一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及造纸技术领域，公开了一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺。包括以下步骤：a）将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化氢化学机械浆混合均匀，得到造纸浆；b）在步骤a）中得到的造纸浆中添加施胶剂、干强剂和湿强剂，搅拌均匀，然后添加滑石粉复合填料，得到复合造纸浆；c）将步骤b）中得到的复合造纸浆倒入夹网造纸机中进行纸张抄造，得到半成品纸张；d）将步骤c）中得到的半成品纸张放入油压机中进行压榨处理，然后进行微波干燥处理，即得。本发明专利技术得到的纸张填料具有较高的留着率，同时纸张具有较高的机械强度。

【技术实现步骤摘要】
一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺
本专利技术涉及造纸
，尤其是涉及一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺。
技术介绍
目前造纸工业制和纸板的供应和需求逐年增长，植物纤维资源有限，造纸填料作为重要的造纸原料之一，对其需求量有增无减。常用的造纸填料有碳酸钙、高岭土、滑石粉、二氧化钛等。添加无机填料不但可显著减少造纸费用，还可以显著改善纸张的尺寸稳定性、平滑度、光学性能以及印刷适应性。在造纸生产中加填的最初目的是使纸张获得某些特殊性性能，节省纤维原料并降低至的成本，由于填料的某些特殊的性能，纸张加填也可改浆料滤水性能，提高纸张的不透明度、白度、光泽度、平滑度、透气度、尺寸稳定性、油墨吸收性、印刷适应性及书写适应性等，并可降低造纸能耗，具有十分广阔的应用前景。但由于传统填料的留着率较低，消耗填料较多，并且无机填料的存在阻碍了纤维间结合，加填之后对纸张的强度有受到不利影响。中国专利公开号CN106958166公开了一种含有膨润土的纸张及其制备方法，第一步将膨润土干燥，研磨成粉，第二步将膨润土粉末、滑石粉、针叶木浆、废纸和水混合，进行搅拌打浆，制得纸浆浓度在5-8％，第三步将助留剂、纸浆分散剂和抗氧剂加入，搅拌均匀后，将制浆倒入模具，压制成型；第四步将压制成型的制浆进行干燥，再切割成型，即得到成品。上述专利文献中利用膨润土和滑石粉作为纸张的填料，由于膨润土和滑石粉无机填料粒径较小，在压制成型步骤中大量填料从纸张中流失，导致填料的留着率较低，耗费较多填料，另外无机填料的存在阻碍了纤维间结合，导致纸张机械强度下降。中国专利公开号CN106049171公开了一种用于纸张填料添加的改性滑石粉的制备方法，包括1.按重量份称取羧甲基壳聚糖，海藻糖、维生素C、速溶CMC和水在常温下制备成水溶液；2.加入滑石粉，纯净水，充分搅拌混合均匀后，将步骤1配好的溶液继续充分搅拌混合均匀，再一次性添加硫酸镁溶液并继续搅拌5min，将改性滑石粉悬浮液经洗涤、过滤处理；3.将改性滑石粉重新分散在水中，用微波进行干燥处理，得到改性滑石粉。上述专利文献中利用利用羧甲基壳聚糖和海藻糖对滑石粉表面进行改性处理，使滑石粉表面有机化，从而提高滑石粉填料与浆料纤维之间的结合作用力，避免无机填料破坏纸张纤维之间的结合作用力，虽然此方法能够提高纸张的强度，但是改性之后的颗粒状滑石粉填料粒径任然较小，在抄纸过程中填料的留着率较低，造成填料的浪费严重。
技术实现思路
本专利技术是为了克服以上纸张填料留着率和纸张强度不能同时得到优化的技术问题，提供一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺。本专利技术得到的纸张填料具有较高的留着率，同时纸张具有较高的机械强度。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，包括以下步骤：a)将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化氢化学机械浆按照质量比1:3-5:0.5-1混合均匀，得到造纸浆；b)在步骤a)中得到的造纸浆中添加施胶剂、干强剂和湿强剂，搅拌均匀，然后添加滑石粉复合填料，搅拌均匀，得到复合造纸浆；c)将步骤b)中得到的复合造纸浆倒入夹网造纸机中进行纸张抄造，得到半成品纸张；d)将步骤c)中得到的半成品纸张放入油压机中进行压榨处理，然后进行微波干燥处理，即得。作为优选，所述步骤b)中滑石粉复合填料的添加量为造纸浆的15-25wt％。作为优选，所述步骤d)中压榨过程中设置压力为0.35-0.40MPa。作为优选，所述步骤d)中微波干燥功率为400-500W；微波干燥时间为40-50min。作为优选，所述步骤b)中滑石粉复合填料的制备方法包括以下步骤：1)将环氧硅烷偶联剂添加到去离子水中搅拌溶解，得到硅烷偶联剂溶液，调节硅烷偶联剂溶液pH至3-5，然后向硅烷偶联剂溶液中加入滑石粉，升温至50-60℃，搅拌反应1-2h，抽滤，干燥制得烷基化滑石粉；将烷基化滑石粉加入三乙烯四胺溶液中，升温至80-85℃，保温反应1-3h，抽滤，干燥制得负载有三乙烯四胺的滑石粉；2)将纤维素纤维加入海藻酸钠溶液中，搅拌分散，加入二环己基碳二亚胺脱水剂，升温至60-90℃，保温反应3-6h，取出后进行干燥，得到负载有海藻酸钠的纤维素纤维；3)将负载有三乙烯四胺的滑石粉加入去离子水中超声振荡分散，得到悬浮液，调节悬浮液pH至5-6，将负载有海藻酸钠的纤维素纤维加入悬浮液中，搅拌均匀，静置2-5h，取出后进行干燥得到滑石粉复合纤维，将滑石粉复合纤维切断为短纤，制得滑石粉复合填料。作为优选，所述步骤1)中三乙烯四胺溶液的浓度为1.0-5.5wt％。作为优选，所述步骤2)中海藻酸钠溶液浓度为3.5-7.0wt％。作为优选，所述滑石粉复合纤维经过改性处理：在聚醋酸乙烯酯溶液中加入氢氧化钠进行醇解得到醇解液，在醇解液中加入羧甲基壳聚糖溶液，搅拌均匀，得到混合液；将滑石粉复合纤维放入混合液中浸泡2-3h，取出后放入三聚磷酸钠溶液中，调节pH至3-5，在45-60℃下进行交联反应1-2h，取出后置于烘箱中干燥，即得。作为优选，所述聚醋酸乙烯酯与羧甲基壳聚糖的质量比为1:0.3-0.6。作为优选，所述三聚磷酸钠溶液的浓度为0.5-1.5wt％。本专利技术将滑石粉负载在纤维素纤维表面得到纤维状的滑石粉复合填料，在抄纸步骤填料不易从纸张中流失，相比未改性的粒径较小的填料，大大提升填料的留着率；另外，本专利技术滑石粉复合填料能够与纸张纤维上的羟基形成较强的氢键作用力。本专利技术纸张填料留着率和纸张强度能够的得到同时优化，减少填料的不必要浪费。本专利技术在滑石粉复合填料的制备方法过程中将滑石粉与纤维素纤维结合得到滑石粉复合填料，采用常规的沉积方法将滑石粉沉积结合在纤维素纤维表面存在的问题是滑石粉需要较长时间沉积在纤维素纤维表面，且滑石粉沉积结合在纤维素纤维表面的量较少，纤维的负载量较低。对此本专利技术分别对滑石粉和纤维素纤维进行改性处理，分别制备得到负载有三乙烯四胺的滑石粉和负载有海藻酸钠的纤维素纤维。负载有三乙烯四胺的滑石粉制备是先将环氧硅烷偶联剂接枝在滑石粉表面，然后利用环氧硅烷偶联剂分子上的环氧基团与三乙烯四胺分子上的氨基发生开环反应，从而将三乙烯四胺接枝在滑石粉表面，使滑石粉表面负载氨基基团；负载有海藻酸钠的纤维素纤维制备是利用纤维素纤维表面的羧基和羟基与海藻酸钠分子上的羟基发生脱水缩合反应，从而将海藻酸钠接枝在纤维素纤维表面。在酸性条件下，滑石粉表面负载的氨基质子化，从而使三乙烯四胺分子显正电，纤维素纤维表面接枝的海藻酸钠由于为阴离子化合物，在水溶液中显负电，本专利技术利用两者之间的静电作用使滑石粉与纤维素纤维之间存在相互引力作用，在沉积过程中滑石粉大量沉积结合在纤维素纤维表面，沉积时间短且纤维素纤维表面的滑石粉沉积量得到大大提高，从而使滑石粉复合填料中滑石粉的含量得到显著提升。另外，纤维素纤维表面暴露的区域，纤维素纤维上的羟基与纸张纤维之间形成氢键作用力，从而提高滑石粉填料与纸张纤维之间的结合作用力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：/na）将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化氢化学机械浆按照质量比1:3-5:0.5-1混合均匀，得到造纸浆；/nb）在步骤a）中得到的造纸浆中添加施胶剂、干强剂和湿强剂，搅拌均匀，然后添加滑石粉复合填料，搅拌均匀，得到复合造纸浆；/nc）将步骤b）中得到的复合造纸浆倒入夹网造纸机中进行纸张抄造，得到半成品纸张；/nd）将步骤c）中得到的半成品纸张放入油压机中进行压榨处理，然后进行微波干燥处理，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a）将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化氢化学机械浆按照质量比1:3-5:0.5-1混合均匀，得到造纸浆；
b）在步骤a）中得到的造纸浆中添加施胶剂、干强剂和湿强剂，搅拌均匀，然后添加滑石粉复合填料，搅拌均匀，得到复合造纸浆；
c）将步骤b）中得到的复合造纸浆倒入夹网造纸机中进行纸张抄造，得到半成品纸张；
d）将步骤c）中得到的半成品纸张放入油压机中进行压榨处理，然后进行微波干燥处理，即得。


2.根据权利要求1所述的一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，所述步骤b）中滑石粉复合填料的添加量为造纸浆的15-25wt%。


3.根据权利要求1所述的一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，所述步骤d）中压榨过程中设置压力为0.35-0.40MPa。


4.根据权利要求1所述的一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，所述步骤d）中微波干燥功率为400-500W；微波干燥时间为40-50min。


5.根据权利要求1所述的一种滑石粉复合材料填充纸张的制备工艺，其特征在于，所述步骤b）中滑石粉复合填料的制备方法包括以下步骤：
1）将环氧硅烷偶联剂添加到去离子水中搅拌溶解，得到硅烷偶联剂溶液，调节硅烷偶联剂溶液pH至3-5，然后向硅烷偶联剂溶液中加入滑石粉，升温至50-60℃，搅拌反应1-2h，抽滤，干燥制得烷基化滑石粉；将烷基化滑石粉加入三乙烯四胺溶液中，升温至80-85℃，保温反应1-3h，抽滤，干燥制得负载有...

【专利技术属性】
技术研发人员：段尚军，
申请(专利权)人：段尚军，
类型：发明
国别省市：河南;41