[发明专利]一种复合特种填料的复合方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，特别涉及用于纸张抄造加填过程的特种填料的复合方法。

背景技术

造纸用填料一般为白色矿物颜料，由于这些颜料特有的形态学特征，有很高的光散射能力和吸收性，用作纸张填料可改善纸张适印性、提高不透明度、增加平滑度、提高白度和节约纤维。常用的造纸填料有滑石粉、碳酸钙和瓷土。特种填料是白度非常高、粒度很细、加填效果很好、价格很昂贵的一类填料，包括煅烧高岭土、二氧化硅、二氧化钛和一些聚合物类填料，由于价格昂贵，加入的量都很少，一般用在低定量的纸种(如新闻纸、卷烟纸和电话本纸)中，这些产品对白度、不透明度和透印的要求很严格。

现在纸厂都是直接在浆料中加入填料，由于填料是矿物质，与纤维间缺少结合力，需加入助留剂，以尽量减少填料的流失。一般填料在长网纸机的单程留着率为15％左右，白水多次回用后留着率也只达40％左右，大量的填料随水流走，不但浪费原料，也增加水处理负荷。同时填料与纤维之间没有结合力，不能加填太多，否则成纸后容易产生掉粉掉毛现象，减弱了纸强度，降低了纸质量。特种填料由于昂贵和低用量，更需要增加留着率。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种复合特种填料的复合方法。该复合特种填料可增加填料与纤维间的亲合力，增加填料留着率，提高纸张抗张强度，增加填料用量。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种复合特种填料的复合方法，包括如下步骤：

(1)将特种填料分散成质量浓度为1～30％的分散悬浮液，与质量浓度为1～20％的高分子水溶液混合均匀后，得到混合物，所述特种填料与高分子水溶液的质量比例为20∶1～1∶5；

(2)将步骤(1)得到的混合物与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶混合物的体积比为1∶1～10∶1；搅拌均匀；

或者在步骤(1)得到的混合物中加入脂肪酸，并混合均匀得到溶液，所述脂肪酸∶高分子物质的重量比为5∶100～30∶100，然后上述溶液再与酸性电解质溶液混合，所述酸性电解质溶液∶溶液体积比为1∶1～10∶1，搅拌均匀；

然后将上述搅拌均匀后的液体静置后，除去上层清液，下层白层物质即是复合特种填料。

所述特种填料包括煅烧高岭土、二氧化硅或二氧化钛。

为了更好地实现本发明，所述高分子水溶液为亲水性高分子水溶液，包括淀粉、氧化淀粉、阳离子淀粉、聚乙烯醇或壳聚糖等水溶液。

所述酸性电解质溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、氯化氨、硫酸氨或硝酸氨等电解质溶液。

所述脂肪酸为C₆～C₂₀长链酸，如己酸、棕榈油、硬脂酸、花生酸等。

所述搅拌的时间为30分钟，转速为200转/分钟。

所述复合特种填料可直接替代现有填料，可减少助留剂用量，用漂白木浆(打浆度45SR)抄造60GSM手抄片，加入上述复合特种填料，纸张抗张强度增加100％，填料留着率提高50％。

本发明原理如下：特种填料是一种矿物质颗粒，表面无电性，与纤维基本没有相互作用。将特种填料进行表面处理，包覆一层亲水性高水子物质，增加与纤维间的亲合力，提高填料留着率。同时在干燥过程中，包覆的高分子物质层还可在相互间或与纤维间进一步结合，增加纸张抗张强度。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

本发明在特种填料表面包覆亲水性高分子物质，提高与纤维的亲水性，提高填料留着率，增加成纸白度和抗张强度(纸张抗张强度增加10～200％)，进一步节约纤维用量。特种填料是矿物质，与纤维间不存在结合力；通过在特种填料表面包覆一层亲水性高分子物质后，高分子物质上拥有大量的羟基，在水中可与纤维上的大量羟基产生大量的氢键，同时在干燥失水后，氢键结合更加坚实，使纤维与高分子物质相互结合在一起，形成一张网络结构；而特种填料包含在高分子物质内部，实现特种填料的留着。本发明复合特种填料可直接替代相应特种填料，可减少助留剂用量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)将特种填料(二氧化钛)分散成质量浓度为1％的分散悬浮液，与充分溶解的质量浓度为1％的高分子水溶液(淀粉水溶液)混合均匀后，特种填料与淀粉水溶液的质量比为20∶1，得到混合物。