[發(fā)明專利]一種造紙用礦物纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510543441.0
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105239451B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;曾軍堂
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: D21H17/69
• 分類號: D21H17/69
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造紙原料領(lǐng)域，具體涉及一種造紙用凝膠化礦物纖維的制備方法。

背景技術(shù)

隨著造紙技術(shù)的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的要求,礦物纖維成為一種可替代植物纖維用于造紙的重要原料。近年來，有關(guān)礦物纖維替代植物纖維用于造紙的研究引起人們的重視。利用礦物纖維造紙，可以在很大程度上緩解我國砍伐林木的壓力，節(jié)約紙漿，同時減少了木材制漿帶來的水消耗和生態(tài)環(huán)境破壞，還降低了造紙成本，減少造紙對環(huán)境的污染。但礦物纖維用于造紙也存在著一些缺陷，例如礦物纖維的硬度大、脆性強、表面無有機基團、光滑難粘、很難與植物纖維結(jié)合，導(dǎo)致目前礦物纖維在造紙領(lǐng)域的替代量有限。為了提高礦物纖維在造紙領(lǐng)域的替代量，需要解決礦物纖維的柔性化和在水性條件下的粘接性。通過改進礦物纖維的柔性、粘接性，是實現(xiàn)礦物纖維替代植物纖維的關(guān)鍵技術(shù)。

目前對礦物纖維的處理主要通過表面處理劑、柔軟劑、分散劑、增強劑等，以獲得礦物纖維類似植物纖維的柔性、分散性，增加礦物纖維與植物纖維的結(jié)合力。

中國發(fā)明專利CN201310563777.4公開了一種增加白泥纖維強度的改性方法，將聚乙烯醇、水、H₂O₂及氫氧化鈉溶解，得到軟化增強劑，將白泥纖維加入軟化增強劑，攪拌均勻并浸泡后，得到的改性白泥纖維的強度大，是一種可替代植物纖維的優(yōu)質(zhì)纖維原料。

中國發(fā)明專利CN201010556422.9公開了一種粉煤灰纖維應(yīng)用于造紙過程中的增強改性方法，增強劑是由聚乙烯醇和氯乙酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，得到帶羧基基團的聚乙烯醇溶液，然后將粉煤灰纖維分散在增強劑中，加入硅烷偶聯(lián)劑，添加植物纖維在造紙試驗機上造紙，得到混合紙張，改性劑處理粉煤灰纖維后，能提高粉煤灰纖維成紙紙張的強度。

中國發(fā)明專利CN101747471B公開了一種粉煤灰纖維增強改性劑的制備方法，將丙烯酸與丙烯酸羥乙酯進行共聚，再往其中加入N，N-二甲基-1，3-丙二胺進行酰胺化，得到多羥基陽離子聚合物類型的粉煤灰纖維增強改性劑。用制備的多羥基陽離子聚合物，可以改善粉煤灰纖維在水中的分散性，可以增加粉煤灰纖維與木漿或草漿纖維之間的結(jié)合力，改善摻有粉煤灰纖維紙張的強度。根據(jù)上述，由于礦物纖維表面呈弱負電性且表面不帶有羧基、羥基等活性官能團，不能通過電荷吸引或氫鍵作用與纖維形成有效結(jié)合。而且，礦物纖維用于造紙，由于存在剛性、脆性、和較高的硬度，隨著添加量的增加，紙張的韌性降低，駐留性降低，紙張表現(xiàn)為掉粉、對抄網(wǎng)磨損等負面影響。盡管礦物纖維通過在軟化劑中浸泡，可以賦予一定的韌性，但由于礦物纖維表面無有機基團，缺乏與軟化劑有效地滲透和連接。因此，現(xiàn)有技術(shù)對礦物纖維增韌處理后用于造紙時，對植物纖維的替換量有限。隨著造紙技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保需求，要求增加礦物纖維替換植物纖維的量，因而對礦物纖維的性能提出了更高的要求。特別是急需將礦物纖維處理成具有同植物纖維一樣的柔性纖維。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種造紙用礦物纖維的制備方法，該方法是將礦物纖維表面的基團通過氯化鈣-硅酸鈉復(fù)合激活，并通過與親水性高分子材料交聯(lián)凝膠化，使礦物纖維表面形成牢固的凝膠，該交聯(lián)凝膠賦予礦物纖維韌性，而且易在水性條件下分散，在造紙中可以60%的高添加量使用，與植物纖維交織粘接性能優(yōu)異，紙張仍然保持柔性和強度,推進了礦物纖維替換植物纖維用于造紙的進程。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種造紙用礦物纖維的制備方法,其特征在于包括以下步驟：

（1）將90-95重量份的礦物纖維與2-3重量份的氯化鈣、3-5重量份的硅酸鈉在振動磨中混合研磨，通過施加機械能，使礦物纖維表面被高度活化；

（2）將1-3重量份的乳化蠟、5-8重量份的親水性高分子材料與步驟（1）得到的活化礦物纖維與適量水在80-90℃條件下攪拌0.5-1h形成漿料；

（3）在步驟（2）得到的漿料中加入0.2-0.5重量份的衣康酸、1.5-3.5重量份的丙烯酰胺和適量交聯(lián)劑，在50-60℃條件下攪拌，緩慢加入引發(fā)劑，引發(fā)交聯(lián)聚合反應(yīng)20-35min；交聯(lián)劑用量為丙稀酰胺質(zhì)量的1-1.5%，引發(fā)劑用量為丙烯酰胺質(zhì)量的2-2.5%；

（4）將步驟（3）得到的物料進行過濾脫水、烘干、微粉機粉碎得到造紙用凝膠化礦物纖維。

所述的礦物纖維是玄武巖纖維、硅灰石纖維、粉煤灰纖維、玻璃纖維、石膏纖維、海泡石纖維、水鎂石纖維中的至少一種；

所述的硅酸鈉的模數(shù)為1.5-2.5；

所述的乳化蠟為非離子型的蜂蠟；