一种造纸用磨片制造技术

本发明专利技术涉及一种造纸用磨片，用于纸张生产工程中的打浆工艺。该造纸用磨片，其原料组成为：基体材料15-50重量份，纤维材料15-65重量份，耐磨材料15-65重量份，所述耐磨材料的粒度在50~500目之间，所述基体材料与纤维材料、耐磨材料具有浸润、粘接效果，所述基体材料具有耐磨性和韧性。本发明专利技术具有配方设计合理，质量轻，能耗少，造价低，打浆的质量可控，质量稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种造纸用磨片，用于纸张生产工程中的打浆工艺。
技术介绍
打浆在造纸过程中的作用是非常重要的。同一种纤维原料，采用不同的打浆方式， 生产的纸张性能可以大不相同。打浆又是高能耗过程，整个造纸过程耗电在每吨纸几百至几千度，打浆大约占了一半左右，其中70、0%是盘磨耗电。打浆设备除了极少数厂因特殊需要还在使用槽式打浆机外，绝大部分造纸厂都已采用盘磨(单盘磨、双(三)盘磨)打浆。不论是槽式打浆机还是单、双盘磨，基本上都采用了钢刀打浆，只有极少数厂使用其它材质，如石刀等。从机械原理分析打浆过程，盘磨是{磨片/纤维/纤维/磨片}之间的磨擦力对纤维做功。摩擦力等于正压力乘以摩擦系数。正压力是通过机械操作，调节刀距控制的，造纸工艺称为比压。磨擦系数由磨片材质决定。以上摩擦系统中，{纤维/纤维}之间的摩擦系数是相对固定的，需研究的主要是{磨片/磨片}之间的摩擦系数。而{钢/钢}摩擦系统在水与纤维的润滑条件下，其摩擦系数小于0. 1。如果磨片具有较高的摩擦系数，就能以较小的比压，更有效地对纤维做功。在盘磨钢磨片及槽式打浆机中的纤维所接受的打浆作用可分成二部分在磨齿 (刀)口接触处，主要以纤维的挤压、剪切为主；在磨(刀)面上，纤维主要受到的是挤压、搓揉作用。钢磨片的磨齿有很多种形状供用户选择，这些形状都是根据实践和经验总结出来的， 有的齿形对纤维的剪切能力强，有的齿形对纤维的分丝、帚化能力强，有的齿形对纤维的通过能力大，有的齿形综合了各种能力等等。各种钢磨片的齿形，其齿宽一般都在riOmm左右。虽然理论上也有锯齿形的磨片，但由于很快就把锯齿面磨成了平面，所以很少有人使用这种锯齿形磨片。以上磨齿(刀片)有一个共同的特点齿(刀)面都是比较光滑平整的，磨(刀)片只能利用挤压、搓揉的机械作用对纤维做功，对结构较为坚固的纤维P层和S1层较难破除，在打浆初期，打浆度上升很慢。综上所述，现有的打浆用磨，存在耗能大、成本高、打浆效果不好的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种配方设计合理，质量轻，能耗少，造价低， 打浆的质量可控，质量稳定的造纸用磨片。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是该造纸用磨片，其原料组成为基体材料15-50重量份，纤维材料15-65重量份，耐磨材料15-65重量份，所述耐磨材料的粒度在5(Γ500目之间，所述基体材料与纤维材料、耐磨材料具有浸润、粘接效果，所述基体材料具有耐磨性和韧性。数十年来，有一种工程材料得到了飞速的发展，也是21世纪的重点发展领域之一，这就是聚合物基复合材料，简称PMC、复合材料、也称塑料合金等。所谓复合材料，就是将多种能与基体浸润、粘接的功能性材料与基体粘接在一起，将多种功能集与一体，达到了单一材料难以解决的优良的机械性能。本磨片就是采用了复合材料。由于复合材料的密度大大低于钢材，使盘磨转盘的转动惯量大大减小，这也是复合材料磨片节电的原因之一。作为优选，本专利技术所述的基体材料为热固性树脂或热塑性树脂。基体，也称粘接剂、胶粘剂。基体以复杂的物理、化学变化，与增强、功能性材料复合成具有一定形状的整体，形成实用的复合材料。用作磨片基体的材料还有一个特殊的要求，即耐磨性。由于纤维与水无孔不入，不仅突出表面的耐磨材料和增强纤维要受到磨损，凹在下面的基体同样要受到磨损。如果基体被磨损，则耐磨材料及增强纤维就会脱落，磨片的整体耐磨性必将受到影响。由于磨片在水中工作，温度不高(工艺要求打浆温度低于60°C)，所以适用的基体很多。但耐磨性好的基体是各类树脂。其中常用的热固性树脂有不饱和聚酯树脂(UP)、 环氧树脂(EP)、酚醛树脂、硅酮树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、有机硅树脂等；热塑性树脂有超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、聚丙烯(PP)、ABS树脂、聚甲醛(POM)、聚酰胺(尼龙) (PA)、聚苯醚(ΡΡ0)、聚酯PET、PBT等、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)(聚醚酰胺PEI)、液晶聚酯(LCP)、聚碳酸脂(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜 (PSF)、聚醚酮等。由于在偶然条件下，磨片间也可能产生高温，所以在材料选择时，尽可能选用耐高温的材料。特别是玻璃化温度低于烘缸表面温度的热塑性树脂，磨损的树脂可能在烘缸表面产生不利影响，不能采用。为了改善树脂的脆性，并提高树脂的耐磨性和韧性，一般都需对树脂进行改性后才能用作磨片的基体。更有采用多种树脂进行共混(物理共混、化学共混)，达到取长补短、 性能互补，得到更优越的聚合物基体材料，也称塑料合金。作为优选，本专利技术所述的纤维材料为金属纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维中的至少一种或多种纤维组合。作为优选，本专利技术所述的纤维材料为木浆纤维、麻纤维、棉纤维中的一种或多种纤维组合。作为优选，本专利技术所述的纤维材料为硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维、氮化硼纤维中的一种或多种纤维组合。作为优选，本专利技术所述的纤维材料为晶须，所述晶须是在人工控制条件下生长的细小单晶，直径在0. 2 1微米，长度为广100微米，所述晶须选自Al203、AlN、Be0、B4C、石墨、 a-SiC、b-SiC、Si3N4中的一种或多种组合。纤维材料主要功能是保证磨片的机械强度，同时要兼顾材料的耐磨性能。符合要求的增强材料很多，有金属材料，也有非金属材料。钢纤维就是很好的金属材料，不但强度高，而且耐磨性也好，价格也便宜。但钢纤维在水中很容易生锈，必需进行特殊处理。不锈钢纤维就能很好解决生锈的问题。其它还有很多金属丝，如铜丝、铍丝、钼丝、钛丝、钨丝等， 都是很好的增强纤维。非金属材料更多，如石棉纤维是最早使用，用量最大的增强纤维。但石棉是强致癌物质，受环保限制，近年来已经逐步被其它材料替代。替代石棉最常用的是玻璃纤维。但玻璃纤维易折断，加工时要控制操作条件。棉纤维、木浆纤维等植物纤维也是常用的纤维。碳纤维及芳纶纤维是非常优良的非金属增强纤维，在复合材料中的用途越来越广。但这类纤维价格昂贵，只有在特殊要求下才使用。为了加强碳纤维和芳纶纤维与基体的粘接强度，还需对这类纤维进行特殊处理。新型增强纤维还有硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维、氮化硼纤维等等。另外，晶须是在人工控制条件下生长的细小单晶， 直径在0. 2 1微米，长度几十微米，这样细小的单晶缺陷少，因而晶须强度高，接近晶体的理论值，用晶须增强复合材料，可明显提高材料的强度、刚度和高温性能等，合适的晶须有 A1203、A1N、BeO,B4C, C (石墨)、a_SiC、b_SiC、Si3N4等。单一品种纤维有时不能满足使用要求，可选用二种或以上的纤维配合，取长补短，优势互补。对增强纤维的基本要求第一是纤维自身的强度，第二是与基体的浸润、粘接强度。 第三要考虑材料的价格因素。复合材料中纤维的含量随强度与摩擦磨损性能参数要求的不同而变化作为优选，本专利技术所述的耐磨材料为陶瓷颗粒、硫酸钡颗粒、硅藻土、长石粉、氧化铁粉、三氧化二铝、二氧化硅、腰果壳粉、树脂颗粒、橡胶颗粒、高岭土、云母、石墨、硅灰石粉、 重晶石粉、陶土粉、硫酸铝、3比、84(、11(、313队、1182、莫来石、铁及其氧化物颗粒、铜及其氧化物颗粒、铝、钛、镁、镍、中的至少一种或多种材料组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国荣，
申请(专利权)人：朱国荣，
类型：发明
国别省市：