复合物及其制备方法，应用其的浆料及纸张技术

本发明专利技术提供一种造纸领域使用的微纤化纤维-填料复合物，其主要由微纤化纤维材料、Zeta电位为负值的填料以及阳离子高分子物质复合而成，其中该复合物中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%-10%，阳离子高分子物质质量为填料质量的0.1%-15%。本发明专利技术还提供上述复合物的制备方法，及应用上述复合物制得的浆料和纸张。将该复合物添加于浆料中，能有效降低填料的流失，使浆料抄造制得的纸张具有较高的灰分保留率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种造纸领域使用的微纤化纤维-填料复合物，其主要由微纤化纤维材料、Zeta电位为负值的填料以及阳离子高分子物质复合而成，其中该复合物中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%-10%，阳离子高分子物质质量为填料质量的0.1%-15%。本专利技术还提供上述复合物的制备方法，及应用上述复合物制得的浆料和纸张。将该复合物添加于浆料中，能有效降低填料的流失，使浆料抄造制得的纸张具有较高的灰分保留率。【专利说明】复合物及其制备方法，应用其的浆料及纸张
本专利技术涉及一种造纸领域使用的微纤化纤维-填料复合物及其制备方法，及应用该微纤化纤维-填料复合物制得的浆料及纸张。
技术介绍
采用机械法、TEMPO催化氧化法制备获得的微纤化纤维素包括水溶性及水不溶性纤维素，其纤维尺寸长度介于100纳米至数毫米、宽度介于3-4纳米至几十微米。由于表面含有大量的羧基，且保水值高，比表面积大，因此TEMPO催化氧化法制备的微纤化纤维素常被添加于造纸浆料以提高纸张的强度等性能。目前，造纸工业中降低成本的方法是使用价格相对低廉的矿物填料。但是，添加填料后的纸张由于矿物填料颗粒的存在，阻碍了微纤化纤维素之间形成化学稳定的氢键结合；同时，矿物填料由于其缺乏韧性，也阻碍了微纤化纤维素之间结合程度。此外，微纤化纤维素表面含负电荷，对同样携带负点或者近中性的填料的静电斥力较强，且填料颗粒越细小，越有可能发生团聚现象。因此，造纸浆料中如果同时添加微纤化纤维素和填料，填料在微纤化纤维表面分布非常不均匀，影响填料保留率的提升。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种有效解决上述问题的微纤化纤维-填料复合物及其制备方法。另外，还有必要提供一种应用上述微纤化纤维-填料复合物的浆料。此外，还有必要提供一种应用上述浆料制得的纸张。—种微纤化纤维-填料复合物，其主要由微纤化纤维材料、Zeta电位为负值的填料以及阳离子高分子物质复合而成，其中该复合物中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%_10%，阳离子高分子物质质量为填料质量的0.1%_15%。一种微纤化纤维-填料复合物的制备方法，将Zeta电位为负值的填料、填料质量的0.1%-20%的微纤化纤维素、及填料质量的0.1%-15%的结合剂混合制得。一种浆料，其含有微纤化纤维-填料复合物，该复合物主要由微纤化纤维材料、Zeta电位为负值的填料以及阳离子高分子物质复合而成，该复合物中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%_10%，阳离子高分子物质质量为填料质量的0.1%_15%。一种应用上述浆料抄造制得的纸张，该纸张中含有微纤化纤维材料、填料、阳离子高分子物质。本专利技术的微纤化纤维-填料复合物，通过引入携带正电性的阳离子高分子作为微纤化纤维与填料之间的桥梁，使填料能够均匀地附着于微纤化纤维表面。将该微纤化纤维-填料复合物添加于浆料中，能够有效降低填料的流失，使浆料抄造制得的纸张具有较闻的灰分保留率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术一较佳实施例的微纤化纤维-填料复合物的扫描电镜图(放大倍数:1500)。图2为本专利技术对比例的微纤化纤维-填料复合物(不含结合剂)的扫描电镜图(放大倍数:1500)。【具体实施方式】本专利技术使用的微纤化纤维材料采用习知的TEMPO催化氧化法制备，具体为:纤维原料经以TEMPO为催化剂的氧化反应，再进行机械处理获得。本专利技术提供使用TEMPO为催化剂制备微纤化纤维素的方法示例，具体包括如下步骤: (a)取BKP浆(化学漂白浆)进行打浆处理。(b)取100质量份的化学漂白浆，调整浆浓到〈2%。(C)向稀释后的化学漂白浆中加入TEMPO (2，2，6，6-四甲基-1-哌啶-N-氧自由基及其衍生物)，加入的量为0.001-1质量份。(d)加入0.01-10质量份辅助催化剂，辅助催化剂包括卤化物和(或)硼酸盐化合物，所述卤化物为溴化物、碘化物的一种或两种或其混合物。(e)加入0.1-20质量份氧化剂(次氯酸钠)，引发反应。反应过程中控制反应溶液体系的PH为9.5-11。氧化剂将纤维素分子中的C6位置上的醇(羟基)，高度选择氧化为羧基，羧基具有相对于羟基更强烈的负电性，使纤维分子中的层状结构更容易发生静电排斥，能够比较容易的发生原纤化作用，生成原纤化的水溶性和非水溶性的纤维素及衍生物。(f)反应0.5-4小时后，得到一种混合物，含有氧化纤维、TEMPO、辅助催化剂及水； (g)混合物可进一步通过脱盐装置部分或全部除去辅助催化剂及多余盐分； (h)混合物可进一步通过机械处理，如高压匀质器、超声波处理方式微纤化所得混合物。所得微纤化纤维素材料表面羧基含量为0.06-1.7mmol/g,且所述纤维材料表面羧基可能包括羧基的纤维素碱金属盐、纤维素的羧酸可溶物或不可溶物。TEMPO催化氧化法制备的微纤化纤维材料(MFC)成份复杂，含有水溶性和水不溶性的纤维素，水溶性的纤维素包括有纳米微晶纤维素(NCC)，纳米微纤化纤维素(NFC)，低聚糖，微纤化纤维素及其衍生物；水不溶性的纤维素的纤维细胞壁上可能含有水溶性的纤维素(如NFC)。TEMPO催化氧化法制备制备的微纤化纤维材料，具有强烈的负电荷性，纤维表面均匀分布有羧基。同时，填料颗粒在微纤化纤维材料的含水浆料中容易取得良好的分散。但由于微纤化纤维材料的复杂性，其纤维长度可能介于小于I微米-数毫米的范围，纤维的原纤化程度并不相同，原纤化程度较高的纤维束表面容易沉积更多的填料颗粒。一种微纤化纤维-填料复合物，其主要由Zeta电位为负值的填料、微纤化纤维材料以及结合剂复合而成。其中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%-10%，结合剂质量为填料质量的0.1%-15%。该微纤化纤维-填料复合物中还含有水。本专利技术使用的采用TEMPO催化氧化法制备的微纤化纤维材料，具有如下特征:(I)强负电荷性，其表面羧基含量达到0.06-1.7mmol/g ；(2)微纤化纤维绝干质量中水溶性纤维素的质量百分含量为0.1%_50%，水不溶性纤维素的质量百分含量为10%-99.9%。该填料为常规的填料，如研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、高岭土、滑石粉、钛白粉都可以，粒径也没有特殊要求，优选60%以上质量的填料粒径小于等于2微米。该填料表面经分散剂修饰使填料的Zeta电位为负值。该分散剂质量为填料质量的0.001%-5%，优选为填料质量的0.1%-2%。该分散剂为聚丙烯酸钠、聚羧酸钠盐、聚丙烯磺酸钠及其衍生物的一种或多种。填料颗粒的粒径越小，比表面积越大，填料颗粒越易团聚，导致填料含水浆料的粘度越高。为制备稳定的填料含水浆料，需要在填料体系中应入分散剂。分散剂的作用在于保持填料浆料的均一性，分散剂的存在，填料表面由分散剂修饰后，因此其Zeta电位为负值。分散剂的用量越高，填料的含水浆料的粘度越低，填料含水浆料的稳定性，抗沉降性能更好。该结合剂为阳离子高分子物质，具体包括阳离子多糖、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯亚胺，或上述物质的混合、嵌段共聚物、接枝或或其它衍生物。所述阳离子高分子物质的分子量介于2X IO3与2X IO6之间；优选分子量介于2X IO4与I X IO6之间。由于结合剂的电性与填料及该微纤化纤维材料的电性相反，因此，复合物中结合剂可作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微纤化纤维‑填料复合物，其特征在于：该复合物主要由微纤化纤维材料、Zeta电位为负值的填料以及阳离子高分子物质复合而成，其中该复合物中微纤化纤维材料绝干质量为填料质量的0.1%‑10%，阳离子高分子物质质量为填料质量的0.1%‑15%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：封衍，蒋德全，
申请(专利权)人：金东纸业江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32