一種微粒助留助濾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及制衆(zhòng)造紙工業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種提尚紙料留著和濾水性能的微粒 助留助濾方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微粒助留助濾體系產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代，與之前傳統(tǒng)的單元、雙元助留助濾體 系相比，微粒助留助濾體系能同時兼顧紙頁中填料和細(xì)小纖維的留著率、濾水性能和紙 頁勻度，微粒助留助濾體系由于其卓越的性能，因而得到了迅速的推廣應(yīng)用。目前，造紙 行業(yè)中所使用的典型的微粒助留助濾體系主要為膠體二氧化硅與陽離子淀粉所組成的 "Compozil"體系和改性膨潤土與陽離子聚丙烯酰胺（CPAM)組成的Hydrocol體系，其基本 原理是先通過加入陽離子高聚物，使紙漿纖維與細(xì)小組分形成大絮聚體，再通過高剪切作 用將大的絮聚體打碎，之后加入陰離子微粒將碎塊重新橋聯(lián)起來，形成更小、更致密的微小 絮聚體，從而提高紙料留著率，同時改善體系的濾水性能和成紙勻度。盡管目前應(yīng)用的微粒 助留助濾體系在提高紙料留著和濾水性能以及紙頁勻度方面作用明顯，但在一定程度上依 然存在工藝相對復(fù)雜以及成本較高的問題，制約了其在中低檔紙機及紙種上的推廣應(yīng)用。
[0003] 凹凸棒石是一種富鎂鋁的硅酸鹽礦物，具有優(yōu)良的陽離子交換性、吸水性、吸附脫 色性、膠質(zhì)價以及膨脹容等性能，其中一些物化性能與膨潤土類似，且價格更為低廉，因而 在微粒助留助濾技術(shù)中具有很大的應(yīng)用潛力。公開號為CN101711973A的發(fā)明專利公開了 一種可用于微粒助留助濾體系的改性凹凸棒石制備方法。用改性后的凹凸棒石微粒代替 Hydrocol傳統(tǒng)體系中的膨潤土，可在一定程度上降低原料成本，體現(xiàn)了微粒助留助濾技術(shù) 的一個新的發(fā)展趨勢。然而上述發(fā)明所公開的凹凸棒石酸化及微波改性處理步驟相對復(fù)雜 且需要借助相應(yīng)的微波處理設(shè)備，處理成本相對較高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于改性凹凸棒石的微粒助留助濾方法，該方法具有生 產(chǎn)工藝簡單且成本較低的優(yōu)點。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] (1)取凹凸棒石原料，烘干后研磨、過120目篩網(wǎng)，得到凹凸棒石粉體；
[0007] (2)將所述粉體置于水中，配制成質(zhì)量百分比為1%~10%的懸浮液；
[0008] (3)對所述懸浮液進行機械分散處理，使懸浮液中凹凸棒石微粒的平均粒徑 10 μ m ；
[0009] (4)將經(jīng)過打漿處理的紙漿纖維和填料預(yù)混均勻，然后在低剪切攪拌條件下加入 相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為〇. 02~0. 05%的陽離子聚丙烯酰胺（CPAM)，使紙料中形成 大絮聚體；
[0010] (5)在高剪切攪拌條件下打散大絮聚體，再加入相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為 0. 05~0. 5%的經(jīng)步驟3處理后的懸浮液，混合均勻，使紙料中形成致密的微小絮聚體；
[0011] (6)將紙料送入抄紙設(shè)備，經(jīng)過成形、壓榨、干燥處理后產(chǎn)出紙張。
[0012] 所述步驟3中的機械分散處理是目前已知的、廣泛應(yīng)用于涂料、化工、食品以及醫(yī) 藥等領(lǐng)域中的物理分散處理技術(shù)，具體形式包括研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、高速攪 拌等，其原理是利用機械攪拌分散設(shè)備，如高剪切分散乳化機、均質(zhì)機以及研磨機等設(shè)備所 產(chǎn)生的高剪切力或撞擊力等機械能對懸浮液進行均質(zhì)分散。本發(fā)明技術(shù)方案優(yōu)選高剪切分 散乳化機對懸浮液進行機械分散處理，處理時的攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選1100~28000rpm，處理時間 以1~60min為宜，該處理條件能夠充分保證處理后懸浮液中的凹凸棒石微粒具有更符合 要求的粒徑分布和分散性。
[0013] 所述步驟4中的紙漿纖維是由漂白化學(xué)漿、未漂白化學(xué)漿、機械漿以及化學(xué)機械 漿中的一種或數(shù)種以任意比例組成，上述幾種紙漿纖維可由針葉木、闊葉木、麥草、竹子、蘆 葦、甘蔗渣、廢紙等常規(guī)制漿原料制備獲得。所述填料為碳酸鈣、滑石粉、高嶺土或硅灰石， 通常的添加量為25%或30%。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案采用機械分散的方法對凹凸棒石進行改性處理，其優(yōu)點在于：（1) 工藝步驟簡單，無需復(fù)雜設(shè)備，只需現(xiàn)場安裝機械分散裝置即可；（2)無需添加任何化學(xué)助 劑，對造紙濕部環(huán)境影響?。唬?)用量少，改性處理后的凹凸棒石微粒能夠在紙料中以較低 的添加量達到較好的助留助濾效果；(4)降低了造紙生產(chǎn)成本及工業(yè)污染。
【附圖說明】：
[0015] 圖1本發(fā)明實施例1步驟3處理前的凹凸棒石顆粒電鏡掃描圖。
[0016] 圖2本發(fā)明實施例1步驟3處理后的凹凸棒石微粒電鏡掃描圖。
[0017] 圖3本發(fā)明實施例3步驟3處理前、后的凹凸棒石懸浮液以及膨潤土懸浮液的沉 降速度對比圖。
[0018] 圖4對照1、2、未加微粒處理以及實施例1~3中的紙料濾水曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案及有益效果進行詳細(xì)說明。
[0020] 實施例1
[0021] (1)取凹凸棒石原料，烘干后研磨、過120目篩網(wǎng)，得到凹凸棒石粉體；
[0022] (2)將所述粉體置于水中，配制成質(zhì)量百分比為5%的懸浮液；
[0023] (3)利用高剪切分散乳化機對懸浮液進行機械攪拌分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為 13000rpm，時間為 30min ;
[0024] (4)將經(jīng)過打漿處理的紙漿纖維和相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為30%的研磨碳 酸鈣預(yù)混均勻，然后在低剪切條件下加入相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為〇. 05 %的CPAM，使 紙料中形成大絮聚體；
[0025] (5)在高剪切條件下打散大絮聚體，再加入相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為0. 4% 的經(jīng)步驟3處理后的懸浮液，混合均勻，使紙料中形成致密的微小絮聚體；
[0026] (6)將紙料送入抄紙設(shè)備，經(jīng)過成形、壓榨、干燥處理后產(chǎn)出紙張。
[0027] 實施例2
[0028] (1)將由實施例1得到的凹凸棒石粉體置于水中，配制成質(zhì)量百分比為10%的懸 浮液；
[0029] (2)利用高剪切分散乳化機對懸浮液進行機械攪拌分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為 3000rpm，時間為 50min ;
[0030] (3)將經(jīng)過打漿處理的紙漿纖維和相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為30%的滑石粉 預(yù)混均勻，然后在低剪切條件下加入相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為〇. 03%的CPAM，使紙料 中形成大絮聚體；
[0031] (4)在高剪切條件下打散大絮聚體，再加入相對于絕干紙料質(zhì)量百分比為0. 2% 的經(jīng)步驟2處理后的懸浮液，混合均勻，使紙料中形成致密的微小絮聚體；
[0032] (5)將紙料送入抄紙設(shè)備，經(jīng)過成形、壓榨、干燥處理后產(chǎn)出紙張。
[0033] 實施例3
[0034] (1)將由實施例1得到的凹凸棒石粉體置于水中，配制成質(zhì)量百分比為1%的懸浮 液；
[0035] (2)利用高剪切分散乳化機對懸浮液進行機械攪拌分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為 220