本發(fā)明涉及造紙?jiān)系募夹g(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種低磨耗重鈣漿料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

造紙中加入填料可以提高紙張的不透明度和亮度，改進(jìn)紙張的平滑度和均勻狀態(tài)，增加紙張的柔軟性，降低紙張的吸濕性和變形程度，同時還有利于降低生產(chǎn)成本。鈦白粉有高的折光率和散射系數(shù)，是很好的造紙?zhí)盍希捎谄鋬r格昂貴，一般只用于高檔薄頁印刷紙，以提高紙張的不透明度；而碳酸鈣由于其價格低廉，且同樣能提高紙張的不透明度、增加紙張的吸油墨性能，作為造紙?zhí)盍暇哂幸欢ǖ某杀緝?yōu)勢。

隨著酸性造紙向中性造紙轉(zhuǎn)變，碳酸鈣日益成為中國造紙工業(yè)提高紙張質(zhì)量、降低造紙成本的重要原材料。重鈣與輕鈣在紙張中的應(yīng)用效果有較大的差別：輕鈣與重鈣所抄紙樣白度相差不大，兩者的白度均較高；但在不透明度方面，輕鈣所抄紙樣的不透明度較高，加入輕鈣后可以提高紙頁的不透明度。用輕鈣所抄紙樣其松厚度明顯高于重鈣；輕鈣的平均粒徑較重鈣小，相應(yīng)地具有更大的比表面積，對akd施膠劑的吸附作用比重鈣強(qiáng)，因而akd施膠劑的用量比重鈣大。在相同填料用量時，輕鈣比重鈣的灰分高，主要是由于重鈣的粒徑小，在紙頁脫水成形時，纖維對細(xì)小顆粒截留差；而輕鈣的粒徑雖然也很小，但輕鈣容易團(tuán)聚成較大的顆粒，對紙張纖維有很好的架橋作用，故在灰分保留方面輕鈣優(yōu)于重鈣；此外，重質(zhì)碳酸鈣粒徑小、且大多呈立方體狀結(jié)構(gòu)，相對輕質(zhì)碳酸鈣來說，對網(wǎng)的磨損要比輕質(zhì)碳酸鈣嚴(yán)重。但重質(zhì)碳酸鈣的ph值的穩(wěn)定性比輕質(zhì)碳酸鈣高；重質(zhì)碳酸鈣價格便宜，加工過程中能源消耗低，而輕質(zhì)碳酸鈣價格高，加工過程中能源消耗大，生產(chǎn)過程中消耗大量的無煙煤。所以重質(zhì)碳酸鈣與輕質(zhì)碳酸鈣在造紙中的應(yīng)用各有優(yōu)缺點(diǎn)，如何將二者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起是解決問題的關(guān)鍵。

中國專利cn1217007涂覆沉淀碳酸鈣的顏料粉粒及其制備方法，介紹了將高嶺土、天然碳酸鈣或二氧化鈦用水制成漿料，然后漿料的ph值調(diào)到6—11，向漿料中加入顆粒粒徑為30—100nm的輕質(zhì)碳酸鈣漿料，使輕質(zhì)碳酸鈣顆粒通過吸附涂覆在高嶺土、天然碳酸鈣或二氧化鈦表面，得到涂覆沉淀碳酸鈣顏料，可以用于造紙?zhí)盍霞霸旒堫伭稀Ｖ袊鴮＠鹀n1335874經(jīng)處理的新型紙張?zhí)盍匣蝾伭匣虻V物質(zhì)、特別是含有天然碳酸鈣的顏料、其制造方法及其組合物與應(yīng)用，介紹了將大理石、方解石、白堊或含有白云石的碳酸鹽制備成水懸浮液，向水懸浮液中加入硫酸、鹽酸、磷酸或草酸，然后向水懸浮液中通入二氧化碳，得到含有天然碳酸鈣的顏料，這種顏料能夠降低表面積恒定的紙張重量。

本專利的創(chuàng)新點(diǎn)是向重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑一端為極性很強(qiáng)的陽離子和陰離子，另一端為極性很弱的十二個碳的碳?xì)溟L鏈。表面活性劑極性很強(qiáng)的陽離子與重質(zhì)碳酸鈣表面的陰離子產(chǎn)生作用，表面活性劑吸附到重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面，表面活性劑所帶的陰離子能使吸附了表面活性劑的重質(zhì)碳酸鈣顆粒彼此分開，不會團(tuán)聚；另一端極性很弱的碳?xì)溟L鏈覆蓋在重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面，碳?xì)溟L鏈具有潤滑作用，能減少重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面對抄紙銅網(wǎng)的磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明一種低磨耗重鈣漿料的制備方法及應(yīng)用。其特征在于：首先將重質(zhì)碳酸鈣粉制漿，將重質(zhì)碳酸鈣粉加入水中，并向水中加入聚丙烯酸鈉分散劑，攪拌均勻配成重質(zhì)碳酸鈣漿料，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料獲得良好的流動性，然后采用濕式超細(xì)剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行超細(xì)磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量20～60%。然后向漿料中加入對當(dāng)于重質(zhì)碳酸鈣干粉重量0.5～2.0%的月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌0.5～1.0小時，得到造紙?zhí)盍现刭|(zhì)碳酸鈣漿料，可以直接用作造紙?zhí)盍希?/p>

所述的重質(zhì)碳酸鈣粉為100～600目；

所述的聚丙烯酸鈉分散劑加入量為重質(zhì)碳酸鈣干粉重量的0.2～2.0%；

所述的重質(zhì)碳酸鈣漿料的重量含量為35～75%；

用本技術(shù)制備的造紙?zhí)盍现刭|(zhì)碳酸鈣漿料對抄紙銅網(wǎng)的磨損較小。

月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑的制備方法，參照《精細(xì)石油化工進(jìn)展》,2003,4(11):38-40。

磨損采用磨損儀測定，測定方法：

首先測定漿料的質(zhì)量濃度，用燒杯稱取絕干物料為60g的漿料（按質(zhì)量濃度換算）；

從干燥器中取一張銅網(wǎng)，用水沖洗干凈，然后用電吹風(fēng)吹干，用曲別針夾好放入干燥器中，干燥30分鐘；

時間到后，用萬分之一天平稱出銅網(wǎng)的重量m1并記錄；

接通電路，加水啟動加料電機(jī)，沖洗磨耗儀，保證循環(huán)管路中無任何雜質(zhì)，同時觀察是否有漏水現(xiàn)象，如有及時解決。然后將循環(huán)料斗扳到排料位置，將水排凈，停止加料電機(jī)；

將稱出重量的銅網(wǎng)插入網(wǎng)槽中，用夾子夾緊，同時保證銅網(wǎng)緊貼在靜體表面；安裝動體，將進(jìn)料軟管插入動體的進(jìn)料管上并固定好。用螺栓將研磨動體固定在導(dǎo)軌前端，注意聯(lián)結(jié)叉兩端應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，同時螺栓不得有明顯的松動；

將循環(huán)料斗扳到循環(huán)位置。然后將燒杯中準(zhǔn)備好的料漿倒入循環(huán)料斗中，加水配置成3000ml質(zhì)量濃度為2%的待檢漿料；

將計(jì)數(shù)器值設(shè)定為2000，同時清零。再檢查一遍各管路的連接情況，循環(huán)料斗的位置，銅網(wǎng)的壓緊情況等；

啟動加料電機(jī)，等待1分鐘，啟動研磨電機(jī)。待研磨次數(shù)達(dá)到2000次后，研磨電機(jī)自動停機(jī)。停止加料電機(jī)，取下研磨動體。松開緊定銅網(wǎng)的夾子，取出銅網(wǎng)，立即用大水流將其兩面沖洗干凈，用電吹風(fēng)將其吹干后卷成筒狀，用原來的曲別針夾好放入干燥器中30分鐘。用天平稱出其質(zhì)量m2；

扳動循環(huán)料斗到排料位置，將漿料排凈，再加入適量的水，沖洗循環(huán)通路各部位，直到排出液中無測試物料為止；

重復(fù)上述的步驟，做下一次磨耗實(shí)驗(yàn)。一般同一種物料需做三次試驗(yàn)，取三次平均值作為該物料的磨耗值。

做完磨耗實(shí)驗(yàn)后，將計(jì)數(shù)器清零；斷開電源；卸下研磨動體，將其放在專用支架上；擦干磨耗儀；將使用過的工具安置妥當(dāng)。

計(jì)算磨耗值，其公式為：

磨耗x=（m1–m2）×100%÷1000

式中：x的單位為mg；

m1、m2單位為g。

實(shí)施例：

實(shí)施例1

將4噸100目重質(zhì)碳酸鈣粉加入到7.4噸去離子水中，攪拌制成漿料，并向漿料中加入8kg聚丙烯酸鈉分散劑，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機(jī)，用剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行研磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量20%。然后向制得重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入20kg月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌0.5小時，得到重鈣漿料，漿料可以直接用作造紙?zhí)盍稀?/p>

實(shí)施例2

將4噸400目重質(zhì)碳酸鈣粉加入到3噸去離子水中，攪拌制成漿料，并向漿料中加入20kg聚丙烯酸鈉分散劑，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機(jī)，用剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行研磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量60%。然后向制得重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入40kg月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌1.0小時，得到重鈣漿料，漿料可以直接用作造紙?zhí)盍稀?/p>

實(shí)施例3

將4噸600目重質(zhì)碳酸鈣粉加入到1.3噸去離子水中，攪拌制成漿料，并向漿料中加入80kg聚丙烯酸鈉分散劑，充分?jǐn)嚢瑁節(jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機(jī)，用剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行研磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量30%。然后向制得重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入80kg月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌0.7小時，得到重鈣漿料，漿料可以直接用作造紙?zhí)盍稀?/p>

實(shí)施例4

將4噸200目重質(zhì)碳酸鈣粉加入到5噸去離子水中，攪拌制成漿料，并向漿料中加入10kg聚丙烯酸鈉分散劑，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機(jī)，用剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行研磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量40%。然后向制得重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入30kg月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌0.8小時，得到重鈣漿料，漿料可以直接用作造紙?zhí)盍稀?/p>

實(shí)施例5

將4噸300目重質(zhì)碳酸鈣粉加入到4噸去離子水中，攪拌制成漿料，并向漿料中加入50kg聚丙烯酸鈉分散劑，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機(jī)，用剝片機(jī)對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行研磨，制得重質(zhì)碳酸鈣漿料，其中小于2μm含量50%。然后向制得重質(zhì)碳酸鈣漿料中加入70kg月桂酸咪唑啉兩性表面活性劑，攪拌0.9小時，得到重鈣漿料，漿料可以直接用作造紙?zhí)盍稀?/p>

實(shí)施例6

對比實(shí)施例1、2、3、4、5，分別是實(shí)施例1、2、3、4、5的漿料在進(jìn)高壓均質(zhì)機(jī)之前取的樣進(jìn)行的磨耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)。