[发明专利]研磨重质碳酸钙用分散剂及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散剂，特别是涉及一种用于研磨重质碳酸钙的分散剂及其合成方法和应用。

背景技术

在造纸工业中，重质碳酸钙作为填料用于涂布纸当中，可以赋予白度，反光度，不透明度等。而一定细度重质碳酸钙还能保证涂布涂料粘度的稳定性及涂布过程的顺利进行等。例如98级重质碳酸钙（粒径≤2μm的碳酸钙含量在98%以上），其中含量高（固含量在75%左右），分布窄（粒径在1μm至2μm之间）的碳酸钙，对提升纸张各项性能尤为重要。

目前，用于研磨碳酸钙的分散剂，主要以聚丙烯酸钠盐为主，或是以丙烯酸单体为主和其它单体共聚合成，这些单体往往含有羧基、磺酸基等功能基团。例如申请号201010617634.3的一种新型分散剂及其制备方法和应用；申请号200910196773.0的研磨超细重质碳酸钙用分散剂及其制备方法申请号200910196771.1的研磨超细重质碳酸钙用分散剂及其制备方法。

然而在使用现有分散剂研磨98级碳酸钙时，普遍存在浆钙粒径分布较宽，随着研磨的不断进行出现黏度偏大等现象，直接影响涂布涂料的顺利进行，甚至会影响到纸张的基本性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种保证研磨浆钙粒径分布窄、降低研磨过程中浆钙黏度的增大幅度的分散剂。

为达上述目的，本发明一种研磨重质碳酸钙用分散剂的合成方法，包括以下步骤：

（1）将水、丙烯酸、共聚单体X、共聚单体Y混合，再加入引发体系的还原剂配成滴加液A，其中溶液A中丙烯酸重量含量为20-50％，共聚单体X重量含量为10-15%，共聚单体Y重量含量为5-8%，还原剂重量含量为0.5-5%；

（2）将水和引发体系氧化剂配成滴加液B，其中溶液B中氧化剂的重量含量为5-10%；

（3）将质量浓度为30-45%的碱液作为滴加液C；

（4）将适量水加入到反应器中，其中加入水量占步骤（1）、（2）、（4）中总水量的43.5-47.7%，升温到70-80℃；

（5）将溶液A、B、C在70-80℃、2-4小时内采取滴加的方式加入到步骤（4）的反应器中完成聚合反应（即其中A、B、C三种溶液在同一时间内滴加完）；

（6）向步骤（5）得到的聚合反应产物中加入有机胺类化合物调节pH为6.5-7.5，反应1-2小时；

（7）将步骤（6）的反应液升温到90-95℃后，加入磷酸酯化剂，磷酸酯化剂的加入量为共聚单体总重量（即共聚单体X和共聚单体Y的总重量）的0.5-3%，反应2-3小时，降温至40℃以下，获得研磨重质碳酸钙用分散剂。

本发明的方法，其中优选所述步骤（5）中A、B、C三种溶液添加的重量比为（95-105）：（4-8）:（12-16）。

本发明的方法，其中优选所述共聚单体X为甲基丙烯酸、衣康酸或富马酸；所述共聚单体Y为甲基丙烯磺酸钠或苯磺酸钠。

本发明的方法，其中优选所述引发体系还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾或次亚磷酸钠；所述引发体系氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。

本发明的方法，其中优选所述溶液C中碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水的一种或两种以上的组合。

本发明的方法，其中优选所述有机胺类化合物为二乙醇胺或三乙醇胺，加入量为共聚单体总重量（即共聚单体X和共聚单体Y的总重量）的0.6-3.5%。

本发明的方法，其中优选所述磷酸酯化剂为五氧化二磷、焦磷酸、三氯化磷或多聚磷酸钠。

本发明还涉及由上述方法得到的研磨重质碳酸钙用分散剂。

本发明所述分散剂的应用，在纸张涂料领域中，作为研磨重质碳酸钙的分散剂，优选添加量为重质碳酸钙重量的0.4-1.1%。

本发明与现有技术不同之处在于，本发明以丙烯酸为主题单元，引入共聚单体X，用于保证大分子主链中羧基基团对碳酸钙的吸附作用，共聚单体Y，用于保证在研磨重分散剂对浆钙的静电排斥作用。而在合成后期再大分子链上引入磷酸酯单体，保证研磨浆钙粒径分布窄的特性。同时克服了随着研磨的不断进行出现的黏度偏大现象，使涂布涂料顺利进行，提高了纸张的基本性能。

具体实施方式

以下结合实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

将43g丙烯酸、11g富马酸、8g甲基丙烯磺酸钠、1.5g亚硫酸氢钠一同用于38.5g去离子水中，混合均匀得溶液A。

将0.5g过硫酸铵溶于4.5g去离子水中，混合均匀的溶液B。