[发明专利]造纸用重质碳酸钙填料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及造纸原料的技术领域，公开了一种造纸用重质碳酸钙填料的制备方法及应用。该制备方法包括以下步骤：(1)将重质碳酸钙干粉与水混合，配制成重质碳酸钙悬浮液；(2)在步骤(1)得到的悬浮液中加入助磨剂后，进行研磨，得到浆液；(3)在步骤(2)得到的浆液中加入预糊化淀粉和环氧氯丙烷，混合均匀后研磨，得到造纸用重质碳酸钙填料。本发明中利用左旋环氧氯丙烷促进预糊化淀粉在重质碳酸钙表面形成三维交联网络结构，将制得的造纸用重质碳酸钙填料用于填充造纸后，可以与纤维素形成化学结合与物理缠绕，显著提高了填料留着率，同时改善了纸张的力学性能。

技术领域

本发明涉及造纸原料的技术领域，具体涉及一种造纸用重质碳酸钙填料的制备方法及应用。

背景技术

重质碳酸钙是无机化工产品中最重要的化工原料，广泛应用于造纸行业中的填料和涂料。随着中性或碱性施胶技术的扩大应用、高档涂布印刷纸消费的增长、高速现代纸机的出现及高质量纸张的要求，重质碳酸钙在造纸行业的应用比重得到了突飞猛进的提升。重质碳酸钙除了可以提高纸张的不透明度、增加纸张的吸墨性以及增强纸张的柔软性及光泽度外，还具有价格较低、易施胶、易染色等特点。

造纸填料普遍存在填料留着率低的问题，虽然可以采用添加助留剂的方法提高留着率，但效果并不明显。而且随着填料量的增大，纸张力学强度显著降低。专利CN104973614A公开了一种造纸涂布用重质碳酸钙浆料的制备方法，所述浆料碳酸钙的粒径：D90≤2.0μm，粘度：400-450cps，固含量：68-70wt％，pH值：8-9。与普通重质碳酸钙相比，该发明的重质碳酸钙浆料的磨砂值和吸油值均能得到明显降低，白度有所提高，但仍存在留着率低、影响纸张力学强度等缺陷。专利CN104448942A公开了一种造纸填充超细重质碳酸钙的制备方法，将直径小于1cm的碳酸钙粗料，送入磨粉机中，加入1-3％碳酸钠、1-3％十二烷基二甲基苄基氯化铵，在85-95℃下研磨至5-10μm后，加水配成固含量为70-80％的浆料，再加入1-5％改性剂，在研磨介质中研磨，获得制得粒径为0.1-1μm的改性超细碳酸钙粉。该方法制备的重质碳酸钙，在一定程度上改善了留着率的问题，但其与纸张纤维质的相容性较差，对纸张力学强度不利。专利106893364A公开了一种用于造纸的改性重质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：1)将直径小于2μm的重质碳酸钙加入到反应釜中，并将反应釜升温到80-90℃；2)向反应釜中加入水，配制成固含量为5-10％的悬浮液；3)开动搅拌器，反应釜中的悬浮液搅拌10-15min，搅拌速率为400-500r/分；4)悬浮液冷却，加入改性剂，静置30-50min；5)将悬浮液沉淀、脱水、烘干、筛分得到成品。该发明采用多元醇对碳酸钙进行表面改性处理，提高了碳酸钙与纤维的结合能力，但多元醇为水溶性物质，缺乏与碳酸钙反应的活性基团，很难包覆上去。

综上所述，目前重质碳酸钙作为造纸用填料，仍存在留着率低、影响纸张力学性能等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的重质碳酸钙作为造纸用填料时留着率低、影响纸张力学性能的问题，提供一种造纸用重质碳酸钙填料的制备方法及应用，该方法制得的重质碳酸钙填料可显著提高造纸填料的留着率，改善纸张的力学性能。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种造纸用重质碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将重质碳酸钙干粉与水混合，配制成重质碳酸钙悬浮液；

(2)在步骤(1)得到的悬浮液中加入助磨剂后，进行研磨，得到浆液；

(3)在步骤(2)得到的浆液中加入预糊化淀粉和环氧氯丙烷，混合均匀后研磨，得到造纸用重质碳酸钙填料。

优选地，步骤(3)中所述预糊化淀粉的颗粒大小为80-120目，20℃时浓度为2wt％的预糊化淀粉的水溶液粘度为1000-2500mpa.s。

优选地，步骤(3)中所述环氧氯丙烷为左旋环氧氯丙烷。