[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合物及其制備方法，應(yīng)用其的漿料及紙張

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310045150.X
• 申請(qǐng)日: 2013-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103966889A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封衍;趙鵬;劉翔飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): D21H15/00
• 分類(lèi)號(hào): D21H15/00;D21H17/67;D21H17/20;D21H27/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種造紙領(lǐng)域使用的微纖化纖維-填料復(fù)合物及其制備方法，及應(yīng)用該微纖化纖維-填料復(fù)合物制得的漿料及紙張。

背景技術(shù)

采用機(jī)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(zhǎng)度介于100納米至數(shù)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(qiáng)度等性能。

目前，造紙工業(yè)中降低成本的方法是使用價(jià)格相對(duì)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(xué)穩(wěn)定的氫鍵結(jié)合；同時(shí)，礦物填料由于其缺乏韌性，也阻礙了微纖化纖維素之間結(jié)合程度。此外，微纖化纖維素表面含負(fù)電荷，對(duì)同樣攜帶負(fù)點(diǎn)或者近中性的填料的靜電斥力較強(qiáng)，且填料顆粒越細(xì)小，越有可能發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。因此，造紙漿料中如果同時(shí)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(fā)明內(nèi)容

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

另外，還有必要提供一種應(yīng)用上述微纖化纖維-填料復(fù)合物的漿料。

此外，還有必要提供一種應(yīng)用上述漿料制得的紙張。

一種微纖化纖維-填料復(fù)合物，其主要由微纖化纖維材料、填料以及膠乳復(fù)合而成，其中該復(fù)合物中微纖化纖維材料絕干質(zhì)量為填料質(zhì)量的0.1%-10%，膠乳質(zhì)量為填料質(zhì)量的0.1%-15%，該膠乳為玻璃化溫度小于20℃的膠乳。

一種微纖化纖維-填料復(fù)合物的制備方法，將填料、填料質(zhì)量的0.1%-20%的微纖化纖維素、及填料質(zhì)量的0.1%-15%的膠乳混合制得，該膠乳為玻璃化溫度小于20℃的膠乳。

一種漿料，其含有微纖化纖維-填料復(fù)合物，該復(fù)合物主要由微纖化纖維材料、填料以及膠乳復(fù)合而成，該復(fù)合物中微纖化纖維材料絕干質(zhì)量為填料質(zhì)量的0.1%-10%，膠乳質(zhì)量為填料質(zhì)量的0.1%-15%，該膠乳為玻璃化溫度小于20℃的膠乳。

一種應(yīng)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、膠乳。

本發(fā)明的微纖化纖維-填料復(fù)合物，通過(guò)引入玻璃化溫度較低的膠乳作為微纖化纖維與填料之間的結(jié)合劑，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(fù)合物添加于漿料中，能夠有效降低填料的流失，使?jié){料抄造制得的紙張具有較高的灰分保留率。

附圖說(shuō)明

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

圖2為本發(fā)明對(duì)比例的微纖化纖維-填料復(fù)合物（不含結(jié)合劑）的掃描電鏡圖（放大倍數(shù)：1500）。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明使用的微纖化纖維材料采用習(xí)知的TEMPO催化氧化法制備，具體為：纖維原料經(jīng)以TEMPO為催化劑的氧化反應(yīng)，再進(jìn)行機(jī)械處理獲得。

本發(fā)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(xué)漂白漿)進(jìn)行打漿處理。

（b）取100質(zhì)量份的化學(xué)漂白漿，調(diào)整漿濃到<2%。

（c）向稀釋后的化學(xué)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(zhì)量份。

（d）加入0.01-10質(zhì)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(zhì)量份氧化劑（次氯酸鈉），引發(fā)反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中控制反應(yīng)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(duì)于羥基更強(qiáng)烈的負(fù)電性，使纖維分子中的層狀結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生靜電排斥，能夠比較容易的發(fā)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(yīng)0.5-4小時(shí)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(jìn)一步通過(guò)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(jìn)一步通過(guò)機(jī)械處理，如高壓勻質(zhì)器、超聲波處理方式微纖化所得混合物。