[发明专利]一种造纸专用碳酸钙填料的制备方法

说明书

本发明公开了一种造纸专用碳酸钙填料的制备方法，先将氢氧化钙与淀粉在水中共混，然后向溶液中通入二氧化碳原位生成碳酸钙，从而得到碳酸钙‑淀粉无机‑有机杂化材料，最后接枝丙烯酰胺得到造纸专用碳酸钙填料。本发明的制备方法先通过将碳酸钙与淀粉复合得到无机‑有机杂化材料，然后用丙烯酰胺对其进一步接枝改性，既能有效提升填料与纸张纤维的结合能力和在纸张中的留着性，又能改善纸张的强度和表面性能，具有较高的实用价值。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，尤其涉及一种造纸专用碳酸钙填料的制备方法。

背景技术

碳酸钙是常用的造纸填料，在造纸生产中加入碳酸钙，不仅可以改善纸张的白度、平滑度、印刷适应性等性能，还能减少纤维用量，降低造纸成本。为达到上述目的，在造纸过程中总是尽量增加碳酸钙的用量。然而，加填碳酸钙对纸张和造纸过程也有不利影响，例如，加填碳酸钙会在纸页的形成过程中破坏纤维间的结合力，造成纸的强度下降，印刷时易掉毛掉粉，还会降低纸张的韧性和吸收油墨的能力。同时，碳酸钙与纤维的结合力弱，使得填料在纸页中的留着率低，流失严重，原料利用率低，也增加了废水处理量和处理成本。CN106368056通过将碳酸钙与淀粉共混的方法提高填料的留着率和物理性能，但是这种直接混合的方法对碳酸钙与纸张的结合能力提升有限，需要对其进行改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种留着率高、填充量大的造纸专用碳酸钙填料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种造纸专用碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将20-30重量份氢氧化钙、5-10重量份淀粉和0.5-1重量份三聚磷酸钠共同加入100-150重量份水中充分混合均匀，然后在搅拌条件下通入二氧化碳至浆料pH为6.5-7.5，得碳酸钙-淀粉复合溶胶；

（2）将3-5重量份丙烯酰胺和0.5-1重量份聚山梨酯-80加入100-150重量份步骤（1）得到的碳酸钙-淀粉复合溶胶中混合均匀并将pH调至7-8，然后加入0.1-0.15重量份引发剂，在氮气保护条件下于70-80℃搅拌反应2-4h，冷却、过滤、干燥并研磨均匀，得到造纸专用碳酸钙填料。

所述步骤（1）中的搅拌转速为1000-1500r/min。

所述步骤（1）中的搅拌温度为30-60℃。

所述引发剂为过硫酸钾。

所述淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或几种。

本发明的优点是：

本发明先将氢氧化钙与淀粉在水中共混，然后向溶液中通入二氧化碳原位生成碳酸钙，从而得到碳酸钙-淀粉无机-有机杂化材料，最后接枝丙烯酰胺得到造纸专用碳酸钙填料。本发明的制备方法先通过将碳酸钙与淀粉复合得到无机-有机杂化材料，淀粉的羟基能与纸张纤维形成氢键，可以与纤维形成架桥网络结构，提升与纸张纤维的结合性能，然后用丙烯酰胺对其进一步接枝改性，丙烯酰胺的酰胺基团能与纸张纤维形成氢键，兼具提升与纸张纤维的结合性能和增加纸张强度的效果，本发明的制备方法既能有效提升填料与纸张纤维的结合能力和在纸张中的留着性，又能改善纸张的强度和表面性能，具有较高的实用价值。

具体实施方式

一种造纸专用碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将20kg氢氧化钙、5kg淀粉和0.5kg三聚磷酸钠共同加入100kg水中充分混合均匀，然后在搅拌条件下通入二氧化碳至浆料pH为6.5，得碳酸钙-淀粉复合溶胶；