制一定的反應(yīng)條件，用陽離子淀粉作為改性劑對(duì)其進(jìn)行改性，制得的粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣的懸濁液中的改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣呈多孔性蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面由陽離子淀粉包覆，具有陽離子性。本發(fā)明賦予エ業(yè)廢棄物以功能化利用，降低環(huán)境污染，節(jié)約原木耗費(fèi)，改性簡單快速，降低生產(chǎn)成本。改性后的填料表面由 陽離子淀粉包覆，具陽離子性，加填效果與未改性之前相比有較大的提高。本發(fā)明采用常規(guī)的方法將改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣用于造紙濕部加填，利用國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本發(fā)明所制備的紙張進(jìn)行檢測。與未改性之前相比，能夠較大幅度的提高填料的加填量和紙張的物理強(qiáng)度主要表現(xiàn)在所得到的紙張的灰分、耐折度、抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、不透明度以及留著率明顯增加，且白度基本不變。
具體實(shí)施例方式按本發(fā)明制備方法制成的造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液中的改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣呈多孔性蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面由陽離子淀粉包覆，具陽離子性。以下實(shí)施例所采用的粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，包括如下元素A1:0. 42%，Mg:0. 2%, S:2. 18%, 0:53. 4%, Si :17. 47%, Ca:26. 33%。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的制備方法進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說明。實(shí)施例I :I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為2%的懸浮液，然后將懸浮液置于70°C的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為60:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后以350r rniiT1攪拌速度在90°C下恒溫加熱30min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。在造紙過程中，加入本發(fā)明制備的填料，蒸發(fā)過程散失的水分需要補(bǔ)充使最終的質(zhì)量濃度為0. 1%-10%。采用實(shí)施例I制得的改性填料，進(jìn)行紙張加填實(shí)驗(yàn)，并與未改性的填料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。使用的漿料為闊葉木漂白槳板，打漿度為30° SR，經(jīng)過纖維疏解機(jī)中疏解2000r，在疏解后的漿料中加入填料30% (相對(duì)于絕干漿)，攪拌均勻后稀釋至漿濃0. 05%，在實(shí)驗(yàn)室小型抄片器抄造手抄片后烘干。手抄片定量為60g/m2，加填量均為30%。測定紙性前在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室平衡水分24小吋。分別進(jìn)行抗張強(qiáng)度、耐破度、耐折度、不透明度、白度測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未改性之前相比，紙張的灰分增加了 11. 9%，耐折度增幅達(dá)88. 9%，抗張指數(shù)増加了 7%，撕裂指數(shù)増加了 I. 3%,白度基本不變，不透明度増加了 I. 9%，留著率増加了 12. 3%。實(shí)施例2 I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為0. 1%的懸浮液，然后將懸浮液置于50°C的恒溫水浴中；
2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為10:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后以500r ^mirT1攪拌速度在50°C下恒溫加熱IOOmin后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。實(shí)施例3 I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為5%的懸浮液，然后將懸浮液置于20°C的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為30:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后以800r ^mirT1攪拌速度在20°C下恒溫加熱120min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。實(shí)施例4 I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為0. 8%的懸浮液，然后將懸·浮液置于60°C的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為80:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后以IOOr HiirT1攪拌速度在80°C下恒溫加熱90min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。實(shí)施例5:I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為7%的懸浮液，然后將懸浮液置于80°C的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為100:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后以600r rniiT1攪拌速度在80°C下恒溫加熱60min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。實(shí)施例6 I)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為10%的懸浮液，然后將懸浮液置于100°c的恒溫水浴中；2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為50:1將取代度為0. 01-0. 03的陽離子淀粉添加到懸池液中，然后以IOOOr mirT1攪拌速度在100°C下恒溫加熱IOmin后
冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。
權(quán)利要求
1.一種造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液的制備方法，其特征在于 1)將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣溶于蒸餾水中配成質(zhì)量濃度為0.1%-10%的懸浮液，然后將懸浮液置于20°c -100°c的恒溫水浴中； 2)按粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣與陽離子淀粉的質(zhì)量比為10:1-100:1將陽離子淀粉添加到懸濁液中，然后攪拌并在20°C -100°C下恒溫加熱10-120min后冷卻到室溫，即得造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液的制備方法，其特征在于所述的陽離子淀粉的取代度為0. 01-0. 03。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液的制備方法，其特征在于所述的攪拌速度為IOO-IOOOr HiirT1。
4.一種如權(quán)利要求I所述制備方法制成的造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液，其特征在于懸濁液中的改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣呈多孔性蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面由陽離子淀粉包覆，具陽離子性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種造紙濕部加填用改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液及其制備方法，該改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣懸濁液中的改性粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣表面由陽離子淀粉包覆，具有陽離子性，且表面呈多孔性蜂窩狀結(jié)構(gòu)，且其懸濁液是將粉煤灰聯(lián)產(chǎn)硅酸鈣制成溶液，在加熱條件下將陽離子淀粉加入得到的。本發(fā)明賦予工業(yè)廢棄物以功能化利用，降低環(huán)境污染，節(jié)約原木耗費(fèi)，改性簡單快速，降低生產(chǎn)成本。改性后的填料表面由陽離子淀粉包覆，具陽離子性，加填效果與未改性之前相比有較大的提高。
文檔編號(hào)D21H17/69GK102953291SQ201210493089
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者張美云, 吳盼, 宋順喜, 孫俊民, 張戰(zhàn)軍 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)