[发明专利]研磨碳酸钙用分散剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于重质碳酸钙浆料的分散剂，尤其涉及一种纸张用填料和涂料的重质碳酸钙的分散剂。

技术背景

重质碳酸钙是一种应用十分广泛的无机原料，尤其在造纸领域，可用于涂料和填料，将重质碳酸钙用于造纸助剂时，通常需要湿法研磨，并在湿法研磨时加入分散剂。

重质碳酸钙在纸张涂布时具有高白度、高不透明度、良好的油墨吸收性，快速脱水性，良好的覆盖性。在涂层厚度相同时，浆料用量少；在涂层重量相同时，涂层厚，对涂布设备磨损小。

目前，常规技术制备的碳酸钙浆料，固含量低，粒径大，分散性差，浆料稳定性不好，粘度高，不能满足造纸领域的需要。如美国专利US6852159公开的技术，需要进行改进。其中，分散剂的作用是不能低估的，分散剂的性能将直接影响浆料的稳定性和粘度，因此开发研究新的用于碳酸钙浆料的分散剂，将具有十分重要的现实意义。

技术内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种研磨碳酸钙用分散剂及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的以上缺陷，满足造纸领域的需要。

本发明的研磨碳酸钙用分散剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水、烯丙基磺酸钠和衣康酸混合，获得溶液D；

溶液D中，烯丙基磺酸钠的重量含量为5～20％％，衣康酸的重量含量为5～15％。

(2)将混合单体A、引发剂溶液B和还原剂溶液C，同时加入步骤(1)的溶液D中，优选的，采用滴加的方法，混合单体A、引发剂溶液B和还原剂溶液C同时滴加完，滴加时间为1-4小时，然后在95-100℃反应1-2个小时；

引发剂溶液B的重量含量为0.4～7.0％，还原剂溶液C的重量含量为0.4～15％；

(3)将体系温度降至30-40℃，用重量浓度为30～50％的氢氧化钠溶液中和体系的pH值至7-8时，获得研磨碳酸钙用分散剂；

各个组分的重量份数配比为：

甲基丙烯酸    1-10份

丙烯酸        10-50份

烯丙基磺酸钠  5-25份

衣康酸        2-15份

引发剂        0.1-1.5份

还原剂        0.1-2.5份

所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、过氧化二甲酰或偶氮二异丁腈中的一种以上；

所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾或亚硫酸氢铵；

本发明的分散剂是一种高效分散剂，产品中加入分散剂可以减少颗粒之间的团聚，减少研磨时间，使大颗粒可以研磨成小颗粒，可以制备高固含量的碳酸钙浆料。

高固含量的碳酸钙浆料的制备方法如下：

将碳酸钙和水一起混合，混合时加入碳酸钙总重量0.2～0.5％所述的分散剂进行预分散，然后开始研磨，研磨1-3个小时，在研磨过程中不断加入余量的所述分散剂，研磨至碳酸钙的粒径小于1.5μm的颗粒占颗粒总数的95％以上，即得碳酸钙浆料。其中碳酸钙的重量固含量为70-75％，各组分的重量百分比如下：

碳酸钙：70-75％

分散剂：0.5-1.0％

水      余量

采用本发明的分散剂制备的碳酸钙浆料，固含量高，粒径小，分散性好，浆料稳定性好，粘度低，所得的碳酸钙浆料主要用于纸张的填料和涂布，能满足造纸领域的需要。

具体实施方式

实施例1

甲基丙烯酸  10克

丙烯酸      50克

烯丙基磺酸钠25克

衣康酸      15克

过硫酸钠    0.1克

亚硫酸氢钠  0.1克

(1)在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的500ml四口烧瓶中，加入去离子水100克、烯丙基磺酸钠25克和衣康酸15克，在搅拌下溶解后，通氮气的同时加热升温至95℃；

(2)将0.1克过硫酸钠加入到20克去离子水中，搅拌溶解得溶液A；

(3)将0.1克亚硫酸氢加入到20克去离子水中，搅拌溶解得溶液B；

(4)将10克甲基丙烯酸和50克丙烯酸混合均匀得混合单体C；

(5)在搅拌下，同时将溶液A、溶液B和混合单体C同时开始滴加到(1)的溶液中，4个小时滴加完毕；

(6)滴加完毕后，在95℃的温度下，保温反应1个小时，而后将体系温度降至40℃，用40％的氢氧化钠溶液调体系的pH值7.5，降温至30℃，出料即得分散剂。

重质碳酸钙浆料的制备：