本發明專利技術公開了一種造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維，是由各自獨立放置的改性硅灰石、復合改性劑和助留改性劑按照1000：8～15：1～2的重量份數比構成，使用前將其用水配制成漿料，使復合改性劑和助留改性劑完全包覆在改性硅灰石表面。制成的漿料可以作為造紙用填料，在造紙配漿時加入配漿池中一起使用。本發明專利技術的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維改性效果明顯，不但可以降低硅灰石對造紙網布的磨損程度，同時還可以提高硅灰石礦物纖維在紙漿中的留著率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及硅灰石礦物纖維，特別是涉及一種可以用于造紙的硅灰石礦物纖維，本專利技術的硅灰石礦物纖維用于造紙工業中可以明顯降低抄紙時對網布的磨損。
技術介紹
硅灰石屬于一種偏硅酸鹽，具有纖維狀或針狀結構，顏色呈白色，有時帶淺灰、淺紅色調，硬度高。硅灰石具有良好的絕緣性，同時具有很高的白度、良好的介電性能和較高的耐熱、耐候性能，被廣泛應用于陶瓷、化工、冶金、造紙、塑料、涂料等領域。由于硅灰石礦物纖維的價格相對植物纖維比較低廉，加之其特殊的微觀纖維結構，經加工處理后能與紙漿中的植物纖維交織在一起，生成礦物纖維與植物纖維共同網狀結構產物，因此在造紙工業中被廣泛應用。硅灰石礦物纖維具有長針狀結構，可以在不影響紙張品質情況下替代部分木漿纖維或其他植物纖維，減少紙漿消耗量，同時成品紙張松厚 度和白度有了較大幅度提高，所以，添加硅灰石礦物纖維能夠節約植物纖維和降低化學漂白產品用量，減少對樹木等資源依賴和生態環境的破環，使得硅灰石礦物纖維迅速成為了造紙工業中的一種新型功能性替代物。硅灰石礦在分級破碎過程中會表現出沿解理面解理破裂的趨勢，使得硅灰石礦物粉體形成尖銳的棱角。這些棱角使硅灰石在塑料、橡膠等行業的應用中會形成應力集中點，容易誘發裂紋造成材料失效，而在造紙行業會對抄紙時價格昂貴的網布產生非常明顯的磨損，降低網布的使用壽命。因此，硅灰石在造紙中的添加量受到了很大的制約。克服這一技術缺陷的有效方法是對娃灰石的表面進行改性處理，以娃灰石礦物纖維為基體物質，在保持材料針狀纖維不受破環的前提下，通過改性處理使其表面形成一種或多種物質的包覆層，減少娃灰石與受磨損材料表面之間的直接接觸，通過改性劑物質實現硅灰石對易受損材料的潤滑作用，降低硅灰石的磨損程度。目前對于硅灰石材料的改性方法分為干法和濕法兩種。干法改性主要應用在塑料行業中，采用表面活性劑、偶聯劑等對硅灰石進行處理，偶聯劑改性主要以硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或鋁鈦復合類偶聯劑為主，處理過的硅灰石礦物纖維因具有親有機性，不利于水系條件的造紙環境使用。濕法改性主要采用沉淀包覆法，以采取表面沉積的方式對材料表面進行修飾，增加材料功能或降低對其設備的影響，濕法沉淀包覆改性需經過化學沉淀、過濾、洗滌、脫水、烘干、打碎、包裝等工序，工藝比較復雜，且成本較高。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維，以降低造紙工業中添加硅灰石礦物纖維對于網布的磨損。本專利技術提供的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維是由各自獨立放置的改性硅灰石、復合改性劑和助留改性劑構成的，且所述各組分的重量份數比滿足改性硅灰石復合改性劑助留改性劑=1000 8 15 :1 2。所述的改性硅灰石是由硅灰石礦物纖維粉與硅灰石改性劑HJ-601按照1000 10 20的重量份數比混合制成的干粉混合物。其中，所述的的硅灰石礦物纖維粉優選粒徑為400 2000目、長徑比為8 20 :1的硅灰石礦物纖維粉，所述的硅灰石改性劑HJ-601由江西華杰泰礦纖科技有限公司研制生產。所述的復合改性劑是由2 10重量份改性劑a、2 8重量份改性劑b、2 8重量份改性劑c中的任意兩種或三種混合制成的。其中，改性劑a為可溶性多糖類有機高分子改性劑，可以是可溶性甲殼素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基瓜兒膠、陽離子淀粉中的一種；改性劑b為聚丙烯酸鈉、聚乙烯亞胺、聚丙烯酸胺中的一種；改性劑c或者使用改性蒙脫石，或者使用膨潤土，或者使用二者的混合物。所述的助留改性劑是硫酸鋁鉀、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚丙烯酰胺中的一種或 幾種的任意比例混合物。本專利技術的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維中，其組成成分改性硅灰石、復合改性劑和助留改性劑是分開放置的，使用前將其用水配制成漿料，使復合改性劑和助留改性劑完全包覆在改性娃灰石表面即可使用。其具體的使用方法是將改性娃灰石加入占其40 60倍重量的水中，于35 50°C攪拌配漿20 40min，再加入復合改性劑攪拌10 20min，最后加入助留改性劑攪拌5 lOmin，使改性劑完全包覆在硅灰石礦物纖維表面制成漿料。其中，配漿過程中水的pH值應控制在4. 5 9之間。上述制成的漿料可以作為造紙用填料，在造紙配漿時加入配漿池中一起使用。本專利技術的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維在使用前各組成成分分開放置，硅灰石礦物纖維粉與硅灰石改性劑HJ-601在無水條件不發生反應。一旦有水且控制適當水溫、pH值條件下，硅灰石改性劑HJ-601很快溶解在水中，在氫鍵的作用下與硅灰石發生反應，形成有機高分子材料包覆，繼而加入復合改性劑和具有助留作用的助留改性劑，可以提高硅灰石對復合改性劑的親和力。本專利技術采用將復合改性劑與硅灰石礦物纖維分開放置，使用前用水配制成漿料的使用方式，操作工藝簡單，減少了改性過程的諸多環節，降低了生產成本和實施成本。本專利技術的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維改性效果明顯，不但可以降低硅灰石對造紙網布的磨損程度，同時還可以提高硅灰石礦物纖維在紙漿中的留著率。本專利技術的造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維經過十研式磨耗儀測試，其磨耗度(以銅網被磨損的質量表示)為140 170mg，與普通硅灰石礦物纖維290 330mg的磨耗度比較，降幅達到41. 4% 57. 5%，磨耗降低效果顯著。具體實施例方式實施例I 取IOOOg粒徑400目、長徑比8 12 :1的硅灰石礦物纖維粉，加入15g江西華杰泰礦纖科技有限公司生產的娃灰石改性劑HJ-601,充分混合均勻，包裝得到改性娃灰石干粉混合物。將6g羥丙基纖維素與4g聚丙烯酸鈉混合包裝，制成復合改性劑。將I. 5g聚合硫酸鋁獨立包裝作為助留改性劑。使用時，將上述改性硅灰石放入攪拌機中，加入40°C的水5000mL，調節pH值為6，以500rpm/min的轉速進行攪拌,反應15min后,加入復合改性劑繼續攪拌反應15min,最后加入助留改性劑，攪拌反應5min，待反應完成即可制得造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維漿料。實施例2 取IOOOg粒徑800目、長徑比10 12 :1的硅灰石礦物纖維粉，加入18g江西華杰泰礦纖科技有限公司生產的娃灰石改性劑HJ-601,充分混合均勻,包裝得到改性娃灰石干粉混合物。將5g羥丙基瓜爾膠與7. 5g膨潤土混合包裝，制成復合改性劑。將2g硫酸鋁鉀獨立包裝作為助留改性劑。使用時，將上述改性硅灰石放入攪拌機中，加入37°C的水5000mL，調節pH值為6，以500rpm/min的轉速進行攪拌,反應15min后,加入復合改性劑繼續攪拌反應20min,最后加入助留改性劑，攪拌反應5min，待反應完成即可制得造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維漿料。實施例3 取IOOOg粒徑1250目、長徑比10 15 :1的硅灰石礦物纖維粉，加入12g江西華杰泰礦纖科技有限公司生產的娃灰石改性劑HJ-601,充分混合均勻，包裝得到改性娃灰石干粉混合物。將Sg羥乙基纖維素與7g改性蒙脫石混合包裝，制成復合改性劑。將I. 8g聚合氯化鋁獨立包裝作為助留改性劑。使用時，將上述改性硅灰石放入攪拌機中，加入42 0C的水5000mL，調節pH值為6.5,以500rpm/min的轉速進行攪拌,反應13min后,加入復合改性劑繼續攪拌反應15min,最后加入助留改性劑，攪拌反應6min，待反應完成本文檔來自技高網...
【技術保護點】
造紙用低磨耗硅灰石礦物纖維，由各自獨立放置的改性硅灰石、復合改性劑和助留改性劑構成，且所述各組分的重量份數比滿足改性硅灰石：復合改性劑：助留改性劑=1000：8～15：1～2，其中：所述的改性硅灰石由硅灰石礦物纖維粉與硅灰石改性劑HJ？601按照1000：10～20的重量份數比混合制成；所述的復合改性劑由2～10重量份改性劑a、2～8重量份改性劑b、2～8重量份改性劑c中的任意兩種或三種混合制成；其中改性劑a為可溶性多糖類有機高分子改性劑可溶性甲殼素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基瓜兒膠、陽離子淀粉中的一種；改性劑b為聚丙烯酸鈉、聚乙烯亞胺、聚丙烯酸胺中的一種；改性劑c為改性蒙脫石或膨潤土，或二者的混合物；所述的助留改性劑是硫酸鋁鉀、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚丙烯酰胺中的一種或幾種的任意比例混合物。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王兆華，李建杰，翟曉軍，閆全生，
申請(專利權)人：山西泰華工貿有限公司，
類型：發明
國別省市：
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