一种具有增强作用的造纸用填料的制作方法

1.本发明涉及一种具有增强作用的造纸用填料，属于造纸技术领域。


背景技术：

2.目前造纸行业所用填料主要包括：gcc（重质碳酸钙）、pcc（轻质碳酸钙）、滑石粉、膨润土、二氧化钛等无机矿物质。
3.上述造纸填料在应用时，除了可赋予纸张一些特殊功能外（例如碳酸钙可降低成产成本，二氧化钛可提高纸张的不透明度等），均不可避免会产生以下问题：1、填料添加量增加，纸长灰份提高，纸张强度不可避免出现降低。2、造纸填料的使用，不可避免会降低系统的留着率，提高白水系统的浓度，增加水系统的负荷。3、造纸填料的应用，降低了纸张强度，给纸机的运转性产生一定的负面影响，断纸次数增加，运行效率降低。


技术实现要素：

4.本发明针对上述缺陷，发明一种具有增强作用的造纸用填料，则可解决上述填料应用的问题，从而增加填料的用量，降低造纸企业生产成本的同时，也有利于保护自然生态资源。
5.为此本发明采用的技术方案是：一种具有增强作用的造纸用填料，按照以下工艺步骤进行：将传统造纸用填料与瓜尔胶、淀粉、缩甲基纤维素原料充分混合均匀后，再按照制备造纸用瓜尔胶、造纸用淀粉、生产缩甲基纤维素的工艺进行生产，制得的具有增强作用的造纸用填料。
6.进一步的，所述传统造纸用填料生产工艺包括：gcc研磨工艺、pcc合成工艺；所述gcc研磨工艺：gcc研磨后，gcc粒径控制在c30~c99之间，gcc研磨后固含控制在10%~80%之间；所述pcc合成工艺：pcc合成后晶型可以是纺锤型，也可以是针状等多种结构中的一种，或是多种结构的混合型，pcc合成完成后，固含控制在10%~50%。
7.进一步的，gcc研磨后，gcc粒径控制在c40~c75之间，gcc研磨后固含控制在30%~50%之间。
8.进一步的，pcc合成完成后，固含控制在15%~30%之间。
9.进一步的，造纸填料冲泡工艺主要包括：滑石粉的冲泡工艺、钛白粉的冲泡工艺、膨润土的冲泡工艺及部分干粉gcc与干粉pcc的冲泡工艺。
10.进一步的，滑石粉冲泡后固含量控制在5%~50%之间，优选10%~30%之间。
11.进一步的，钛白粉冲泡后固含量量控制在1%~50%，优选10%~30%之间。
12.进一步的，膨润土冲泡后固含量控制在1%~30%之间，优选5%~15%。
13.本发明的优点是：本发明在传统造纸填料生产技术或是冲泡工艺条件下，制备完成造纸用填料后，以制备好的造纸用填料替代传统造纸用增强剂合成工艺中所需用的水，即将制备好的造纸用填料直接替代水，参予到增强剂的合成工艺中，以造纸用填料颗粒为
载体，在造纸用填料颗粒表面实现增强剂的合成。因为增强剂完全是以填料颗粒为核心，在填料表面进行的合成，从而实现了增强剂完全包裹住造纸填料，当该造纸用填料添加在纸页中时，其表面的增强剂与纤维充分结合，从而实现纸张加填与增强的双重功效。
具体实施方式
14.具有增强作用的造纸用填料主要技术路线：1、在传统造纸填料生产技术或是冲泡工艺条件下，制备完成造纸用填料后，以制备好的造纸用填料替代传统造纸用增强剂合成工艺中所需用的水，即将制备好的造纸用填料直接替代水，参予到增强剂的合成工艺中，以造纸用填料颗粒为载体，在造纸用填料颗粒表面实现增强剂的合成。因为增强剂完全是以填料颗粒为核心，在填料表面进行的合成，从而实现了增强剂完全包裹住造纸填料，当该造纸用填料添加在纸页中时，其表面的增强剂与纤维充分结合，从而实现纸张加填与增强的双重功效。
15.2、将传统造纸用填料与瓜尔胶、淀粉、缩甲基纤维素原料充分混合均匀后，再按照制备造纸用瓜尔胶、造纸用淀粉、生产缩甲基纤维素的工艺进行生产，制得的具有增强作用的造纸用填料。
16.所述传统造纸填料生产技术主要包括：gcc研磨工艺、pcc合成工艺。gcc研磨工艺，进一步阐述，gcc研磨后，gcc粒径控制在c30~c99之间，优选c40~c75，（c30是指2um以下的碳酸钙颗粒比例达到30%，c99是指2um以下的碳酸钙颗粒比例达到90%，以此类推）。gcc研磨后固含控制在10%~80%之间，优选30%~50%。pcc合成工艺进一步阐述，pcc合成后晶型可以是纺锤型，也可以是针状等多种结构中的一种，或是多种结构的混合型，pcc合成完成后，固含控制在10%~50%，优15%~30%。
17.所述造纸填料冲泡工艺主要包括：滑石粉的冲泡工艺、钛白粉的冲泡工艺、膨润土的冲泡工艺及部分干粉gcc与干粉pcc的冲泡工艺。 进一步阐述：滑石粉冲泡后固含量控制在5%~50%之间，优选10%~30%，钛白粉冲泡后固含量量控制在1%~50%，优选：10%~30%，膨润土冲泡后固含量控制在1%~30%之间，优选5%~15%。
18.所述传统造纸用增强剂，包括：阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂及非离子型增强剂。进一步阐述，增强剂，包括聚丙烯酰胺类增强剂、缩甲基纤维素类增强剂、瓜尔胶、壳聚糖、淀粉等具有纸张增强作用的增强剂。
19.实施例一：填料：采用重质碳酸钙（gcc）,粒径c60，固含40%。
20.具有增强作用的造纸用填料合成过程：采用二性增强剂合成步骤1、加入40%固含量的c60级碳酸钙悬浮液35份，丙烯酰胺：24份，丙烯酸：2份，丙烯酰氧乙基氯化铵：2份，丙烯酸二乙氨乙脂4份，充份搅拌均匀后，通入氮气，排除氧气后，开始升温至70度，添加引发剂过硫酸钾：0.5份，继续升温至95度，保温4h后，缓慢添加40%固含量的c60级碳酸钙悬浮液：32份，温度降低至40度后，调节ph至3.5后反应结束。
21.2、得到的具有增强作用的造纸用填料固含量大于50%，粘度大于2000cps3、制得的具有增强作用的造纸用填料性能测试结果如下：
通过对比，可以发现，使用新的具有增强作用的填料，替代传统的造纸填料gcc后，在相同用量情况下，纸张强度大幅的增加，并且在提升填料用量的情况下，强度的损失也远小于传统造纸用填料，灰份的留着率也有明显。
22.实施例二：填料：采用轻质碳酸钙（pcc），固含20%。
23.具有增强作用的造纸用填料合成过程：采用阴离子型增强剂合成步骤：1、加入20%固含量的轻质碳酸钙悬浮液70份，丙烯酰胺：20份，衣康酸：6份，丙烯酰氧乙基氯化铵：4份，充份搅拌均匀后，通入氮气，排除氧气后，加入少量硫酸铜及过硫酸钠，升温至70度，保温4h,调节ph至4
‑
6后反应结束。
24.2、得到的具有增强作用的造纸用填料固含量大于30%，粘度大于2000cps3、制得的具有增强作用的造纸用填料性能测试结果如下：通过对比，可以发现，使用新的具有增强作用的填料，替代传统的造纸填料pcc后，在相同用量情况下，纸张强度大幅的增加，并且在提升填料用量的情况下，强度的损失也远小于传统造纸用填料，灰份的留着率也有明显。
25.实施例三：填料：滑石粉，d50粒径:6.5um具有增强作用的造纸用填料制造过程，采用阳离子瓜尔胶工艺1、滑石粉干粉50份，瓜尔胶干粉50份，加入乙醇溶液配制成40%的悬浮液，在充分搅拌的情况下，缓慢滴加9份的3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基氯化铵及3份的naoh溶液（10%浓度），升温至85度，反应4h后，用盐酸调至ph为：5.5
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7.0后反应结束，将反应结束的产品经过脱水、醇洗、干燥、粉碎、筛分，得到具有增强作用的新型造纸用填料。
26.2、得到的具有增强作用的造纸用填料，灰份含量在50%以上。
27.3、制得的具具有增强作用的造纸用填料性能测试结果如下：
通过对比，可以发现，使用新的具有增强作用的填料，替代传统的造纸填料滑石粉后，在相同用量情况下，纸张强度大幅的增加，并且在提升填料用量的情况下，强度的损失也远小于传统造纸用填料，灰份的留着率也有明显。