一種特種紙專用復合填料的制備方法
【專利摘要】一種特種紙專用復合填料的制備方法，它包括以下步驟：a、將分散劑和水按重量百分比0.02?0.5：100混合，制成分散液；b、在上述分散液中加入原料粉，所述原料粉為鋁硅鹽和/或鎂鹽，并使其分散均勻，得到復合填料懸浮液；c、向復合填料懸浮液中加入研磨珠進行研磨，同時添加一定重量份的助磨劑，研磨出復合填料成品，所述復合填料成品中粒徑小于2微米的顆粒占總體積的65?75%，所述復合填料成品呈漿料狀，本發明的方法操作簡單可控、產品性能穩定性好，具有磨耗低，留著率高、遮蓋率高等特點；本發明制備的復合填料成品可以全部或部分代替鈦白粉，提升了紙張的不透明度以及涂料的遮蓋率，降低了造紙成本。
【專利說明】
-種特種紙專用復合填料的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于制漿造紙技術領域，特別設及一種特種紙專用復合填料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 工業用Ti02,俗稱鐵白粉，或鐵白，因為其良好的白度、消色力和遮蓋力被普遍認 為是目前世界上性能最佳的白色顏料，被廣泛應用于涂料、塑料、造紙、橡膠、化妝品等行 業;其中，涂料工業、造紙工業是鐵白粉的兩個最大消費行業。由于鐵白粉價格較高，下游企 業為了降低成本，一直在尋找其替代品或部分替代品。近期的大環境刺激之下，涂料行業中 替代品的研究將大大加速。首先，環保方面對涂料行業提出了更高要求。無論排放標準還是 消費稅，都意味著更多的投入，利潤空間受到壓迫在所難免。其次，鐵白粉行情見漲，各大上 游生產企業近期紛紛提價，成本投入壓力直接攀升。
[0003] 無機復合改性鐵白粉主要采用鐵白粉包覆非金屬礦物基體復合的方式，廉價的非 金屬礦物:碳酸巧、高嶺±和石英等的使用，不僅能保證鐵白粉原有的表面性質，而且能減 少Ti02使用量，節約資源與能源，降低了鐵白的價格，是很有希望取代鐵白粉的一種性價比 良好的復合材料。
[0004] 鐵白粉是性能最佳的白色顏料，但是制備鐵白的過程中，消耗大量優質鐵資源和 能源，而且我國本±企業全部采用硫酸法生產，環境污染嚴重，近年來，鐵白粉價格居高不 下，用無機復合改性鐵白粉代替鐵白粉必將成為一種趨勢;然而，雖然理論上許多白色顏料 和填料都可W和Ti02復合制備復合鐵白粉，但是實際工業生產中投入使用的只是Ti02-化C03復合改性鐵白粉、Ti02-高嶺±復合改性鐵白粉、Ti02-石英復合改性鐵白粉等少數幾 種，全國制備無機復合改性鐵白粉的廠家只有為數不多的幾家，所W，無機復合改性鐵白粉 作為一種良好的鐵白代用品具有廣闊的市場潛力。無機復合改性鐵白粉開發的試驗方法有 W下S種： (1)、物理法 物理法是由俄羅斯高效工藝材料研究院(原蘇聯國家建委建材中屯、)開發的一項技術。 W無機內核材料外包鐵白的方法生產包核鐵白；生產中采用離屯、振動磨等相關設備和工 藝，使內核與鐵白之間產生分子間力和靜電引力等，從而相互吸附成為包核鐵白。但是由于 生產過程中鐵白與內核之間的結合力較弱，鐵白容易從內核表面脫落，使得復合鐵白性能 不穩定，難W被市場和用戶接受。
[0005] (2)化學法 化學法是制備二氧化鐵包膜復合材料的傳統方法。它的原理是:將鐵鹽水解生成的水 合二氧化鐵沉淀包覆在非金屬礦物基體表面，然后通過賠燒使二氧化鐵晶體化，形成表面 具有晶體二氧化鐵層的復合顏料。在運方面，國內外都有大量學者進行研究，并取得了一定 的成果。但是運一方法也存在一定的問題，結合來說主要包括：（a)礦物表面通過水解形成 的水合二氧化鐵沉淀物晶形轉化比較困難，不能產生一種晶體，通常產生混晶型產物；（b) 水解過程受鐵鹽濃度和基體材料固含量的影響，Ti02包覆量比較難控制；（C)鐵鹽價格較 貴，導致生產成本增加；（d)鐵鹽水解和去除鐵離子等雜質的工序產生大量酸性廢水，污染 環境，而且治理污水成本也較高。
[0006] (3)化學物理綜合法 化學物理綜合法包核就是利用化學法和物理法包覆原理，通過工藝和配方的調整，巧 妙地將化學法和物理法有機地結合起來，達到單純用物理法或化學法無法達到的目的，而 機械力化學法就是其中最重要的一種。機械力化學法生產復合鐵白具有生產效率高、工藝 流程短、節約原材料和能源、無環境污染等優點，而且體系中基體與Ti02之間除了靜電吸附 和分子引力，還有化學鍵相連，結合力強，材料在使用時Ti02與包核基體之間不易脫離，從 而提升了其顏料性能，可大比例取代鐵白粉加 W使用，由于使用了Ti02,制作成本相對較 局。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是提供一種特種紙專用復合填料的制備方法，提高了復合填料成品 的穩定性，制備成本低，有利于環境保護。
[0008] 本發明解決其技術問題所采取的技術方案是:一種特種紙專用復合填料的制備方 法，它包括W下步驟： a、 將分散劑和水按重量百分比0.02-0.5:100混合，制成分散液； b、 在上述分散液中加入原料粉，所述原料粉為侶娃鹽和/或儀鹽，所述分散劑占原料粉 的重量百分比為0.02-0.25%，并使其分散均勻，得到復合填料懸浮液； C、向復合填料懸浮液中加入研磨珠進行研磨，所述研磨珠與原料粉的重量份比為2.0-4.4，優選為2.0-2.5;同時添加一定重量份的助磨劑，研磨出復合填料成品，所述復合填料 成品中粒徑小于2微米的顆粒占總體積的65-75%。
[0009] 作為選擇，所述的研磨珠為陶瓷珠或娃酸錯珠或氧化錯珠，其粒徑規格為0.1-3. Omm中的一種規格或兩種W上規格組合，粒徑間隔大小為0.1mm。
[0010] 作為選擇，原料粉中侶娃鹽和儀鹽的重量比為1.5-2.5,平均粒徑為2.00-2.71微 米。
[0011] 作為選擇，步驟C中助磨劑占原料粉的重量百分比為0.1-1.5%，優選為0.3-0.45%。
[0012] 作為選擇，步驟b中復合填料懸浮液的濃度為35-56%;優選為30-60%， 作為選擇，步驟C中復合填料成品的濃度為30-60%，優選為40-56%。
[0013] 作為選擇，所述的助磨劑為乙醇胺、二乙醇胺和=乙醇胺中的一種或兩種W上的 混合物。
[0014] 作為選擇，所述的分散劑為娃酸鹽類或堿金屬憐酸鹽類或娃酸鹽類和堿金屬憐酸 鹽類的混合物。
[0015] 作為選擇，所述的分散劑為油酸鋼，簇酸鹽、硫酸醋鹽和橫酸鹽其中的一種或兩 種W上的混合物。
[0016] 本發明的有益效果是： (1)本發明的方法操作簡單可控、產品性能穩定性好，具有磨耗低，留著率高、遮蓋率高 等特點；本發明制備的復合填料成品可W全部或部分代替鐵白粉，提升了紙張的不透明度 W及涂料的遮蓋率，適合用作薄頁紙、裝飾紙、壁紙等特種紙，并大幅度降低造紙成本。
[0017] (2)本發明將原料粉采用濕法粉碎、復合處理得到的復合填料成品，其漿料的固含 量提高到50%W上，復合填料漿料隨著固含量提高、粒度的細化，復合填料遮蓋性能明顯地 增加。
[0018] (3)本發明采用濕法加工方式減少了加工場所的粉塵污染，有利于環境保護，節約 生產成本、運輸成本，增加產品的市場競爭力。
[0019] (4)通過本發明方法制備的復合填料成品具有非沉降性、非凝聚性和較好的流動 性，而易于累送和儲存;不具腐蝕性，無需專口的防腐設備處置，安全、無毒、無害。
【具體實施方式】
[0020] 1、實驗設備:實驗室研磨機、實驗室分散機、電子天平、秒表、粘度計等實驗工藝設 備。
[0021] 2、試驗樣品：原料粉:侶娃鹽、儀鹽;無機類分散劑:水玻璃、立聚憐酸鋼、六偏憐酸 鋼和焦憐酸鋼;有機類分散劑：油酸鋼，簇酸鹽、硫酸醋鹽和橫酸鹽;助磨劑：乙醇胺、二乙 醇胺和=乙醇胺;研磨珠:陶瓷珠、娃酸錯珠和氧化錯珠。
[0022] 3、下面通過具體實施例進一步說明發明的技術方案。
[0023] 實施例1 本發明的特種紙專用復合填料的制備方法包括： a、 稱取2.25g的分散劑如油酸鋼，加入700g的水，分散均勻，制成分散液待用； b、 在上述分散液中加入900g侶娃鹽，分散均勻，得到復合填料懸浮液； C、向復合填料懸浮液中加入研磨珠如陶瓷珠，進行研磨，同時添加4.05g助磨劑，如乙 醇胺，當復合填料成品中粒徑小于2微米的顆粒占總體積的70%時，停機出料，并得到復合填 料成品。
[0024] 檢測出料后復合填料漿料的相關指標 紙張加填實驗:按針葉漿750SR:闊葉漿350SR=40:60比例打漿，設計抄造定量45g/m2， 稱取適量的漿料，加入AKD攬拌2分鐘后，再加入復合填料或二氧化鐵，填料加入量為 35%( W絕干漿計)攬拌2分鐘，再加入25化pm助留劑CPM攬拌2分鐘后，取下在丹貝爾抄片器 抄片成形后，壓棒機壓棒，將濕紙頁附在瓦愣紙上直接檢測白度指標。
[0025] 紙張的各項物理指標見表1:
表1抄片紙樣白度指標(溫/濕度18°C/55%) 實驗結論:與鐵白粉100%加填紙樣相比，復合填料替代20%、30%鐵白粉后，紙樣白度均 稍降低;替代10%鐵白粉紙樣白度高于鐵白粉100%紙樣。
[00%] 實施例2、 本發明的特種紙專用復合填料的制備方法包括： a、 稱取0.1始的分散劑如S聚憐酸鋼，加入700g的水，分散均勻，制成分散液待用； b、 在上述分散液中加入900g侶娃鹽和儀鹽的混合物，分散均勻，得到復合填料懸浮液； C、向復合填料懸浮液中加入研磨珠如娃酸錯珠，進行研磨，同時添加2.7g的助磨劑如 二乙醇胺，當復合填料成品中粒徑小于2微米的顆粒占總體積的75%時，停機出料，并得到復 合填料成品。
[0027]檢測出料復合填料的各項指標。
[00巧]紙張加填實驗:按針葉漿750SR:闊葉漿350SR=40:60比例打漿，設計抄造定量45g/ m2， 稱取適量的漿料，加入AKD攬拌2分鐘后，再加入復合填料或二氧化鐵，填料加入量為 35%( W絕干漿計)攬拌2分鐘，再加入25化pm助留劑CPM攬拌2分鐘后，取下在丹貝爾抄片器 抄片成形后，壓棒機壓棒，自然風干后，檢測紙樣的定量、灰份、白度、不透明度等指標。
[0029] 紙化的么頂物扭拾標町,親2，
表2抄片物理指標(溫/濕度18°C/55%)---注：1.鐵白粉白度95.0%，75級復合填料樣品白度為90.0%。
[0030] 2.紙樣用我司抗水劑KS618產品進行浸膠。3.灰份為簡易灼燒方法檢測。
[0031] 實驗結論； 如表3，用75級復合填料樣品替代30%鐵白粉應用于裝飾原紙加填，成紙浸膠前、后的白 度、不透明度均與完全使用鐵白粉紙樣相當。
[00321
表3 75級復合填料相關指標 說明書所述技術特征外，均為本專業技術人員已知技術。
【主權項】
1. 一種特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟： a、 將分散劑和水按重量百分比0.02-0.5:100混合，制成分散液； b、 在上述分散液中加入原料粉，所述原料粉為鋁硅鹽和/或鎂鹽，所述分散 劑占原料粉的重量百分比為〇. 02-0.25%，并使其分散均勻，得到復合填料懸浮液； c、 向復合填料懸浮液中加入研磨珠進行研磨，所述研磨珠與原料粉的重量份比為2.0-4.4,同時添加一定重量份的助磨劑，研磨出復合填料成品，所述復合填料成品中粒徑小于2 微米的顆粒占總體積的65-75%。2. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:所述的研磨珠 為陶瓷珠或硅酸鋯珠或氧化鋯珠，其粒徑規格為0.1-3.0mm中的一種規格或兩種以上規格 組合，粒徑間隔大小為0.1mm。3. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:原料粉中鋁硅 鹽和鎂鹽的重量比為1.5-2.5，平均粒徑為2.00-2.71微米。4. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于：步驟c中助磨 劑占原料粉的重量百分比為〇. 1-1.5%。5. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于：步驟b中復合 填料懸浮液的濃度為35-56%。6. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于：步驟c中復合 填料成品的濃度為40-56%。7. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:所述的助磨劑 為乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一種或兩種以上的混合物。8. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:所述的分散劑 為硅酸鹽類或堿金屬磷酸鹽類或硅酸鹽類和堿金屬磷酸鹽類的混合物。9. 根據權利要求1所述的特種紙專用復合填料的制備方法，其特征在于:所述的分散劑 為油酸鈉、羧酸鹽、硫酸酯鹽和磺酸鹽其中的一種或兩種以上的混合物。
【文檔編號】D21H17/68GK105821703SQ201610181148
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】施曉旦, 王洪偉, 楊文博, 廖秀馳
【申請人】東升新材料（山東）有限公司