[发明专利]阳离子造纸复合助留剂及其制备方法和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子造纸复合助留剂及其制备方法和应用方法。

背景技术

众所周知，膨润土助留剂具有留着填料和细微纤维的作用，是造纸行业必不可少的原材料之一，它能减少纸浆中的细小纤维的流失，减少原材料消耗，提高纸张质量，因而广泛应用于造纸行业中。但是，膨润土助留剂留着率低（60%-65%左右），白水负担重。在酸性、中性、碱性抄纸过程中受静团位阻和空间位阻的影响，会使纸张纤维和矿物纤维团聚，因而在造纸行业中达不到提高产品质量、降低产品成本和环保生产的目的。

发明内容

本发明的目的是：提供一种阳离子造纸复合助留剂及其制备方法和应用方法，该助留剂由水滑石和多种非金属矿物粉体组成，利用水滑石层板化学的可调变性、层间离子种类及数量的可调控性和晶体尺寸及分布的可调控性及层板含烃基、记忆效应的特征对多种非金属矿物粉体的抗团聚机理和分散规律进行位能匹配，从而达到在抄纸过程中提高产品质量、降低生产成本和绿色环保生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案如下：

阳离子造纸复合助留剂，它由膨润土、方解石、硅灰石、海泡石、凹凸棒石、沸石、水滑石和高岭土混合而成，各组份的重量份数为：膨润土5-15份、方解石20-35份、硅灰石10-20份、海泡石10-20份、凹凸棒石5-10份、沸石5-15份、水滑石5-10份、高岭土5-10份，合计100份。

其中，所述方解石、硅灰石、凹凸棒土、高岭土和海泡石均为粉体，其细度为325目95%通过。

其中，所述海泡石为纤维状海泡石，所述硅灰石为针状硅灰石，其长度为5-10μm，长径比为20/1。

其中，所述水滑石：层状，微观结构，双羟基、金属及含氧化物，简称LDHS；LDHS通式：[m2+(1-x)M3+x(OH)2](An-)x/nyH2O。

其中，典型水滑石：Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O层板：Mg、L、H；层间：阴离子、水。

其中，典型水滑石的微观结构：六方片层结构，八面体公用棱形成单元层，品牌型号：韩国世昌korea(SECHANG)/MA-20,Mg4Al2(OH)12CO3·3H2O，平均粒径0.7±0.3（0.4~1.0）μm，比表面积＜15㎡/g，有效物质99%。

  阳离子造纸复合助留剂的制备方法，它包括以下步骤：

步骤1：将膨润土、方解石、硅灰石、海泡石、凹凸棒土、沸石、水滑石和高岭土进行初选，去除杂质，破碎磨细为粉体，其细度为20目；

步骤2：取步骤1中膨润土5-15份、方解石20-35份、凹凸棒土5-10份、沸石5-15份、水滑石5-10份和高岭土5-10份，按比例混合，送入搅拌机搅拌均匀制成粉体混合料；

步骤3：将步骤2的混合料投入至煅烧炉进行煅烧，其煅烧时间为4小时，煅烧温度为575℃；

步骤4：取步骤3煅烧后的混合料破碎碾磨为超细粉，其细度为325目；

步骤5：在步骤4的超细粉中，按重量份数合计100份加入硅灰石10-20份、海泡石10-20份，经搅拌机高速搅拌制成阳离子造纸复合助留剂。

阳离子造纸复合助留剂的应用方法：对于具有纸浆搅拌工序的生产线，在纸浆搅拌的过程中投入该助留剂，但使用前需要加水搅拌均匀成糊状，使该助留剂的浓度与纸浆浓度相当；对于没有纸浆搅拌工序的生产线，在打浆过程中直接投放；该助留剂投放总量控制在原纸总重的15%以内。

本发明具有以下优点：

1、根据DLVD双电层理论的揭示，当两个颗粒相距较远时，离子氛尚未重叠，粒子间的“远距离”吸引力在起作用，即吸引力占优势；曲线在横轴以下，总位能为负值，随着颗粒距离变迁，粒子氛重叠，坼力开始起作用，总位能逐渐上升为正值，至一定距离处总位能最大，出现一个位能峰E0，当越过一个位能峰E0时，位能迅速下降；这说明当颗粒距离很近时，吸引能Ea随着颗粒变小而激增，使引能占优势，总位能下降为负值，颗粒将发生团聚；水滑石Hydrotalcite 典型组成Mg6Al2(OH)16Co3·4H2O，镁、铝丰富，水滑石的加入增加了吸附性，一方面降低了粒子间与分散介质之间的界面张力，增加了两相之间的亲密性，另一方面粒子的表面形成了空间屏障，增大了空间位阻，保持了分散体系的稳定性；水滑石对微粒体系稳定性的影响:1.带电聚合物被吸附后增加了颗粒之间的静电斥力位能，这一点与简单吸附离子的影响相同，也符合双电子层DLVO的理论；2.水滑石的加入减少了颗粒间的引力位能；3.颗粒与水滑石复合产生斥力位能—空间位阻能。