[發明專利]復合物及其制備方法，應用其的漿料及紙張

有效

• 申請號: 201310045147.8
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103966888A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 封衍;蔣德全
• 申請（專利權）人: 金東紙業（江蘇）股份有限公司
• 主分類號: D21H15/00
• 分類號: D21H15/00;D21H17/67;D21H17/20;D21H27/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術領域

本發明涉及一種造紙領域使用的微纖化纖維-填料復合物及其制備方法，及應用該微纖化纖維-填料復合物制得的漿料及紙張。

背景技術

采用機械法、TEMPO催化氧化法制備獲得的微纖化纖維素包括水溶性及水不溶性纖維素，其纖維尺寸長度介于100納米至數毫米、寬度介于3-4納米至幾十微米。由于表面含有大量的羧基，且保水值高，比表面積大，因此TEMPO催化氧化法制備的微纖化纖維素常被添加于造紙漿料以提高紙張的強度等性能。

目前，造紙工業中降低成本的方法是使用價格相對低廉的礦物填料。但是，添加填料后的紙張由于礦物填料顆粒的存在，阻礙了微纖化纖維素之間形成化學穩定的氫鍵結合；同時，礦物填料由于其缺乏韌性，也阻礙了微纖化纖維素之間結合程度。此外，微纖化纖維素表面含負電荷，對同樣攜帶負點或者近中性的填料的靜電斥力較強，且填料顆粒越細小，越有可能發生團聚現象。因此，造紙漿料中如果同時添加微纖化纖維素和填料，填料在微纖化纖維表面分布非常不均勻，影響填料保留率的提升。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種有效解決上述問題的微纖化纖維-填料復合物及其制備方法。

另外，還有必要提供一種應用上述微纖化纖維-填料復合物的漿料。

此外，還有必要提供一種應用上述漿料制得的紙張。

一種微纖化纖維-填料復合物，其主要由微纖化纖維材料、Zeta電位為負值的填料以及陽離子高分子物質復合而成，其中該復合物中微纖化纖維材料絕干質量為填料質量的0.1%-10%，陽離子高分子物質質量為填料質量的0.1%-15%。

一種微纖化纖維-填料復合物的制備方法，將Zeta電位為負值的填料、填料質量的0.1%-20%的微纖化纖維素、及填料質量的0.1%-15%的結合劑混合制得。

一種漿料，其含有微纖化纖維-填料復合物，該復合物主要由微纖化纖維材料、Zeta電位為負值的填料以及陽離子高分子物質復合而成，該復合物中微纖化纖維材料絕干質量為填料質量的0.1%-10%，陽離子高分子物質質量為填料質量的0.1%-15%。

一種應用上述漿料抄造制得的紙張，該紙張中含有微纖化纖維材料、填料、陽離子高分子物質。

本發明的微纖化纖維-填料復合物，通過引入攜帶正電性的陽離子高分子作為微纖化纖維與填料之間的橋梁，使填料能夠均勻地附著于微纖化纖維表面。將該微纖化纖維-填料復合物添加于漿料中，能夠有效降低填料的流失，使漿料抄造制得的紙張具有較高的灰分保留率。

附圖說明

圖1為本發明一較佳實施例的微纖化纖維-填料復合物的掃描電鏡圖（放大倍數：1500）。

圖2為本發明對比例的微纖化纖維-填料復合物（不含結合劑）的掃描電鏡圖（放大倍數：1500）。

具體實施方式

本發明使用的微纖化纖維材料采用習知的TEMPO催化氧化法制備，具體為：纖維原料經以TEMPO為催化劑的氧化反應，再進行機械處理獲得。

本發明提供使用TEMPO為催化劑制備微纖化纖維素的方法示例，具體包括如下步驟：

（a）取BKP漿(化學漂白漿)進行打漿處理。

（b）取100質量份的化學漂白漿，調整漿濃到<2%。

（c）向稀釋后的化學漂白漿中加入TEMPO（2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-N-氧自由基及其衍生物），加入的量為0.001-1質量份。

（d）加入0.01-10質量份輔助催化劑，輔助催化劑包括鹵化物和（或）硼酸鹽化合物，所述鹵化物為溴化物、碘化物的一種或兩種或其混合物。

（e）加入0.1-20質量份氧化劑（次氯酸鈉），引發反應。反應過程中控制反應溶液體系的pH為9.5-11。氧化劑將纖維素分子中的C6位置上的醇（羥基），高度選擇氧化為羧基，羧基具有相對于羥基更強烈的負電性，使纖維分子中的層狀結構更容易發生靜電排斥，能夠比較容易的發生原纖化作用，生成原纖化的水溶性和非水溶性的纖維素及衍生物。

（f）反應0.5-4小時后，得到一種混合物，含有氧化纖維、TEMPO、輔助催化劑及水；

（g）混合物可進一步通過脫鹽裝置部分或全部除去輔助催化劑及多余鹽分；

（h）混合物可進一步通過機械處理，如高壓勻質器、超聲波處理方式微纖化所得混合物。