专利名称：干法研磨超细重质碳酸钙的方法
技术领域：
本发明涉及重质碳酸钙的研磨方法，特别涉及超细重质碳酸钙的干法研磨方法。
背景技术：
造纸中加入填料可以提高纸张的不透明度和亮度，改进纸张的平滑度和均匀状 态，增加纸张的柔软性，降低纸张的吸湿性和变形程度，同时还有利于降低生产成本。而碳 酸钙由于其价格低廉，且同样能提高纸张的不透明度、增加纸张的吸油墨性能，作为造纸填 料具有一定的成本优势。随着酸性造纸向中性造纸转变，重质碳酸钙日益成为中国造纸工 业提高纸张质量、降低造纸成本的重要原材料。 重质碳酸钙的加工方法主要有干法研磨和湿法研磨两种。其中湿法研磨用于生产 造纸涂布级超细重f丐桨料，2 i！ m以下粒径可以达到50级(指小于2 i！ m的颗粒重量占总重 量的百分比)及以上。但要制成干粉，在干燥过程中将导致细颗粒的硬团聚，粒径变粗，品 质下降。干法研磨一般用于生产400 1250目的粉体产品，目前的干法研磨工艺无法得 到_2 ii m粒径30级甚至更细的重质碳酸钙干粉产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种干法研磨超细重质碳酸钙的方法，以克服现有技术存在 的上述缺陷。 本发明的方法包括如下步骤 将重质碳酸f丐粗粉加入研磨设备中，加入研磨助剂和表面活性剂，在研磨介质中 干法研磨，研磨过程中同时添加润湿剂，研磨2 5小时，得到所述的超细重质碳酸钙；
各组分的质量百分含量如下
重质碳酸钙粗粉 98. 5 99. 5%
研磨助剂 0. 2 0. 5% 表面活性剂 0. 1 0. 8% 润湿齐U 0. 05 0. 2% 各组分百分含量之和为100% 所述重质碳酸钙为已经过预粉碎的粗粉，细度优选为325 500目； 所述研磨助剂为碱金属碳酸盐，优选碳酸钠； 表面活性剂选自阳离子表面活性剂或两性表面活性剂； 阳离子表面活性剂选自胺盐； 优选的胺盐为烷基季铵盐、杂环机构季铵盐、酰胺结构胺的盐或聚合型铵盐等；
进一步优选的是，十二烷基二甲基节基氯化铵、十二烷基二甲基节基溴化铵、十六 烷基二甲基节基氯化铵、十八烷基二甲基节基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三
甲基溴化铵、十六烷基氯化吡啶或十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵； 两性表面活性剂选自两性聚丙烯酰胺、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、丙烯酸乙烯基吡啶共聚物或甜菜碱型等； 作为优选方案，表面活性剂最好是选自十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基氯化吡 啶或十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵等阳离子表面活性剂。 润湿剂采用硬脂酸钙润湿剂，制备方法采用中国专利CN 101210400A公开的方 法，例如(但不限于)采用如下步骤制备 将水加热到50 95t:，然后加入乳化剂A、分散剂、消泡剂，搅拌，然后加入熔融硬 脂酸、碱化剂和乳化剂B，加入完毕后，在60-95t:反应2-8小时，加入杀菌剂，搅拌，即可得 到目标产品； 各个组分的百分比为 水 13 55% 乳化剂A 0.5-3% 分散剂 0.5-3% 消泡剂 0.05-1%， 熔融的硬脂酸 35-58%， 碱化剂 5-17% 乳化剂B 0.5-5% 杀菌剂 0.2-1%。 以上各个组分的百分比之和为100%。 所说的乳化剂A为失水山梨醇单硬脂酸酯，所说的乳化剂B为烷基芳基磺酸盐，所 说的碱化剂为氢氧化钙，所说的分散剂为六偏磷酸钠，所说的消泡剂为磷酸三丁酯，所说的 杀菌剂为苄基溴代乙酸酯。 作为优选方案，润湿剂最好在研磨的同时开始加入，并在研磨进行一半或临近结 束前加入完毕。 研磨介质选用氧化锆或氧化铝研磨材料，可采用常规市售产品，如山东东瓷科技 有限公司0 0. 5 00. 6型号的氧化锆陶瓷微珠。 研磨设备可选择本领域的常规设备，如雷蒙磨、立式磨、球磨机等，优选雷蒙磨，如 青阳县安广超细粉体设备制造厂的3R3120型雷蒙磨。 本发明在研磨碳酸钙中加入表面活性剂，特别是阳离子表面活性剂，同时在研磨 助剂的协同作用下，可大大减少重质碳酸钙研磨过程中产生的团聚，显著提高研磨效率；加 入润湿剂，可减少碳酸钙颗粒之间、研磨介质之间、以及碳酸钙和研磨介质之间由于不断摩 擦而产生的大量热量，降低研磨体系温度，进一步减少团聚现象的发生，从而大大提高重质 碳酸钙的超细化程度。 发明人还发现，如果在研磨起始阶段一次性加入润湿剂，则体系温度仅在研磨前 期得到较好的控制，到了中后期，尽管体系温度比不加入润湿剂的要低，但仍然会有一定程 度的升高。而分次逐渐加入，尤其是采用不间断连续缓慢的加入方式，可起到理想的温度控 制效果。从而进一步提高研磨效率。 本发明所获得的超细重质碳酸钙，其粒径小于2ym的质量占总质量的35X 55%。与现有超细重钙生产技术相比，制备工艺简单，易于大规模生产，并可大幅降低成本， 得到的超细重钙干粉易于运输和使用。
具体实施例方式
实施例1 硬脂酸钙润湿剂的制备 往带有温度计的四口烧瓶中加入306克水，升温至7(TC，加入乳化剂失水山梨醇 单硬脂酸酯12克、PEG40015克、分散剂三聚磷酸钠10克、聚丙烯酸钠10克，消泡剂水溶性 硅油7克，搅拌均匀后同时缓慢加入熔融硬脂酸480克，碱化剂氢氧化钙80克，乳化剂失水 山梨醇单棕榈酸酯20克、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯25克。加入完毕后7(TC保 温反应8小时。加入杀菌剂磷氯间甲酚3克，搅拌均匀后降温，得到所述硬脂酸钙润湿剂。
超细重质碳酸钙的制备 将99公斤325目重质碳酸钙粗粉加入青阳县安广超细粉体设备制造厂的3R3120 型雷蒙磨中，然后加入0. 3公斤碳酸钠和0. 3公斤十六烷基三甲基氯化铵，在研磨介质氧 化锆中干法研磨，在研磨同时不断添加0. 1公斤硬脂酸钙润湿剂，3小时内加入完毕，研磨 3.5小时后结束，经筛分除去少量大于1000目的颗粒后，得到超细重质碳酸钙干粉产品。用 几-1155型激光粒度分布测试仪检测，小于2 ii m的颗粒质量占总质量的40. 2% 。
实施例2 硬脂酸钙润湿剂的制备同实施例1 。
超细重质碳酸钙的制备 将99. 5公斤325目重质碳酸钙粗粉加入青阳县安广超细粉体设备制造厂的 3R3120型雷蒙磨中，然后加入0. 2公斤碳酸钠和0. 1公斤十六烷基二甲基苄基氯化铵，在研 磨介质氧化锆中干法研磨，在研磨同时不断添加0. 2公斤硬脂酸钙润湿剂，3小时内加入完 毕，研磨4小时后结束，经筛分除去少量大于1000目的颗粒后，得到超细重质碳酸钙干粉产 品。用几-1155型激光粒度分布测试仪检测，小于2 ii m的颗粒质量占总质量的52. 8% 。
实施例3 硬脂酸钙润湿剂的制备同实施例1 。
超细重质碳酸钙的制备 将98. 5公斤500目重质碳酸钙粗粉加入苏州和平矿山机械厂4R4121型雷蒙磨 中，然后加入0. 5公斤碳酸钠和0. 7公斤十六烷基氯化吡啶，在研磨介质氧化锆中干法研 磨，在研磨同时不断添加0. 08公斤硬脂酸钙润湿剂，2. 5小时内加入完毕，研磨5小时后结 束，经筛分除去少量大于IOOO目的颗粒后，得到超细重质碳酸钙干粉产品。用JL-1155型 激光粒度分布测试仪检测，小于2 ii m的颗粒质量占总质量的45. 5% 。
权利要求
干法研磨超细重质碳酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤将重质碳酸钙粗粉加入研磨设备中，加入研磨助剂和表面活性剂，在研磨介质中干法研磨，研磨过程中同时添加润湿剂，得到所述的超细重质碳酸钙。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，研磨2 5小时。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各组分的质量百分含量如下重质碳酸钙粗粉 98. 5 99. 5 % 研磨助剂 0. 2 0. 5%表面活性剂 0. 1 0. 8% 润湿剂 0. 05 0. 2%各组分百分含量之和为100%。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重质碳酸钙细度为325 500目。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述研磨助剂为碱金属碳酸盐。
6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，表面活性剂选自阳离子表面活性剂或两 性表面活性剂，阳离子表面活性剂选自胺盐，所述胺盐为烷基季铵盐、杂环机构季铵盐、酰 胺结构胺的盐或聚合型铵盐。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，阳离子表面活性剂选自十二烷基二甲基 苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄 基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基氯化吡啶或十八烷基 二甲基乙烯苯基氯化铵；两性表面活性剂选自两性聚丙烯酰胺、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、丙烯酸乙烯 基吡啶共聚物或甜菜碱型。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，表面活性剂选自十六烷基三甲基氯化铵、 十六烷基氯化吡啶或十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，润湿剂为硬脂酸钙，研磨介质选用氧化锆 或氧化铝研磨材料。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于润湿剂在研磨的同时开始加入，并在研磨 进行一半或临近结束前加入完毕。
全文摘要
本发明提供了一种干法研磨超细重质碳酸钙的方法，包括如下步骤将重质碳酸钙粗粉加入研磨设备中，加入研磨助剂和表面活性剂，在研磨介质中干法研磨，研磨过程中同时添加润湿剂，得到所述的超细重质碳酸钙，其粒径小于2μm的质量占总质量的35％～55％。
文档编号C09C1/02GK101768378SQ20091024741
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者施晓旦, 田雨 申请人:上海东升新材料有限公司;泾县高旭新材料有限公司