一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法，（１）将纯度９９．５％、白度８７的高纯凹凸棒土粉配成质量固含量１０－２０％平均粒径１－２μｍ，的浆料；（２）配制钛离子配合溶液，钛离子浓度０．２－１ｍｏｌ／Ｌ，钛离子与配合剂的摩尔比为１∶２，ｐＨ值２－３；（３）将浆料和钛离子配合溶液混合，反应温度５０－７５℃，反应时间１－３小时，形成均匀包覆的悬浮液；（４）将悬浮液过滤，滤饼洗涤后配成固含量１０－２０％的料浆，经２５０－３５０℃喷雾干燥，得改性凹凸棒土粉。本发明专利技术制备的改性凹凸棒土粉作为造纸填料，改善纸张白度、光泽度、印刷性能，提高纸品质量，降低纸品的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然矿物资源凹凸棒土的应用，更具体地 讲，是涉及一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方 法。
技术介绍
凹凸棒土是一种层链状结构的含水镁铝硅酸盐晶体矿 物，具有与纸浆纤维相似的呈棒状、纤维状的特殊晶体结构， 因此具有作为造纸填料的可能性。我国具有丰富的凹凸棒土 矿产资源，利用凹凸棒土，开发造纸专用填料，对提高凹凸 棒土的利用价值和利用率具有现实意义。关于凹凸棒土在纸品中的应用，目前仅有一项公开专利CN 1635215A "造纸矿物复合助留剂及其制备方法与应用" 涉及。利用凹凸棒土特有的结构，对其进行物理化学处理， 作为造纸填料的研究未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法，利用该制备方法获得的改性凹凸棒土粉 用于造纸填料，提高纸张的强度、光泽度和白度。本专利技术的技术方案是釆用公开专利CN1562865 "—种 高纯凹凸棒土的制备方法"制备的髙纯凹凸棒土粉经二氧化 钛包覆制备成造纸填料，具体步骤包括(1) 将纯度99. 5%、白度87的高纯凹凸棒土粉配成质量固 含量为10-20%的料浆，放入球磨机研磨得凹凸棒土平均粒 径在l-2um的浆料；(2) 配制钛离子配合溶液，钛离子浓度为0. 2-lmol/L，钛 离子与配合剂的摩尔比为1: 2， pH值为2-3;(3) 将制得的浆料和钛离子配合溶液以4-10:1的质量比 例混合，碱溶液调节混合液的pH值3-4，控制反应温度为 50-75°C ，反应时间为1-3小时，钛离子均匀水解，异相成 核析出并致密包覆于凹凸棒土的表面，形成均匀包覆的悬浮 液；(4) 将均匀包覆的悬浮液过滤，滤饼洗涤后再配制成质量 固含量为10-20%的料浆，经250-350。C喷雾干燥，即获得 白度》90、粒度为l-3ym的改性凹凸棒土粉。本专利技术的钛离子配合溶液由Ti(S04)2 、 TiOS04或TiCU 配制而成。本专利技术的钛离子配合溶液的配合剂为草酸、酒石酸或柠 檬酸。本专利技术的碱溶液为氨水、碳酸氢钠或碳酸钠，质量浓度为10-25%。本专利技术利用凹凸棒土纤维状的结构提高纸张的强度，同 时表面包覆二氧化钛后使之具有相当高的折射率和白度，该 产品为兼有凹凸棒土纤维状结构和二氧化钛的高折射率高 白度的双功能性填料，在髙档纸品中可替代钛白粉，制成的 纸页具有良好的强度、挺度和白度，具有良好的光学性能和 印刷适应性能，可显著提高纸品的质量，降低纸张的生产成 本，具有良好的工业化前景。具体实施方式在本专利技术中所使用的术语，除非有另外说明， 一般具有 本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本专利技术。应 理解，这些实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方 式限制本专利技术的范围。 实施例1首先，将纯度99.5%、白度87的高纯凹凸棒土粉配成质 量固含量为20%的料浆，放入球磨机研磨得凹凸棒土平均粒 径为1-2um的浆料，取该浆料200克，加水200克，使凹 凸棒土固含量稀释至10%;然后，配制TiOS04的钛离子配 合溶液100ml，钛离子浓度为0. 2mol/L，配合剂柠檬酸的加 入量为7.68克，用氨水调节溶液的pH为2. 5;其次，将上述制备的钛离子配合溶液加入到凹凸棒土浆料中，在搅拌下使混合液的温度升至50°C，并用氨水调混合液的pH值为 3.5，恒温包覆1小时形成均匀包覆的悬浮液；最后，将均 匀包覆的悬浮液过滤，滤饼洗涤后再配成质量固含量为10 %的料浆，经250。C喷雾干燥，制成白度92、粒度为1.8ixm 的改性凹凸棒土粉。纸张加填实验按针叶木浆(40° SR):阔叶浆(30° SR)为4:6的比例打浆，抄纸浆料设计120g/m2 ，将称量好 的纸浆搅拌2min后，加入上述改性凹凸棒土粉填料，填料 加入量以绝干浆计为30%，搅拌2 min，加200PPM的聚丙 烯酸胺，搅拌1分钟后取下，在方型抄片器上抄片，在0. 3MPa 的压力下压光一次，在105°C烘箱烘15min，然后在室温下 平衡水分。纸样的定量按照GB/T451. 2-2002测定，白度按照GB/ T7974-2002测定，不透明度按照GB/T1543-2005测定，抗 张强度按照GB/T453-2002测定，灰分按照GB/T742-2003 测定，纸样物理指标如表l所示。表1纸样物理指标<table>table see original document page 7</column></row><table>首先，同实施例1制成固含量为15%的凹凸棒土浆料备 用；然后，配制TIC14的钛离子配合溶液100ml，钛离子浓 度为0.6mol/L，配合剂酒石酸的加入量18克，用碳酸氢钠 调节溶液的pH值为2.0;其次，将上述钛离子配合溶液加入 到1000克凹凸棒土浆料中，在搅拌下使混合液的温度升至 65°C，并用碳酸氢钠溶液调混合液的pH值为3.0，恒温包 覆2小时，形成均匀包覆的悬浮液；最后，将均匀包覆的悬 浮液过滤，滤饼洗涤后配成质量固含量为15%的料浆，经 30(TC喷雾干燥，制成白度90、粒度2.8um的改性凹凸棒土 粉。采用和实施例1相同的方法进行纸张加填实验，实验结 果见表2表2纸样物理指标比较<table>table see original document page 8</column></row><table>实施例293.986.894.09l細20.7818.5实施例3首先，同实例1制成固含量为20%的凹凸棒土浆料备用；然后，配制Ti(S04)2的钛离子配合溶液100ml，钛离子浓度 为1.0mol/L，配合剂草酸的加入量为18克，用碳酸钠调节 溶液的pH值为3;其次，在600克凹凸棒土浆料中加入上述 钛离子配合溶液，搅拌下升温至7(TC，并用碳酸钠溶液调混合液的pH值为4，恒温包覆3小时形成均匀包覆的悬浮液； 最后，悬浮液过滤，滤饼洗涤后配成质量固含量为20%的料 浆，经350。C喷雾干燥，制成白度93、粒度3um的改性凹 凸棒土粉。采用和实施例1相同的方法进行纸张加填实验，实验结 果见表3。表3纸样物理指标比较<table>table see original document page 9</column></row><table>权利要求1.，该制备方法由以下步骤组成(1)将纯度99.5％、白度87的高纯凹凸棒土粉配成质量固含量为10-20％的料浆，放入球磨机研磨得凹凸棒土平均粒径在1-2μm的浆料；(2)配制钛离子配合溶液，钛离子浓度为0.2-1mol/L，钛离子与配合剂的摩尔比为1∶2，pH值为2-3；(3)将制得的浆料和钛离子配合溶液以4-10∶1的质量比例混合，碱溶液调节混合液的pH值3-4，控制反应温度为50-75℃，反应时间为1-3小时，钛离子均匀水解，异相成核析出并致密包覆于凹凸棒土的表面，形成均匀包覆的悬浮液；(4)将均匀包覆的悬浮液过滤，滤饼洗涤后再配制成固含量为10-20％的料浆，经250-350℃喷雾干燥，即获得白度≥90、粒度为1-3μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于造纸填料的改性凹凸棒土粉的制备方法，该制备方法由以下步骤组成：（１）将纯度９９．５％、白度８７的高纯凹凸棒土粉配成质量固含量为１０－２０％的料浆，放入球磨机研磨得凹凸棒土平均粒径在１－２μｍ的浆料；（２）配制钛离子配 合溶液，钛离子浓度为０．２－１ｍｏｌ／Ｌ，钛离子与配合剂的摩尔比为１∶２，ｐＨ值为２－３；（３）将制得的浆料和钛离子配合溶液以４－１０∶１的质量比例混合，碱溶液调节混合液的ｐＨ值３－４，控制反应温度为５０－７５℃，反应时间为１－３小 时，钛离子均匀水解，异相成核析出并致密包覆于凹凸棒土的表面，形成均匀包覆的悬浮液；（４）将均匀包覆的悬浮液过滤，滤饼洗涤后再配制成固含量为１０－２０％的料浆，经２５０－３５０℃喷雾干燥，即获得白度≥９０、粒度为１－３μｍ的改性凹凸棒 土粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱运华，陈静，金叶玲，胡涛，谭立强，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]