CN106544926B - 一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法。本发明的碳酸钙包覆纤维组合填料，其碳酸钙的包覆量为纸浆纤维重量的20％‑40％。本发明的碳酸钙包覆纤维组合填料在手抄纸机上与添加相同量轻钙重量的纸浆纤维抄片相比，在保证抄片强度变化不大的情况下，其灰分提高2％‑4％，减少了填料的流失，减轻对环境的污染，进一步节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工造纸领域，尤其涉及一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法。
背景技术
众所周知，为了提高纸张的产量，减少纸浆用量，降低生产成本，同时提高纸张的平滑度、光洁度，改善纸张不透明度和印刷适性等性能，要在纸浆中加入大量填料。传统的添加方法为在纸浆中加入大量助留剂然后加入碳酸钙等填料，由于填料粉体与木浆纤维的结合力弱，虽加入助留剂，但当填充量增加时，会造成纸张强度降低，印刷时出现掉粉拉毛现象。虽然超细粉体填料能提高纸张平滑度、光洁度，但实际应用中，粒径越小，流失越严重；另外，纸浆由长纤维和细小纤维构成，纸浆细小纤维是造纸纤维原料的重要组成部分，不但会影响到纸机的运行过程，比如留着、滤水、白水回收系统、助剂效用、干燥速度等，还会影响纸张的多种性能，传统的加填方法并不能显著提高细小纤维的留着。因此解决超细填料与木浆纤维的结合力，提高细小纤维的留着率已成为造纸行业研究的重点。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题而提出一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法，能够克服传统填料超细化后留着率降低，高填充量后容易出现掉粉现象的缺陷，另外提高细小纤维的留着率，提高原料的利用率。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将已脱除木素和半纤维素的1％-2％浓度的纸浆与1％-3％浓度的高分子交联助留剂混合搅拌10-30分钟；
步骤二，将浓度10％-20％的氢氧化钙乳液加入到所述步骤一中混合好的纸浆中，混合搅拌10-30分钟；
其中，所述步骤一和步骤二的反应温度为10℃-30℃，所述步骤二中通入CO2含量为20％-35％的气体进行碳化，碳化至pH为6.5-7.5，得到碳酸钙包覆的纤维组合填料。
为了进一步优化上述技术方案，本发明的技术措施进一步包括：
上述高分子交联助留剂为阳离子淀粉类交联助留剂或聚丙烯酰胺类交联助留剂。
上述碳化中的气体流量为100L/h-200L/h。
另一方面，本发明提供一种根据上述方法制备的纤维组合填料。
优选地，上述制备的纤维组合填料的碳酸钙的包覆量为纸浆纤维重量的20％-40％。
优选地，上述制备的纤维组合填料的碳酸钙的包覆量为纸浆纤维重量的32％-38％。
本发明与现有技术相比较，通过沉淀反应将填料包覆于纸浆纤维表面，同时在高分子交联助留剂作用下，增加填料和纸纤维间的结合力，使填充量大大增加，在高填充量的情况下也不会产生掉粉现象，并提高纸张强度，不但降低了生产成本，且提高了纸品的质量。
另外，本发明通过对纸浆纤维表面处理，使脱除了木素和半纤维素的纤维留下较多的孔隙，再将处理过的纤维与适量浓度的高分子交联助留剂混合，然后搅拌均匀。往混合液中通入含有二氧化碳的混合气体，在一定温度下进行碳化反应，使碳酸钙在纤维内部及表面异相成核，同时与高分子交联助留剂作用，致密的包覆在纤维上。该法使碳酸钙与纤维间产生较强的结合力，避免填料超细化和高填充量后产生的留着降低问题，避免了细小纤维的流失，减轻造纸白水对环境的污染，节约了生产成本。
具体实施方式
本发明提供了一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将已脱除木素和半纤维素的1％-2％浓度的纸浆与1％-3％浓度的高分子交联助留剂混合搅拌10-30分钟；
步骤二，将浓度10％-20％的氢氧化钙乳液加入到所述步骤一中混合好的纸浆中，混合搅拌10-30分钟；
其中，所述步骤一和步骤二的反应温度为10℃-30℃，所述步骤二中通入CO2含量为20％-35％的气体进行碳化，碳化至pH为6.5-7.5，得到碳酸钙包覆的纤维组合填料。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
将脱除了木素和半纤维素的1％浓度的纤维木浆20升，加入到反应釜中，加入1％的糊化好的阳离子淀粉200毫升，搅拌混合30分钟，然后往反应釜中添加精制的氢氧化钙乳液0.35升，浓度18.5％，混合搅拌30分钟，混合物的质量分数为1.3％，控制反应温度15℃，通入CO2含量为30％的窑气进行碳化，气体流量为150L/h，搅拌转速800rpm，碳化至pH为6.6生成纳米碳酸钙包覆的木浆纤维填料组合物。过滤木浆纤维填料组合物得到的滤液澄清，碳酸钙完全包覆到了纤维上面，其碳酸钙的包覆量为木浆纤维重量的32％。碳酸钙包覆纤维组合填料在手抄纸机上与添加相同量轻钙重量的纸浆纤维抄片相比，在保证抄片强度变化不大的情况下，其灰分可以提高3％。
实施例2
将脱除了木素和半纤维素的1％浓度的纤维木浆20升，加入到反应釜中，加入1％的阳离子聚丙烯酰胺200毫升，搅拌混合30分钟，然后往反应釜中添加精制的氢氧化钙乳液0.45升，浓度18.5％，混合搅拌30分钟，混合物的质量分数为1.4％，控制反应温度15℃，通入CO2含量为30％的窑气进行碳化，气体流量为150L/h，搅拌转速800rpm，碳化至pH为6.6生成纳米碳酸钙包覆的木浆纤维填料组合物。过滤木浆纤维填料组合物得到的滤液澄清，碳酸钙完全包覆到了纤维上面，其碳酸钙的包覆量为木浆纤维重量的38％。碳酸钙包覆纤维组合填料在手抄纸机上与添加相同量轻钙重量的纸浆纤维抄片相比，在保证抄片强度变化不大的情况下，其灰分可以提高4％。
上述实施例中，采用《制浆造纸分析与检测》(石淑兰、何福望主编，中国轻工业出版社，2010.8.1)中规定的方法进行抄片及灰分的检测。
本发明与现有技术相比较，通过沉淀反应将填料包覆于纸浆纤维表面，同时在高分子交联助留剂作用下，增加填料和纸纤维间的结合力，使填充量大大增加，在高填充量的情况下也不会产生掉粉现象，并提高纸张强度，不但降低了生产成本，且提高了纸品的质量；另外，本发明通过对纸浆纤维表面处理，使脱除了木素和半纤维素的纤维留下较多的孔隙，再将处理过的纤维与适量浓度的高分子交联助留剂混合，然后搅拌均匀。往混合液中通入含有二氧化碳的混合气体，在一定温度下进行碳化反应，使碳酸钙在纤维内部及表面异相成核，同时与高分子交联助留剂作用，致密的包覆在纤维上。本发明的方法使碳酸钙与纤维间产生较强的结合力，避免填料超细化和高填充量后产生的留着降低问题，避免了细小纤维的流失，减轻造纸白水对环境的污染，节约了生产成本。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (4)
1.一种碳酸钙包覆的纤维组合填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将已脱除木素和半纤维素的1％浓度的纸浆与1％浓度的高分子交联助留剂混合搅拌30分钟；
步骤二，将浓度18.5％的氢氧化钙乳液加入到所述步骤一中混合好的纸浆中，混合搅拌30分钟；
其中，所述步骤一和步骤二的反应温度为15℃，所述步骤二中通入CO2含量为30％的气体进行碳化，碳化至pH为6.6，得到碳酸钙包覆的纤维组合填料；所述高分子交联助留剂为阳离子淀粉类交联助留剂或聚丙烯酰胺类交联助留剂；碳化中的气体流量为150L/h。
2.一种根据权利要求1所述方法制备的纤维组合填料。
3.根据权利要求2所述的纤维组合填料，其特征在于，碳酸钙的包覆量为纸浆纤维重量的20％-40％。
4.根据权利要求2所述的纤维组合填料，其特征在于，碳酸钙的包覆量为纸浆纤维重量的32％-38％。
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