技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然礦物資源凹凸棒土的應(yīng)用，更具體地講，是涉及一種用于造紙?zhí)盍系母男园纪拱敉练鄣闹苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)

凹凸棒土是一種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽晶體礦物，具有與紙漿纖維相似的呈棒狀、纖維狀的特殊晶體結(jié)構(gòu)，因此具有作為造紙?zhí)盍系目赡苄浴Ｎ覈哂胸S富的凹凸棒土礦產(chǎn)資源，利用凹凸棒土，開發(fā)造紙專用填料，對(duì)提高凹凸棒土的利用價(jià)值和利用率具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)于凹凸棒土在紙品中的應(yīng)用，目前僅有一項(xiàng)公開專利CN?1635215A“造紙礦物復(fù)合助留劑及其制備方法與應(yīng)用”涉及。利用凹凸棒土特有的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行物理化學(xué)處理，作為造紙?zhí)盍系难芯课匆妶?bào)道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于：提供一種用于造紙?zhí)盍系母男园纪?!-- SIPO -->棒土粉的制備方法，利用該制備方法獲得的改性凹凸棒土粉用于造紙?zhí)盍希岣呒垙埖膹?qiáng)度、光澤度和白度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：采用公開專利CN1562865“一種高純凹凸棒土的制備方法”制備的高純凹凸棒土粉經(jīng)二氧化鈦包覆制備成造紙?zhí)盍希唧w步驟包括：

(1)將純度99.5％、白度87的高純凹凸棒土粉配成質(zhì)量固含量為10-20％的料漿，放入球磨機(jī)研磨得凹凸棒土平均粒徑在1-2μm的漿料；

(2)配制鈦離子配合溶液，鈦離子濃度為0.2-1mol/L，鈦離子與配合劑的摩爾比為1∶2，pH值為2-3；

(3)將制得的漿料和鈦離子配合溶液以4-10∶1的質(zhì)量比例混合，堿溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值3-4，控制反應(yīng)溫度為50-75℃，反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)，鈦離子均勻水解，異相成核析出并致密包覆于凹凸棒土的表面，形成均勻包覆的懸浮液；

(4)將均勻包覆的懸浮液過濾，濾餅洗滌后再配制成質(zhì)量固含量為10-20％的料漿，經(jīng)250-350℃噴霧干燥，即獲得白度≥90、粒度為1-3μm的改性凹凸棒土粉。

本發(fā)明的鈦離子配合溶液由Ti(SO₄)₂、TiOSO₄或TiCL₄配制而成。

本發(fā)明的鈦離子配合溶液的配合劑為草酸、酒石酸或檸檬酸。

本發(fā)明的堿溶液為氨水、碳酸氫鈉或碳酸鈉，質(zhì)量濃度為10-25％。

本發(fā)明利用凹凸棒土纖維狀的結(jié)構(gòu)提高紙張的強(qiáng)度，同時(shí)表面包覆二氧化鈦后使之具有相當(dāng)高的折射率和白度，該產(chǎn)品為兼有凹凸棒土纖維狀結(jié)構(gòu)和二氧化鈦的高折射率高白度的雙功能性填料，在高檔紙品中可替代鈦白粉，制成的紙頁具有良好的強(qiáng)度、挺度和白度，具有良好的光學(xué)性能和印刷適應(yīng)性能，可顯著提高紙品的質(zhì)量，降低紙張的生產(chǎn)成本，具有良好的工業(yè)化前景。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明中所使用的術(shù)語，除非有另外說明，一般具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

首先，將純度99.5％、白度87的高純凹凸棒土粉配成質(zhì)量固含量為20％的料漿，放入球磨機(jī)研磨得凹凸棒土平均粒徑為1-2μm的漿料，取該漿料200克，加水200克，使凹凸棒土固含量稀釋至10％；然后，配制TiOSO₄的鈦離子配合溶液100ml，鈦離子濃度為0.2mol/L，配合劑檸檬酸的加入量為7.68克，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為2.5；其次，將上述制備的鈦離子配合溶液加入到凹凸棒土漿料中，在攪拌下使混合液的溫度升至50℃，并用氨水調(diào)混合液的pH值為3.5，恒溫包覆1小時(shí)形成均勻包覆的懸浮液；最后，將均勻包覆的懸浮液過濾，濾餅洗滌后再配成質(zhì)量固含量為10％的料漿，經(jīng)250℃噴霧干燥，制成白度92、粒度為1.8μm的改性凹凸棒土粉。

紙張加填實(shí)驗(yàn)：按針葉木漿(40°SR)∶闊葉漿(30°SR)為4∶6的比例打漿，抄紙漿料設(shè)計(jì)120g/m²，將稱量好的紙漿攪拌2min后，加入上述改性凹凸棒土粉填料，填料加入量以絕干漿計(jì)為30％，攪拌2min，加200PPM的聚丙烯酸胺，攪拌1分鐘后取下，在方型抄片器上抄片，在0.3MPa的壓力下壓光一次，在105℃烘箱烘15min，然后在室溫下平衡水分。

紙樣的定量按照GB/T451.2-2002測定，白度按照GB/T7974-2002測定，不透明度按照GB/T1543-2005測定，抗張強(qiáng)度按照GB/T453-2002測定，灰分按照GB/T742-2003測定，紙樣物理指標(biāo)如表1所示。