專利名稱：一種復合瓷土填料的復合方法
技術領域：
本發明屬于化學合成領域，特別涉及用于紙張抄造加填過程的復合瓷土 填料的復合方法。
背景技術：
瓷土又叫高嶺土，是一種常用的造紙白色填料和顏料，目前高嶺土在整 個造紙工業顏料市場中消費量仍最大，但主要在涂敷及紙板紙用填料市場， 書寫文化用紙生產中一般不用，其它的主要填料還有碳酸鈣和滑石粉，它們 都是造紙過程的主要加填礦物質。加填的目的主要有增加不透明度和白度， 改善成紙印刷性能，降低生產成本等作用，是抄紙過程重要的步驟。現在紙廠都是直接在漿料中加入瓷土填料，由于填料是礦物質，與纖維 間缺少結合力，需加入助留劑，以盡量減少填料的流失。 一般瓷土填料的單程留著率為15%左右，白水多次回用后留著率也只達50%左右， 一般加入昂 貴的助留劑幫助留著，留著率也只達70 90% (依紙種及工藝不同)，不但 成本增大，填料也不能加入太多。主要原因瓷土填料與纖維之間沒有結合 力，不能加填太多，否則成紙后容易產生掉粉掉毛現象，減弱了紙強度，降 低了紙質量。發明內容為了解決上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種復合瓷 土填料的復合方法。該復合瓷土填料可增加填料與纖維間的親合力，增加填 料留著率，提高紙張抗張強度，增加填料用量。本發明的目的通過下述技術方案實現 一種復合瓷土填料的復合方法， 包括如下步驟-(1)將瓷土分散成質量濃度5 40%的分散懸浮液，與質量濃度為l 20%的高分子物質的水溶液混合均勻后得中間產物；或將瓷土與高分子物質混合，加水混合成質量濃度16 40%的混合物，加熱至85 95°C，保溫30 分鐘得中間產物；所述瓷土與高分子物質的質量比為1 : 1 50 : 1。 (2)將上述中間產物直接干燥，得到粉狀復合瓷土填料。或者將上述中間產物與脂肪酸混合，脂肪酸與高分子物質的質量比為1 :3 1 : 20，調節PH至10，在85 95"攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混 合液；將上述均勻混合液與酸性電解質溶液混合，所述酸性電解質溶液均 勻混合液的體積比為3 : 1 1 : 1，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層 物質即是復合瓷土填料。為了更好地實現本發明，所述高分子物質為親水性高分子物質，包括淀 粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇、瓜爾豆膠或殼聚糖等。所述酸性電解質溶液包括鹽酸、硫酸、氯化氨或硫酸氨等酸性電解質溶液。所述脂肪酸為直鏈C12 C18的脂肪酸。所述脂肪酸為硬脂酸、棕櫚酸 或油酸。所述攪拌轉速為200轉/分鐘。本發明復合得到的復合瓷土填料可直接替代現有常規填料，可減少助留 劑用量，用漂白木漿(打漿度45SR)抄造80GSM手抄片，加入上述復合瓷 土填料，紙張抗張強度增加10 100%，填料留著率提高30%以內。本發明原理如下瓷土是一種礦物質顆粒，表面無電性，與纖維基本沒 有相互作用。將瓷土進行表面處理，包覆一層親水性高分子物質，增加與纖 維間的親合力，提高填料留著率。同時在干燥過程中，包覆的高分子物質層 還可在相互間或與纖維間進一步結合，增加紙張抗張強度。本發明與現有技術相比，具有如下的優點及有益效果本發明在瓷土表面包覆親水性高分子物質，提高與纖維的親水性，提高 填料留著率，增加成紙白度和抗張強度(紙張抗張強度增加15 150%)， 進一步節約纖維用量。瓷土是礦物質，與纖維間不存在結合力；通過在瓷土 表面包覆一層親水性高分子物質后，高分子物質上擁有大量的羥基，在水中 可與纖維上的大量羥基產生大量的氫鍵，同時在干燥失水后，氫鍵結合更加堅實，使纖維與高分子物質相互結合在一起，形成一張網絡結構；而瓷土包 含在高分子物質內部，實現瓷土填料的留著。具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不 限于此。實施例l一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土 (填料級，100%顆粒小于10微米，白度無要求，白度低時用于 紙板；白度高時用于薄紙。下同)分散成質量濃度為5%的分散懸浮液，與 充分溶解糊化的質量濃度為20%的淀粉水溶液混合均勻后得中間產物；所述 瓷土與淀粉的質量比為1 : 1。將棕櫚酸(直鏈C12的脂肪酸)加入上述中間 產物中(脂肪酸與淀粉的質量比為1 : 20)，調節PH至10，在85'C再保溫 20分鐘，整個過程不斷攪拌，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電 解質溶液鹽酸混合；鹽酸均勻混合液的體積比1:1，然后攪拌30分鐘， 轉速200轉/分鐘，靜置一夜后，除去上層清液，下層白層物質即是復合瓷土 填料，得到的復合瓷土填料為肉眼可見顆粒狀。在80克重的紙中，加入15% (質量百分比)的本發明復合瓷土填料，紙張抗張強度增加100%，填料留 著率增加30%。實施例2一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質量濃度為40%的分散懸浮液，與充分溶解糊化的質量濃 度為1%的淀粉水溶液混合均勻后，得到中間產物，所述瓷土與氧化淀粉的 質量比為50: 1;上述中間產物噴霧干燥后得粉狀復合填料即復合瓷土填 料。在80克重的紙中，加入15% (質量百分比)的本發明復合瓷土填料，紙 張抗張強度增加10 15%。實施例3一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土和氧化淀粉混合，加水混合成質量濃度40%的混合物，所述瓷土 與氧化淀粉的質量比為1 : 20，上述混合物加溫至9(TC，保溫30分鐘，使混 合物充分糊化并攪拌均勻，得中間產物，噴霧干燥中間產物得粉狀復合填料即復合瓷土填料。在80克重的紙中，加入15% (質量百分比)的本發明復合 瓷土填料，紙張抗張強度增加20%。實施例4一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質量 濃度為20%的陽離子淀粉水溶液中混合均勻后得中間產物；所述瓷土與陽離子淀粉的質量比為5 : 1;上述中間產物與硬脂酸(直鏈C18的脂肪酸)混合，硬脂酸對陽離子淀粉的質量比例為5% (即硬脂酸與陽離子淀粉的質量 比為1 :20)，混合后PH調節為10， 95i:下保溫20分鐘，并攪拌混合均勻 后，整個過程不斷攪拌，得到均勻混合液；將上述均勻混合液倒入酸性電解 質溶液硫酸銨中，所述酸性溶液均勻混合液體積比為3:1，邊倒邊攪拌 (攪拌30分鐘，轉速200轉/分鐘)，靜置一夜后，除去上層清液，下層白 層物質即是復合瓷土填料，得到的復合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在80克重 的紙中，加入15% (質量百分比)的本發明復合瓷土填料，紙張抗張強度增 加30%。實施例5一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質量濃度為20%的原淀粉水溶液中混合均勻后得中間產物；所述瓷土與原淀粉的 質量比為3 : 1;上述中間產物中加入油酸(直鏈C16的脂肪酸)，脂肪酸對 原淀粉的質量比例為即1 : 3，混合后PH調節為10, 9(TC下攪拌并保溫20 分鐘，得到均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質溶液氯化銨中， 所述酸性溶液均勻混合液體積比為2:1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉 速200轉/分鐘)，靜置一夜后，除去上層清液，下層白層物質即是復合瓷土 填料，得到的復合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在90克重的紙中，加入15% (質量百分比)的本發明復合瓷土填料，紙張抗張強度增加35%。實施例6一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土分散成質量濃度為30%的分散懸浮液，倒入充分溶解糊化的質量 濃度為20%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得中間產物，所述瓷土與PVA的 質量比為5 : 1;中間產物中加入硬脂酸(直鏈C18的脂肪酸)，硬脂酸對 PVA (聚乙烯醇)的質量比例為20% (即硬脂酸與PVA的質量比為1 : 5)，混合后PH調節為10, 9(TC下保溫20分鐘，并攪拌混合均勻后，整個 過程不斷攪拌，得到均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質溶液氯 化銨中，所述酸性溶液均勻混合液體積比為1 : 1，邊倒邊攪拌(攪拌30 分鐘，轉速200轉/分鐘)，靜置一夜后，除去上層清液，下層白層物質即是 復合瓷土填料，得到的復合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在80克重的紙中，加 入15% (質量百分比)的本發明復合瓷土填料，紙張抗張強度增加30%。實施例7一種復合瓷土填料的復合方法，包括如下步驟將瓷土和瓜爾豆膠混合，加水混合成質量濃度16%的混合物，所述瓷土 與瓜爾豆膠的質量比為20 : 1，上述混合物加溫至90°C ，保溫30分鐘，使混 合物充分糊化并攪拌均勻，得中間產物；中間產物中加入硬脂酸(直鏈C18 的脂肪酸)，硬脂酸對瓜爾豆膠的質量比例為20% (即硬脂酸與瓜爾豆膠的 質量比為1:5),混合后PH調節為10， 9(TC下攪拌并保溫20分鐘，得到 均勻混合液。將上述均勻混合液倒入酸性電解質溶液氯化銨中，所述酸性溶 液均勻混合液體積比為1 : 1，邊倒邊攪拌(攪拌30分鐘，轉速200轉/分 鐘)，靜置一夜后，除去上層清液，下層白層物質即是復合瓷土填料，得到 的復合瓷土填料肉眼可見顆粒狀。在90克重的紙中，加入15% (質量百分 比)的本發明復合瓷土填料，紙張抗張強度增加15%。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、 修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護 范圍之內。
權利要求
1、一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于包括如下步驟(1)將瓷土分散成質量濃度5～40％的分散懸浮液，與質量濃度為1～20％的高分子物質的水溶液混合均勻后得中間產物；或將瓷土與高分子物質混合，加水混合成質量濃度16～40％的混合物，加熱至85～95℃，保溫30分鐘得中間產物；所述瓷土與高分子物質的質量比為1∶1～50∶1；(2)將上述中間產物直接干燥，得到復合瓷土填料；或者將上述中間產物與脂肪酸混合，脂肪酸與高分子物質的質量比為1∶3～1∶20，調節PH至10，在85～95℃攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電解質溶液混合，所述酸性電解質溶液∶均勻混合液的體積比為3∶1～1∶1，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層物質即是復合瓷土填料。
2、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于 所述高分子物質為親水性高分子物質。
3、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于-所述高分子物質為淀粉、氧化淀粉、陽離子淀粉、聚乙烯醇、瓜爾豆膠或殼聚
4、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于-所述酸性電解質溶液為鹽酸、硫酸、氯化氨或硫酸氨。
5、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于-所述脂肪酸為直鏈C12 C18的脂肪酸。
6、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于 所述脂肪酸為硬脂酸、棕櫚酸或油酸。
7、 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于 根據權利要求1所述的一種復合瓷土填料的復合方法，其特征在于所述攪拌 轉速為200轉/分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種復合瓷土填料的復合方法，該方法是將瓷土分散成分散懸浮液，與高分子物質的水溶液混合均勻后得中間產物；或將瓷土與高分子物質混合，加水混合后加熱至85～95℃，保溫30分鐘得中間產物；將上述中間產物直接干燥，得到復合瓷土填料；或者將上述中間產物與脂肪酸混合，調節pH至10，在85～95℃攪拌并保溫20分鐘，得到均勻混合液；將上述均勻混合液與酸性電解質溶液混合，攪拌均勻，靜置后，除去上層清液，下層物質即是復合瓷土填料；本發明可提高瓷土與纖維的親水性，增加瓷土用量，顯著提高紙強度。本發明還可提高填料留著率，增加成紙白度，減少廢水處理負荷，進一步節約纖維用量。
文檔編號D21H17/00GK101328322SQ200810029400
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者崔益智, 李向華, 許杰林, 阮久行, 陳曉明, 顏進華 申請人:顏進華