一種改性硫酸鈣晶須的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于造紙填料技術領域，特別涉及一種改性硫酸鈣晶須的制備方法。
【背景技術】
[0002] 在制漿造紙工藝中，一般采用填料工藝，常用填料有重鈣(天然Ca⑶3磨劑），輕鈣 (合成工藝），各類二氧化硅級硫酸鈣晶體及其它無機填料。硫酸鈣晶須是一種新型的具有 很高綜合性能的無機材料，既不同于植物纖維，也不同于傳統填料如碳酸鈣、滑石粉等。它 是介于植物纖維與傳統填料之間的新型纖維狀材料，具有傳統填料所不具備的某些特殊性 質，如良好的尺寸穩定性、耐熱性、抗化學性、阻燃性和電絕緣性，這些性質是植物纖維無法 比擬的；增強高亮度、高松厚度、高透明度等性質，這些性質也是傳統填料碳酸鈣等無法比 擬的。
[0003] 各類填料的使用，主要參考的指標有兩個：
[0004] 1.形狀、尺寸。
[0005] 2.填料顆粒與紙纖維的"親和"作用。
[0006] 在形狀尺寸方面，目前研究方向是多為亞微米級納米級填料。由于紙纖維宏觀尺 寸上相近，亞微米尺寸的填料有可能在紙纖維之間的縫隙留存，加上纖維之間的離子鍵，氫 鍵及其它分子間的作用。增大了其抄紙過程中的"留著率"，而納米尺寸的填料，有報道，它 們甚至不但存在于纖維縫隙，更是進入了植物細胞內空間，起到填料作用，由植物細胞壁成 為它們的骨架。從而達到增加留著率的效果。
[0007] 在這兩類不同尺寸的填料顆粒起作用的前提，是它們必需首先在尺寸上區別"亞 微米"，"納米"級的要求。即使在制備"亞微米"和"納米"尺寸填料顆粒過程中，由于制備工 藝與填料本身材料屬性的原因，不可避免地會引起顆粒表面電荷的聚集和分布變化，一個 直接的結果，就是已制備好的顆粒產生"團聚"，在使用過程中，團聚顆粒比團聚前的尺寸大 了幾個，甚至幾十個數量級，導致上述填料的作用下降。因此，制備好的填料顆粒的表面與 紙張纖維相互作用過程至為重要。宏觀上，可以大大提高填料顆粒的"留著率"，以達到紙張 填料的各項效果。
[0008] 針對現有技術的弱點，本發明提供一種改性硫酸鈣晶須的制備方法，考慮了填料 尺寸與填料與紙張纖維相互作用效果的兼顧，用其制得的改性硫酸鈣晶須地投入使用能大 大改善填料用于造紙過程中填加量和紙張的物理性質。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的，在于克服上述方法的缺點和不足，對硫酸鈣晶須表面狀態進行改 進，以提供一種生產成本低，生產效率高，制備改性硫酸鈣晶須造紙填料的新方法。
[0010] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0011] -種改性硫酸鈣晶須的制備方法，其步驟包括：
[0012] (1)稱取如下原料，按質量份數比例如下： 去離子水A (溶解淀粉） 85-105: 淀粉 5-_8
[0013] 去離子水B (溶解交聯劑） 10 交聯劑 0. .1-0. 6 ;
[0014] (2)淀粉糊化:將淀粉與去離子水A配制成質量百分比為一定濃度的料漿，攪拌均 勻下，升溫至70-100°C糊化，恒溫1.5-2.5小時，得到淀粉漿料；
[0015] (3)制備交聯劑溶液:將交聯劑與去離子水B制得交聯劑溶液。
[0016] (4)制備交聯淀粉溶液:將所述淀粉漿料冷卻至45-60°C，在0.2-0.5小時內，勻速 滴入所述交聯劑溶液，恒溫反應1-5小時后，用堿性溶液調節PH值至11。
[0017] (5)選取長度15-1 ΟΟμL?，直徑1 -8μπι，長徑比15-50的硫酸鈣晶須。
[0018] (6)將步驟(5)的硫酸鈣晶須和步驟(4)制備的交聯淀粉溶液按質量份數50: 20-50 的比例，獲經噴霧干燥器噴霧干燥處理后，即制得改性硫酸鈣晶須。
[0019]所述步驟(1)中，淀粉為普通玉米淀粉或木薯淀粉。
[0020]所述步驟（1)中交聯劑為為選自三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種或其混合物。 合適的交聯劑有利于提高淀粉的交聯度和降低水溶性。
[0021 ]所述步驟(4)中，堿性溶液為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉溶液的一種或多種。
[0022]所述步驟(5)的噴霧干燥器噴霧干燥處理方式中，保持50_80°C的混合溫度，所述 硫酸鈣晶須和所述交聯淀粉溶液反應2-5小時。
[0023] 所述交聯淀粉溶液使用蠕動栗注入。通過蠕動栗注有利于控制加料速度，保持料 液和粉末的配比。
[0024] 所述制備方法應用于制漿造紙領域。
[0025] 本發明的有益效果是：
[0026] 1、本制備方法加入了交聯劑，可以較大幅度提高淀粉的包覆率。
[0027] 2、本制備方法將硫酸鈣晶須改性后，使得晶須不會團聚，兼顧了填料尺寸與填料 與紙張纖維相互作用效果。
[0028] 3、本發明使用的是硫酸鈣，用于代替紙張填料碳酸鈣，由于硫酸鈣是工業廢棄物， 具有環保的社會效應。
[0029] 4、本發明沒有加入有機溶劑，介質只有水，其生產成本低、污染小、能耗低、產率 尚。
【附圖說明】
[0030] 圖1是根據本發明的實施例1中，制得的改性硫酸鈣晶須的電鏡圖。
[0031] 圖2是根據本發明的對比例1中，制得的改性硫酸鈣晶須的電鏡圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合實施例，對本發明作進一步說明：
[0033] 實施例1:
[0034]長度ΙΙμL?，直徑1 · ΙμL?的硫酸鈣晶須為原料A。
[0035] 向附有溫度計，攪拌器，滴加裝置，氮氣導入管的回流冷凝器的玻璃反應器中加入 85g去離子水，5g玉米淀粉。在攪拌下，升溫至80°C糊化，保持溫度2.5小時。冷卻至50°〇在 0.5小時內滴加含0.5g六偏磷酸鈉水溶液10ml，保持50°C5小時，結束反應。用30 %碳酸鈉水 溶液調節是pH = 11，制得B。
[0036] 配比：
[0037] A: 5〇 (質量份數）
[0038] B: 5〇 (質量份數）
[0039] A加入噴霧干燥器腔體打開氣流裝置，同時升溫，至反應釜中溫度達到50°C。開動 蠕動栗注入液體;保持溫度和吹氣速度，注意觀察粉體包覆現象5小時，出料，過濾，干燥，得 所需改性硫酸鈣晶須，其電鏡圖見說明書附圖1。
[0040] 實施例2
[00411 長度8 · 5μπι，直徑1 · 3μπι的硫酸鈣晶須為原料A。
[0042] 制備有溫度計，攪拌器，滴加裝置，氮氣導入管的回流冷凝器的玻璃應器中加入 170g水，8g玉米淀粉。在攪拌下，升溫至85°C糊化，保持溫度2小時。冷卻至50°C在0.3小時內 滴加含〇. 35g三聚磷酸鈉水溶液10ml，保持50°C3小時，結束反應。用30 %碳酸鈉水溶液調節 是pH= 11，制得B。
[0043] 配比：
[0044] A: 50 (質量份數）
[004