專利名稱：一種自留著重質(zhì)碳酸鈣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研磨重質(zhì)碳酸鈣及其制備方法，尤其是涉及一種自留著重質(zhì)碳酸 鈣及其制備方法。
背景技術(shù)：
用于造紙行業(yè)作為漿內(nèi)填充劑和涂布顏料的研磨重質(zhì)碳酸鈣，目前均是以天然方 解石為原料，經(jīng)破解、細(xì)碎、濕法研磨制備而成。由于其白度高、價(jià)廉，在造紙行業(yè)有著巨大 的應(yīng)用潛力。但采用現(xiàn)有方法制備用作漿內(nèi)填充劑的研磨重質(zhì)碳酸鈣，存在留著差、影響紙 頁(yè)松厚度等兩大問(wèn)題，例如，采用研磨重質(zhì)碳酸鈣作填料與采用輕質(zhì)碳酸鈣作填料相比，在 其它條件保持相同的條件下，首程留著率下降5 8%，紙頁(yè)的厚度平均下降2 4 μ m，且首 程留著率下降引起其他化學(xué)品的保留率下降，其消耗增加，以致普通研磨重質(zhì)碳酸鈣仍然 不能取代輕質(zhì)碳酸鈣等填料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種整體留著高且不影響紙頁(yè)松厚度的新型研磨重質(zhì)碳酸鈣的 制備方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明之研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的特征是，其粒子呈聚集形態(tài)，其粒徑為D50 = 5 IOym, J.D25 > 5μπι。本發(fā)明之研磨重質(zhì)碳酸鈣制備方法，包括以下步驟
(1)將白度>93%IS0、細(xì)度> 325目的方解石礦粉、分散劑和水，混合攪拌均勻，得方解 石礦粉漿液，所述方解石礦粉漿液的固含量為40wt% 70wt% ；
所述分散劑，可以是聚丙烯酸鈉或六偏磷酸鈉，用量為方解石礦粉重量的0. 3wt 0. 8wt% ；
(2)將步驟(1)得到的礦粉漿液，用泵送入攪拌研磨機(jī)，連續(xù)研磨至平均粒徑為1.6 2. 4μ m ；
(3)將步驟(2)研磨后得到的漿料，轉(zhuǎn)移至改性機(jī)中，改性機(jī)內(nèi)筒中已放入改性劑，連續(xù) 攪拌，至完全聚集為止，即得到自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料；
所述改性劑可以是選自聚丙烯酰胺、丙烯酰胺一丙烯酸共聚物、聚二烯丙基二甲基氯 化銨中的一種或二種，其分子量為1 X IO6 1 X 107，其電荷種類(lèi)可以是陽(yáng)離子或陰離子；加 入量為方解石礦粉重量的0. Olwt 0. 05wt%o采用激光粒徑分布儀對(duì)改性后的漿料進(jìn)行檢測(cè)，其平均粒徑為5 10 μ m，為原始 粒徑的250 550%。采用本發(fā)明方法制備得到的自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料可以裝入容器直接運(yùn)送 至造紙廠，作為造紙漿內(nèi)填充劑使用，完全取代滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣等填料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于①產(chǎn)品粒子的形態(tài)已發(fā)生改變，不再是近似
3球形，而是呈聚集形態(tài)，該聚集形態(tài)可以抵抗剪切力，可以被纖維網(wǎng)絡(luò)截留，從而實(shí)現(xiàn)自身 留著；②產(chǎn)品粒子的粒徑及粒徑分布發(fā)生改變，改性后的粒徑是原始粒徑的250 550%，且 極細(xì)小粒子首先參與聚集，從而使粒徑分布變窄，沉降速度趨于一致，有利于均勻沉降在纖 維網(wǎng)絡(luò)上，因而可以提高加填量，即使紙頁(yè)灰份提高3 8個(gè)百分點(diǎn)，也不會(huì)引起掉粉。③ 由于粒子呈聚集形態(tài)，沉降后可以獲得疏松的結(jié)構(gòu)，使紙頁(yè)的松厚度獲得改善，克服了目前 研磨重質(zhì)碳酸鈣影響紙頁(yè)松厚度的弊病。④產(chǎn)品對(duì)紙頁(yè)抄造過(guò)程無(wú)不良影響，亦不需改變 抄紙工藝條件以獲得高留著。⑤工藝流程簡(jiǎn)單，固定設(shè)備投資少，制造成本較低。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
本實(shí)施例之研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品粒子呈聚集形態(tài)，平均粒徑D50為7. 2 μ m ；D25為 2. 8 μ m0制備(1)將3. 5kg聚丙烯酸鈉分散劑加入到300kg水中稀釋，攪拌下，將 700kg325目方解石粉加入到上述含有聚丙烯酸鈉的水溶液中，攪拌均勻，得方解石礦漿；
(2)將步驟(1)所得方解石礦漿打入連續(xù)式攪拌研磨機(jī)，機(jī)內(nèi)已放入100 kg研磨 劑——氧化鋯球，連續(xù)研磨至D50為1. 8 μ m ；
(3 )將步驟(2 )研磨所得方解石礦漿打入改性機(jī)中，機(jī)內(nèi)已放入改性劑聚丙烯酰胺水溶 液IOOkg (其中含聚丙烯酰胺0.25 kg)及水300kg，連續(xù)攪拌，至完全聚集為止，得到固含 量為50wt%的自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料。檢測(cè)其粒徑，D50為 7. 2μπι ； D25 為 2. 8 μ m。應(yīng)用試驗(yàn)在2640/500紙機(jī)上，采用100%化學(xué)葦漿生產(chǎn)58g/m2膠版紙，采用本 實(shí)施例自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品，加填量為33%時(shí)，成紙灰份平均達(dá)到了 29. 5%，厚度維 持在77士 1 μ m，縱向裂斷長(zhǎng)維持在4. 2km以上，紙頁(yè)表面光滑無(wú)粗糙感。而采用普通的研 磨重質(zhì)碳酸鈣，其D50 = 1.8 μ m，在同樣的條件下，加填量達(dá)到33%時(shí)，平均灰份只能達(dá)到 24. 2%，且厚度只能達(dá)到73 士 1 μ m。實(shí)施例2
本實(shí)施例之研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品粒子呈聚集形態(tài)，平均粒徑D50為6. 6 μ m ；D25為 2. 6 μ m0制備(1)將4.5 kg六偏磷酸鈉加入到400kg水中，攪拌，直至完全溶解，將 800kg325目方解石粉加入到上述含有六偏磷酸鈉的水溶液中，攪拌，得方解石礦漿；
(2)將步驟(1)所得方解石礦漿打入連續(xù)式攪拌研磨機(jī)，機(jī)內(nèi)已放入120kg研磨 劑——氧化鋯球，連續(xù)研磨至D50為2. 0 μ m ；
(3)將步驟(2)研磨后的方解石礦漿打入改性機(jī)中，機(jī)內(nèi)已放入改性劑聚二烯丙基二甲 基氯化銨水溶液150kg (其中含聚二烯丙基二甲基氯化銨0.3 kg)及水200kg，連續(xù)攪拌， 至完全聚集為止。得到固含量為51. 5wt%的自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料。
檢測(cè)其粒徑，D50為6. 6 μ m ；D25為2. 6 μ m。應(yīng)用試驗(yàn)在2640/500紙機(jī)上，采用100%化學(xué)葦漿生產(chǎn)58g/m2膠版紙，采用本實(shí) 施例所述的自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣，加填量為33%時(shí)，成紙灰份平均達(dá)到了 28. 2%，厚度維持在78士 1 μ m，縱向裂斷長(zhǎng)維持在4. Ikm以上，紙頁(yè)表面光滑無(wú)粗糙感。而采用普通的研 磨重質(zhì)碳酸鈣，其D50 = 1.8 μ m，在同樣的條件下，加填量達(dá)到33%時(shí)，平均灰份只能達(dá)到 24. 2%，且厚度只能達(dá)到73 士 1 μ m。實(shí)施例3
本實(shí)施例之研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品粒子呈聚集形態(tài)，平均粒徑D50為7. 7 μ m ；D25為 2. 9 μ m0制備(1)將3. 5 kg聚丙烯酸鈉分散劑加入到300kg水中稀釋，攪拌下，將 700kg325目方解石粉加入到上述含有聚丙烯酸鈉的水溶液中，攪拌均勻，得方解石礦漿；
(2)將步驟(1)所得方解石礦漿打入連續(xù)式攪拌研磨機(jī)，機(jī)內(nèi)已放入100 kg研磨 劑——氧化鋯球，連續(xù)研磨至D50為1. 6 μ m ；
(3 )將步驟(2 )研磨所得方解石礦漿放入改性機(jī)中，機(jī)內(nèi)已放入改性劑丙烯酰胺一丙烯 酸共聚物水溶液175kg (其中含丙烯酰胺一丙烯酸共聚物0. 35kg)及水300kg，連續(xù)攪拌， 至完全聚集為止，得到固含量為47. 5wt%的自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料。檢測(cè)其粒徑，D50為 7. 7 μ m ；D25 為 2. 9 μ m。應(yīng)用試驗(yàn)在2640/500紙機(jī)上，采用100%化學(xué)葦漿生產(chǎn)60g/m2膠版紙，采用本實(shí) 施例自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品，加填量為34%時(shí)，成紙灰份平均達(dá)到30. 1%，厚度維持在 78士 1 μ m，縱向裂斷長(zhǎng)維持在4. Okm以上，紙頁(yè)表面光滑無(wú)粗糙感。而采用普通的研磨重質(zhì) 碳酸鈣，其D50 = 1.8 μ m，在同樣的條件下，加填量達(dá)到34%時(shí)，平均灰份只能達(dá)到24. 9%， 且厚度只能達(dá)到73 士 Ιμπι。
權(quán)利要求
一種自留著重質(zhì)碳酸鈣，其特征在于，產(chǎn)品粒子呈聚集形態(tài)，其粒徑為D50＝5～10μm，且D25≥2.5μm。
2.一種如權(quán)利要求1所述自留著重質(zhì)碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟(1)將白度>93%IS0、細(xì)度> 325目的方解石礦粉、分散劑和水，混合攪拌均勻，得方解 石礦粉漿液，所述方解石礦粉漿液的固含量為40wt 70wt% ；所述分散劑為聚丙烯酸鈉或六偏磷酸鈉，用量為方解石礦粉重量的0. 3wt 0. 8wt% ；(2)將步驟(1)得到的礦粉漿液，用泵送入攪拌研磨機(jī)，連續(xù)研磨至平均粒徑為1.6 2. 4μ m ；(3)將步驟(2)研磨后得到的漿料，轉(zhuǎn)移至改性機(jī)中，改性機(jī)內(nèi)筒中已放入改性劑，連續(xù) 攪拌，至完全聚集為止，即得到自留著研磨重質(zhì)碳酸鈣漿料；所述改性劑是選自聚丙烯酰胺、丙烯酰胺一丙烯酸共聚物、聚二烯丙基二甲基氯化銨 中的一種或二種，所述聚丙烯酰胺、丙烯酰胺一丙烯酸共聚物或聚二烯丙基二甲基氯化銨 的分子量為1 X IO6 1 X IO7 ；改性劑加入量為方解石礦粉重量的0. 01wt% 0. 05wt%o
全文摘要
一種自留著重質(zhì)碳酸鈣及其制備方法，該自留著重質(zhì)碳酸鈣的粒子呈聚集形態(tài)，粒徑為D50＝5～10μm，且D25≥2.5μm。其制備方法包括以下步驟(1)將方解石礦粉、分散劑和水，混合攪拌均勻，得方解石礦粉漿液；(2)將步驟(1)得到的礦粉漿液，送入攪拌研磨機(jī)，連續(xù)研磨至平均粒徑為1.6～2.4μm；(3)將步驟(2)研磨后得到的漿料，轉(zhuǎn)移至放有改性劑的改性機(jī)中，連續(xù)攪拌，至完全聚集為止。本發(fā)明自留著重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品作為造紙漿內(nèi)填充劑使用，可以完全取代滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣等填料。
文檔編號(hào)C01F11/18GK101913639SQ20101025290
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者劉立新 申請(qǐng)人:劉立新