[发明专利]聚集体蓬松多孔性硅酸钙的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚集体蓬松多孔性硅酸钙的合成方法。

背景技术

目前涂布用的颜料主要有煅烧瓷土、轻质碳酸钙、二氧化硅。由于煅烧瓷土、轻质碳酸钙成本较低，具有高的白度和遮盖力，因此作为造纸用的主要填料，但因其吸油值小，吸油值只有50mL/g左右，造成印刷文字、图片不清晰，不能全部用作涂布颜料；二氧化硅虽然具有较高的吸油值吸油值只有250-300mL/g，高的白度和遮盖力，但成本高阻碍广泛使用，目前二氧化硅价格在60000万-120000万/吨，日本水泽公司在中国设厂制造的SiO₂价格为120000万/吨。因此寻找一种价格低廉，具有较高的吸油值、比表面积、孔隙率、沉降体积、负电荷强度等特性的物质成为造纸行业以及涂布加工行业研发人员不断探索的目标。

中国是发电的大国，每年发电产生的煤渣上万亿吨计算，造成环境污染，为解决煤渣污染环境问题，国务院下发专项研发资金来处理，再次背景下，中国大唐国际公司首先用废弃的煤渣合成了CaSiO₃，并在河南江河纸业用作造纸填料加以利用，结果分析聚集体的蓬松多孔性结构硅酸钙具有远低于碳酸钙填料的磨耗值，以及较高的吸油值、比表面积、孔隙率、沉降体积、负电荷强度、高的白度和遮盖力等特性，显现出与众不同的最大品质特征。其中：a、聚集体的蓬松多孔性结构硅酸钙颜料出人预料的磨耗值只有1.2 mg。如此低的磨耗有利于高速造纸机的使用，可降低无机填料对造纸装备的磨损。b、高吸油值、空隙结构和负电荷强度可能影响到加填纸张油墨吸收性和吸水性的提升，以及对造纸化学品添加剂消耗量的增加。c、较高的沉降体积表明颜料在水相分散体系和浆料中具有良好的悬浮性，从而有利于填料在纤维浆料中的均匀分散和填料保留。d、高的比表面积则有利于赋予纸张理想的遮盖效果。硅酸钙优益的特性，显现出与众不同的最大品质特征，跨入了第一发明人的视野，后在涂布过程中中试生产，以及较高的吸油值、比表面积、孔隙率、沉降体积、负电荷强度、高的白度和遮盖力等特性，加工的热敏纸表面文字图片清晰。

但用煤渣处理加工而成的硅酸钙尘埃多，制约了在造纸行业的应用，寻找一种另外的途径，合成一种没有杂质、无尘埃粒子，形貌为一种呈聚集体的蓬松多孔性结构材料的硅酸钙成为造纸行业以及涂布加工行业研发人员不断探索的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种聚集体蓬松多孔性硅酸钙的合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

聚集体蓬松多孔性硅酸钙的合成方法，包括如下步骤：

（1）生石灰石加水消化，制成Ca(OH)₂浓度为165g/L-176.25g/L的石灰乳；

（2）调节硅酸钠溶液的模数至0.8-1.0；

（3）将石灰乳加热至70℃后，在3000r/min的搅拌速度下，加入硅酸钠溶液，加毕，温度升至80-90℃，反应50-100min小时；

（4）反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥得到所述聚集体蓬松多孔性硅酸钙。

一种依权利要求1所述合成方法得到的硅酸钙。

与现有煤渣处理加工方法相比，本发明的合成方法得到的产品呈聚集体的蓬松多孔性结构，无粉煤尘埃，提高造纸涂布质量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明聚集体蓬松多孔性硅酸钙的电镜图；

图2是高倍数下的电镜图；

图3为本发明聚集体蓬松多孔性硅酸钙的粒径分布曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

硅酸钠溶液购自开封东大(SiO₂%:24.7%、Na₂O%:10.25%、模数2.5)

（1）生石灰粉碎后，加入到8-10倍量的温度为45-50℃的水中消化制成石灰乳，调节石灰乳的Ca(OH)₂浓度为176.25g/L；

（2）向硅酸钠溶液加入NaOH，调节硅酸钠溶液的模数（模数= SiO₂摩尔值/ Na₂O摩尔值）至1.0；