[发明专利]一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法，尤其涉及一种能降低生产成本和节约植物纤维的硅灰石长纤维的制备方法。

背景技术

硅灰石是一种钙的偏硅酸盐矿物, 化学分子式为CaSiO3, 理论化学成分为CaO 48.3% , SiO₂ 51.2% 。纤维状硅灰石为链状结构, 呈针状, 具有较高的长径比、较好热稳定性和化学稳定性、白度高, 因此表现出纤维的某些特性, 可以作为功能填料部分替代纸浆纤维, 降低生产成本。与传统的造纸填料不同, 加入一定量的纤维状硅灰石, 对纸张强度降低不大, 能够改善纸张的某些性能指标, 如白度、不透明性和印刷适应性等，说明纤维状硅灰石可以用来部分替代纸张纤维,一方面降低造纸生产成本,同时还可节约植物纤维,因而具有较好经济效益和生态效益。

但是，目前的硅灰石长纤维一般都是采用人工合成改性硅灰石纤维，此方法的成本较高，与天然硅灰石加工成本相比高达10-20倍，且加工出来的产品主要用于电子等高端行业，其普遍推广应用较差。另外，近年来，也出现了应用偶联剂改性硅灰石纤维的工艺技术，该技术所制取得硅灰石纤维成本较天然硅灰石加工成本高3-10倍，产品生产工艺复杂，操作难度较大，质量稳定性较难控制，目前尚未见其推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法，利用该制备方法制得的硅灰石长纤维能提高纸张的白度、平整度、不透明度和适印性能，该硅灰石长纤维能最大限度地替代植物纤维的使用，有效地保持成纸的物理强度和降低生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）在烧瓶中加入100g蒸馏水，将60g乙二胺和50g乙二酸加入到烧瓶中，水浴加热60~70℃并搅拌，搅拌器转速为60~120r/min，反应3~4h得到改性剂酰胺盐；

（2）称取980g的天然硅灰石,进行粉粹得到200目以下的初级品，然后在这些初级品中加入10g的 B₂O₃，把10g的改性酰胺盐通过磨机粉碎成10毫米以下的颗粒；

（3）将天然硅灰石初级品、B₂O₃和改性酰胺盐颗粒这些原料粉末投入池窑中，加热至1400~1700℃熔融；

(4)在熔融出口处，利用2~4个标准大气压的高压空气喷吹成丝，成丝得到的纤维进入收集器即得硅灰石长纤维成品。

进一步的，所述步骤（1）中的水浴加热温度为65℃，搅拌为80 r/min，反应时间为3h。

进一步的，所述步骤（3）中的熔融的熔化温度为1500℃。

进一步的，所述步骤（4）中在熔融出口处，利用3个标准大气压的高压空气喷吹成丝。

综上所述，本发明的一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法所制得的硅灰石长纤维白度白度>90%，吸油量：8~15，长径比：16~10，纤维直径：2~10um；纸张平滑度：正面>45，反面>30，耐折度>3次，不透明度>80%。该硅灰石长纤维能提高纸张的白度、平整度、不透明度和适印性能，该硅灰石长纤维能最大限度地替代植物纤维的使用，有效地保持成纸的物理强度和降低生产成本。

具体实施方式

通过下面给出的具体实施例，可以进一步清楚了解本发明。

实施例1

本实施例1描述的一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法，其制备步骤为：

（1）在烧瓶中加入100g蒸馏水，将60g乙二胺和50g乙二酸加入到烧瓶中，水浴加热65℃并搅拌，搅拌器转速为80r/min，反应3h得到改性剂酰胺盐；

（2）称取980g的天然硅灰石,进行粉粹得到200目以下的初级品，然后在这些初级品中加入10g的 B₂O₃，把10g的改性酰胺盐通过磨机粉碎成10毫米以下的颗粒；

（3）将天然硅灰石初级品、B₂O₃和改性酰胺盐颗粒这些原料粉末投入池窑中，加热至1500℃熔融；

(4)在熔融出口处，利用3个标准大气压的高压空气喷吹成丝，成丝得到的纤维进入收集器即得硅灰石长纤维成品。

实施例2

该实施例2的一种用于造纸行业的硅灰石长纤维的制备方法，其制备步骤为：