一种99级的重质碳酸钙及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及一种用于化工造纸领域的99级重质碳酸钙及其制作方法，具体地，涉及一种可代替部分瓷土配制成造纸涂料的99级的重质碳酸钙及其制备方法。


背景技术：

[0002]
瓷土是造纸涂料中的重要组成部分，但是造纸涂料用瓷土的价格较高，影响着造纸成本，普通重质碳酸钙替代涂料中瓷土使用会影响到纸张的光泽度等质量指标。重质碳酸钙(gcc，ground calcium carbonate)，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。重质碳酸钙的形状都是不规则的，其颗粒大小差异较大，而且颗粒有一定的棱角，表面粗糙，粒径分布较宽，粒径较大，平均粒径一般为1～10μm。重质碳酸钙按其原始平均粒径(d)分为：粗磨碳酸钙(>3μm)、细磨碳酸钙(1～3μm)、超细碳酸钙(0.5～1μm)。重质碳酸钙的粉体特点：a.颗粒形状不规则；b.粒径分布较宽；c.粒径较大。
[0003]
对重质碳酸钙进行深加工，以替代涂料中瓷土而又不影响纸张质量已成为造纸行业研究的重点。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种用于化工造纸领域的可代替部分瓷土配制成造纸涂料的99级的重质碳酸钙及其制备方法，能够克服现有技术中在造纸涂料中使用普通重质碳酸钙替代瓷土无法保证纸张光泽度的问题。
[0005]
为了达到上述目的，本发明提供了一种99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的制备方法包含：步骤1、将重质碳酸钙粉与水混合，搅拌均匀制成重质碳酸钙浆料，并在混合前或混合时向水中添加分散剂；步骤2、将步骤1所得的搅拌后的浆料放入剥片机内进行多级剥片研磨，在研磨的过程中同时添加分散剂；步骤3、研磨至浆料中粒径范围小于或等于2μm的碳酸钙按质量百分计的含量≥98.0％时，所得即为99级重质碳酸钙浆料；步骤4、将浆料过筛，制得的99级重质碳酸钙用于代替部分瓷土配制成造纸涂料。
[0006]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的分散剂，按质量百分比计在混合和研磨过程中添加的总量折合成固含量42％时，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为20
‰-
50
‰
。
[0007]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的步骤1中，重质碳酸钙粉与水按重量比(2-3)∶1混合。
[0008]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的重质碳酸钙粉的细度范围为100-400目。
[0009]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的步骤1中，搅拌时间为10-30分
钟，以重质碳酸钙均匀分散在水中形成均匀的浆料为准。
[0010]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的步骤1中，按质量百分比计，添加的分散剂折合成固含量42％时，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为1
‰-
10
‰
。
[0011]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，步骤2所述的多级剥片研磨是使用剥片机进行进行三级或三级以上研磨。
[0012]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的步骤2中，每台剥片机均进行分散剂滴加，按质量百分比计研磨过程中添加的分散剂总量折合成固含量42％时，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为19
‰-
40
‰
。
[0013]
上述的99级的重质碳酸钙的制备方法，其中，所述的步骤4中，过筛使用的筛网目数≥200目。
[0014]
本发明还提供了上述的方法制备的99级重质碳酸钙，其中，所述的99级重质碳酸钙，按质量百分比计浆料中粒径≤2μm的碳酸钙粒子的含量≥98.0％；固含量≥74.0％；325目筛余物≤0.005％；635目筛余物≤0.02％；酸不溶物≤1.0％；ph值8.0-10.0；粘度≤500cps；白度≥89.0％。
[0015]
本发明提供的99级的重质碳酸钙及其制备方法具有以下优点：
[0016]
采用本发明的99级重质碳酸钙的制作方法，对重质碳酸钙的加工处理，通过多级研磨可以提高粒径≤2μm的重质碳酸钙的含量，使其含量≥98.0％，处理后的重质碳酸钙即为99级重质碳酸钙。所得的99级重质碳酸钙可以部分替代涂料中瓷土使用，而不会影响到纸张的光泽度等质量指标。
具体实施方式
[0017]
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
[0018]
本发明提供的99级的重质碳酸钙的制备方法，包含：步骤1、将重质碳酸钙粉与水混合，搅拌均匀制成重质碳酸钙浆料，并在混合前或混合时向水中添加分散剂；分散剂采用本领域中现有的浆料研磨用分散剂；浆料中的含水量以适于研磨为准；步骤2、将步骤1所得的搅拌后的浆料放入剥片机内进行多级剥片研磨，在研磨的过程中同时添加分散剂；步骤3、研磨至浆料中粒径范围小于或等于2μm的碳酸钙按质量百分计的含量≥98.0％时，所得即为99级重质碳酸钙浆料；步骤4、将多级剥片研磨后的浆料采用过筛的方式进行过滤，制得的99级重质碳酸钙用于代替部分瓷土配制成造纸涂料。
[0019]
所用的分散剂按质量百分比计，在混合和研磨过程中添加的总量折合成固含量42％时(即，水溶液形式的分散剂中将固含量折合成42％时)，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为20
‰-
50
‰
。
[0020]
步骤1中，重质碳酸钙粉与水按重量比(2-3)∶1混合。
[0021]
重质碳酸钙粉的细度范围为100-400目。
[0022]
步骤1中，搅拌时间为10-30分钟，以重质碳酸钙均匀分散在水中形成均匀的浆料为准。
[0023]
步骤1中，按质量百分比计，添加的分散剂折合成固含量42％时，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为1
‰-
10
‰
。
[0024]
步骤2的多级剥片研磨是使用剥片机进行进行三级或三级以上研磨。剥片机即磨
机，为现有设备。
[0025]
步骤2中，每台剥片机均进行分散剂滴加，按质量百分比计研磨过程中添加的分散剂总量折合成固含量42％时，其用量与重质碳酸钙粉的质量比为19
‰-
40
‰
。
[0026]
步骤4中，过筛使用的筛网目数≥200目。
[0027]
本发明还提供了该方法制备的99级重质碳酸钙，其按质量百分比计浆料中粒径≤2μm的碳酸钙粒子的含量≥98.0％；固含量≥74.0％；325目筛余物≤0.005％；635目筛余物≤0.02％；酸不溶物≤1.0％；ph值8.0-10.0；粘度≤500cps；白度≥89.0％。
[0028]
下面结合实施例对本发明提供的99级的重质碳酸钙及其制备方法做更进一步描述。
[0029]
实施例1
[0030]
将100目-400目重质碳酸钙粉制浆，重质碳酸钙粉与水按重量比2:1混合，水占重质碳酸钙浆料重量百分比为33％。配成重质碳酸钙粉的含量为67％的重质碳酸钙浆料原料，再加入分散剂，分散剂用量折成42％固含量与重质碳酸钙粉的比例为2
‰-5‰
，充分搅拌，混合均匀，使浆料获得良好的流动性，然后采用湿式超细研磨(剥片)机进行多级研磨，研磨过程中每台磨机都进行分散剂滴加，研磨过程中分散剂的用量为折成42％固含量的分散剂与重质碳酸钙折干的比例为20
‰-
30
‰
。磨成粒径≤2μm的碳酸钙粒子的含量≥98.0％的重质碳酸钙浆料。之后使用400目筛网的悬振筛进行过滤。制得99级重质碳酸钙浆料的指标为：其中粒径≤2μm的碳酸钙粒子含量≥98.0％；固含量≥74.0％；325目筛余物≤0.005％；635目筛余物≤0.02％；酸不溶物≤1.0％；ph值8.0-10.0；粘度≤500cps；白度≥89.0％。
[0031]
将所制得的99级重质碳酸钙用于造纸面图工艺中，具体配方和工艺参数如下。
[0032]
表1、面涂涂布工艺(干/干)。
[0033][0034][0035]
表2、底涂涂布工艺(干/干)。
[0036]
原料质量配比％65gcc100cmc(羧甲基纤维素钠)0.7汽巴300胶乳11.0
[0037]
实验采用定量为70g/m2的铜版原纸作为涂布原纸，使用线性涂布棒进行双层涂
布，涂布量10+10g/m2；涂布压光条件：分别取上述涂布纸样用小型压光机硬压光两次(0.3mpa，85℃)。
[0038]
实验结果如下。
[0039]
表3、检测面涂涂料指标。
[0040][0041]
与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂料粘度降低，保水性变化不大。
[0042]
表4、涂布纸样指标。
[0043][0044][0045]
与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂布纸样白度升高，湿拉毛降低，其余指标均相近。
[0046]
实验数据表明，与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂料粘度降低，保水性变化不大；2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂布纸样白度升高，湿拉毛降低，其余指标均相近。99级重钙可以代替部分瓷土配制成造纸涂料。
[0047]
实施例2
[0048]
将100目-400目重质碳酸钙粉制浆，重质碳酸钙粉与水按重量比3:1混合，水占重质碳酸钙浆料重量百分比为25％。配成重质碳酸钙粉的含量为75％的重质碳酸钙浆料原料，再加入分散剂，分散剂用量折成42％固含量与重质碳酸钙粉的比例为6
‰-
10
‰
，充分搅拌，混合均匀，使浆料获得良好的流动性，然后采用湿式超细研磨(剥片)机进行多级研磨，研磨过程中每台磨机都进行分散剂滴加，研磨过程中分散剂的用量为折成42％固含量的分散剂与重质碳酸钙折干的比例为30
‰-
40
‰
。磨成粒径≤2μm的碳酸钙粒子的含量≥98.0％的重质碳酸钙浆料。之后使用400目筛网的悬振筛进行过滤。制得99级重质碳酸钙浆料的指标为：其中粒径≤2μm的碳酸钙粒子的含量≥98.0％；固含量74.0-76.0％；325目筛余物≤0.005％；635目筛余物≤0.02％；酸不溶物≤1.0％；ph值8.0-10.0；粘度≤500cps；白度≥89.0％。
[0049]
将所制得的99级重质碳酸钙用于造纸面图工艺中，具体配方和工艺参数如下。
[0050]
表5、面涂涂布工艺(干/干)。
[0051][0052]
表6、底涂涂布工艺(干/干)。
[0053]
原料质量配比％65gcc100cmc0.7汽巴300胶乳11.0
[0054]
实验采用定量为70g/m2的铜版原纸作为涂布原纸，使用线性涂布棒进行双层涂布，涂布量10+10g/m2；涂布压光条件：分别取上述涂布纸样用小型压光机硬压光两次(0.3mpa，85℃)。
[0055]
实验结果如下。
[0056]
表7、检测面涂涂料指标。
[0057][0058]
与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂料粘度降低，保水性变化不大。
[0059]
表8、涂布纸样指标。
[0060][0061]
与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂布纸样白度升高，湿拉毛降低，其余指标均相近。
[0062]
实验数据表明，与原工艺相比，2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂料粘
度降低，保水性变化不大；2#工艺(99gcc代替一半瓷土和全部95gcc)涂布纸样白度升高，湿拉毛降低，其余指标均相近。99级重钙可以代替部分瓷土配制成造纸涂料。
[0063]
本发明提供的99级的重质碳酸钙及其制备方法，制备的99级重质碳酸钙，能够克服现有技术中在造纸涂料中使用普通重质碳酸钙替代瓷土无法保证纸张光泽度的问题。使用本发明的制备方法，通过对重质碳酸钙的多级研磨处理，可以提高粒径≤2μm的重质碳酸钙的含量，使其含量≥98.0％。提高粒径≤2μm的粒子含量后的重质碳酸钙，可以代替部分瓷土配制成造纸涂料。
[0064]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。