行业领域

新材料技术

需求描述

1.服务需求背景:

在造纸过程中加入填料能够降低生产成本，增加纸张的白度、不透明度等光学性能，改善纸张尺寸稳定性，同时提高纸张的印刷适应性，但是加填也会带来一些负面作用，例如降低纸张强度。对于一般填料，若造纸过程没有使用助留系统或使用不当，填料在纸张中留着比较困难。硅灰石是近年来开发的一种新型造纸填料，它是一种三斜链状偏硅酸钙矿物，分子式为CaSiO3或Ca3Si3O9，化学成分含量：SiO240％～50％、CaO45％～50％、Al2O32％～5％、MgO2％～5％，呈白色或灰白色，玻璃光泽到珍珠光泽，密度***～***，硬度***～***，熔点1544℃，具有较好的热稳定性和化学稳定性。颗粒呈针状或纤维状，生产工艺不同，长径比不同，通常长径比为(7～8)∶1，有的可达(15～20)∶1。由于硅灰石的纤维状外形，吸引了许多造纸研究人员和企业的注意，并进行了系列研究。研究表明，硅灰石可以作为功能填料部分替代纸浆纤维，降低生产成本；与传统的造纸填料不同，加入一定量的纤维状硅灰石，对纸张强度影响不大；硅灰石的留着率比传统填料高，可达70％～80％。但是，硅灰石在实际应用过程中存在两个问题：(1)硅灰石在分级破碎过程中会表现出沿着解理面解理破碎的趋势，使得硅灰石粉体形成尖锐的棱角，硅灰石填料硬度较高、粒度较大，在抄纸过程中会对纸机网部(成型网和脱水元件)产生磨损，降低其使用寿命；(2)由于硅灰石的密度高于纤维，当加填量较高时，如果纸页定量不变，随着填料量的增加，纸页的松厚度降低。

2.服务需求具体内容:

1.一种用于造纸填料的改性硅灰石的制备方法，其特征在于：具体方法如下：⑴将未改性硅灰石粉体放入水中，搅拌混合，得到质量浓度为1-35％的硅灰石粉体悬浮液，将悬浮液的温度升至20-99℃；⑵加入硅灰石重量的***％的***磷酸盐溶液，搅拌混合均匀，将浓度为5-98％无机酸溶液加到硅灰石粉体悬浮液中，无机酸用量为硅灰石重量的1-50％，然后继续搅拌反应至pH值≥***时，反应停止；⑶继续向前述的反应体系中加入质量浓度为***％无机碱性物质，调节pH值至***，反应5-90min后停止搅拌，静置冷却以使改性硅灰石得以陈化稳定；⑷将步骤⑶获得的反应产物进行过滤和干燥，即得到改性的硅灰石。

2.根据权利要求1所述的用于造纸填料的改性硅灰石的制备方法，其特征在于：所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸钠、多聚磷酸钠或焦磷酸钠中的一种或至少两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的用于造纸填料的改性硅灰石的制备方法，其特征在于：所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸或磷酸中的一种或至少两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的用于造纸填料的改性硅灰石的制备方法，其特征在于：所述无机碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡和硅酸钠中的一种或至少两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的用于造纸填料的改性硅灰石的制备方法，其特征在于：所述未改性硅灰石粉体选用平均粒径≦50μm的未改性的硅灰石粉体。

3.具体的服务需求完成后所要达到的标准或效果:

(1)本发明以硅灰石为原料，通过无机化学反应改变填料化学组成、颗粒表面状况等，实现了对硅灰石粉体的粒子重构，在硅灰石粉体颗粒原有的纤维状或针状形态的基础上，表面包覆一层疏松多孔物质，在保持原有的特性的同时，白度提高，磨损和堆积密度下降，所加填抄造的纸页性能好

(2)本发明涉及的硅灰石改性方法具有工艺简单、改性化学药品价廉易得、生产设备投资小等优点，用本发明所制备的硅灰石填料，继承了未改性硅灰石的优点，克服了原有的缺点，所抄造的纸页具有良好的机械强度、光学性能、印刷适应性和外观性能，延长成型网的寿命，降低纸张生产成本，具有光明的工业应用前景

4.发明人

王高升;薛洪龙;熊钢

联系人：宋巍；刘胜斌

联系电话：022-60600153；022-60600161