造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法.pdf

本发明涉及一种造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，尤其适用于作为高级铜版纸、白卡纸及轻量(低定量)涂布纸等涂布颜料使用，属于化工原料精制技术领域。本发明用沉淀碳酸钙干粉作原料，在高速分散条件下向水中分批加入沉淀碳酸钙调浆、经多道研磨得到沉淀碳酸钙固含量在65％－75％之间，2μm以下粒子所占比例大于90％，粘度小于300厘泊(cps)的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料。本发明可有效地解决沉淀碳酸钙分散过程中的结团问题，改善沉淀碳酸钙的粘度指标，得到高浓度的刮刀涂布用颜料。

1、  造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于用沉淀碳酸钙干粉作原料，在高速分散条件下向水中分批加入沉淀碳酸钙调浆、多道研磨得到沉淀碳酸钙固含量在65％-75％之间，2μm以下粒子所占比例大于90％，粘度小于300厘泊的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料。

2、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于所述的高速分散条件是按照沉淀碳酸钙的重量向水中加入0.5-3.5％的分散剂聚丙烯酸钠并开启高速分散机调浆。

3、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于所述分批加入沉淀碳酸钙研磨是以预研磨浆料碳酸钙重量百分比50-60％计，向水中加入0.5-2.0％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙、开启高速分散机一次调浆，预研磨；再以浆料碳酸钙重量百分比65-75％计，向浆料中加入0.5-1.5％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙干粉，经过二次调浆、多道研磨、过筛得到成品。

4、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于所述的第一次调浆的沉淀碳酸钙加入量为50-60％。

5、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于所述的第二次调浆的沉淀碳酸钙加入量为5-15％。

6、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于用沉淀碳酸钙半成品滤饼作原料，以预研磨浆料碳酸钙重量百分比50-60％计，向水中加入沉淀碳酸钙滤饼和相当于碳酸钙重量0.5-1％的分散剂聚丙烯酸钠、经高速分散机分散、预研磨；再以浆料碳酸钙重量百分比65-75％计，向浆料中加入0.5-1％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙干粉，经过二次调浆、多道研磨、过筛即得。

7、  根据权利要求1所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于所述的本发明所述的研磨工艺使用设备为80-500L的剥片机。

造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种造纸涂布级沉淀碳酸钙(PCC)颜料的制备方法。尤其适用于作为高级铜版纸、白卡纸及轻量(低定量)涂布纸等涂布颜料使用，属于化工原料精制技术领域。
背景技术
在造纸工业领域，重质碳酸钙(GCC)颜料早已在造纸涂布中广泛用作底涂级、面涂级颜料使用。而沉淀碳酸钙PCC颜料尽管在白度、粒度、遮盖力、流平性、印刷适性等方面均有着比GCC颜料更为优异的性能，但因其理化性质与GCC的显著不同，有较大的堆积密度和沉降体积值，易附聚成团，间隙夹层多，吸水性强，粒子表面的电荷极性和表面张力使其在料浆中分散时具有极强的胀流性质，从而导致流变性和触变性较差。不能满足高档涂布颜料的要求，尤其是在高浓度时结块堆积问题，进而限制了它在工业上的开发应用。在先专利申请CN1193602A提出在Ca(OH)₂碳化前加入水溶性的钙盐，以及在碳化终了加入水溶性镁盐的方法可以直接获得粘浓度高、适宜于涂布用的PCC颜料。其缺陷是工艺重复性差，产品质量难以稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对沉淀碳酸钙(PCC)粉体进行表面处理的方法，解决沉淀碳酸钙作为造纸涂布颜料时流动变差，触变指数低，在高浓度条件下颜料粒子结块堆积的问题。
本发明的目的是这样实现的：这种造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法，其特征在于用沉淀碳酸钙干粉作原料，在高速分散条件下向水中分批加入沉淀碳酸钙调浆、多道研磨得到沉淀碳酸钙固含量在65％-75％之间，2μm以下粒子所占比例大于90％，粘度小于300厘泊(cps)的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中所述的高速分散条件是按照沉淀碳酸钙的重量向水中加入0.5-3.5％的分散剂聚丙烯酸钠并开启高速分散机调浆。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中所述分批加入沉淀碳酸钙研磨是以预研磨浆料碳酸钙重量百分比50-60％计，向水中加入0.5-2.0％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙、开启高速分散机一次调浆，预研磨；再以浆料碳酸钙重量百分比65-75％计，向浆料中加入0.5-1.5％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙干粉，经过二次调浆、多道研磨、过筛得到成品。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中所述的第一次调浆的沉淀碳酸钙加入量为50-60％。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中所述的第二次调浆的沉淀碳酸钙加入量为5-15％。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中还可用沉淀碳酸钙半成品滤饼作原料，以预研磨浆料碳酸钙重量百分比50-60％计，向水中加入沉淀碳酸钙滤饼和相当于碳酸钙重量0.5-1％的分散剂聚丙烯酸钠、经高速分散机分散、研磨；再以浆料碳酸钙重量百分比65-75％计，向浆料中加入0.5-1％的分散剂聚丙烯酸钠和沉淀碳酸钙干粉，经过二次调浆、多道研磨、过筛即得。
所述的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法中所述的本发明所述的研磨工艺使用设备为80-500L的剥片机。
本发明提供的造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法主要解决造纸涂布颜料降粘增浓的问题，降粘是降低PCC颜料体系粘度，其途径是通过适宜的聚电解质类助剂聚丙烯酸钠对PCC粒子聚集体表面进行充分湿润，进而改善其表面粒子分布状态，使其呈高度分散状，增浓是使PCC颜料体系中PCC的固含量或固体百分比浓度达到最大化(65-75％)，分散度越高、越好，粒子分布范围越窄、越均匀，用于造纸涂布时其光滑度、平整度越好，明亮度也越高。本发明可有效地解决沉淀碳酸钙分散过程中的聚积结团问题，改善沉淀碳酸钙的粘度指标，得到高浓度的刮刀涂布用颜料。
附图说明
图1是本发明造纸涂布级沉淀碳酸钙颜料的制备方法的流程图
图2是本发明造纸涂布级沉淀碳酸钙晶体的晶型照片
具体实施方式
实施例1：用PCC干粉制备固含量为70％PCC颜料
1、制备57％的浆料：向调浆罐中定量加入水和相当于碳酸钙重量1％的分散剂聚丙烯酸钠，开启高速分散机后，将沉淀碳酸钙干粉计量后按比例加入到调浆罐中，制成碳酸钙浓度为57％的PCC料浆；
2、制备70％的料浆：将步骤1料浆通过泵打入预研磨过程80L的磨剥机中，经过预研磨后流入“二次调浆”罐中，再向“二次调浆”罐中加入另外13％的碳酸钙干粉和相当于碳酸钙总量0.7％的聚丙烯酸钠，经高速分散机打散后打入300L的磨剥机(磨剥机中的研磨介质为铝球或锆球)中，最终出来的成品碳酸钙固含量为70％，2μm以下粒子所占比例为94％，粘度小于300厘泊(cps)，产品形态为高度分散的纺锤状结构(图2)。
实施例2：直接用PCC滤饼制备固含量为70％PCC颜料
1、制备64％料浆：将含水为30％左右的PCC滤饼置于调浆罐中，加入相当于碳酸钙重量1％的聚丙烯酸钠，经高速分散机分散后，制成浓度为64％PCC料浆；
2、制备70％的料浆：将步骤1料浆通过泵打入预研磨过程80L的磨剥机中，经过预研磨后流入“二次调浆”罐中，再向“二次调浆”罐中加入6％地碳酸钙干粉和相当于碳酸钙总量0.6％的聚丙烯酸钠，经高速分散机打散后打入300L的磨剥机中，最终得到的成品与实施例1相同。
实施例3：用PCC干粉制备固含量为72％PCC颜料
1、制备59％的浆料：向调浆罐中定量加入水和相当于碳酸钙重量1.8％的分散剂聚丙烯酸钠，开启高速分散机后，将沉淀碳酸钙干粉计量后按比例加入到调浆罐中，制成碳酸钙浓度为59％的PCC料浆；
2、制备72％的料浆：将步骤1料浆通过泵打入预研磨过程80L的磨剥机中，经过预研磨后流入“二次调浆”罐中，再向“二次调浆”罐中加入另外13％的碳酸钙干粉和相当于碳酸钙总量1.7％的聚丙烯酸钠，经高速分散机打散后打入300L的磨剥机中，最终出来的成品碳酸钙固含量为72％，2μm以下粒子所占比例为95.4％，粘度小于300厘泊(cps)，产品形态为高度分散的纺锤状结构。
为了将沉淀碳酸钙的粒子聚积体表面充分润湿，进而改善其表面粒子的分布状态使其呈高度分散状，本发明的技术方案将沉淀碳酸钙的调浆、研磨的工序分批进行，即开始加入部分沉淀碳酸钙调浆-预研磨-再加入部分沉淀碳酸钙调浆-再研磨，这个过程可进行多次，直至达到预期颜料浆液的浓度，考虑工艺成本，本发明选择二次调浆，多次研磨的工艺路线。
在本发明的实施例中，粒子的比表面积越大，碳酸钙浓度越高，研磨分散度要求越高，则相应使用分散剂的量应越大。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明本工艺方法，而不对本发明的范围构成任何限制。用本发明实施例得到的产品经由本发明权利要求书1、2、3、5、6所述的方法均可得到本发明所称的产品。