[其他]用阳离子聚合物处理高岭土制备高膨化颜料

说明书

本发明涉及高岭土颜料的生产，特别涉及到用于印刷纸的新型高膨化高岭土颜料。

细分而精制的高岭土被广泛用作颜料，使印刷纸具有光滑的白色不透明表面层。高岭土以含水“涂料”使用，该涂料中含有高岭土颜料、高岭土分散剂、适当的粘合剂（如聚合乳胶、淀粉或其混合物）和其他少量添加剂。目前。涂料是在高机速下施用，由此需要使用高固含量的涂料。高固体含量涂料的配方要求高固含量的高岭土-水悬浮液或“泥浆”最初必须呈流体状态。之后将这些悬浮液与粘合剂的分散液或粘合剂的悬浮液混合在一起以制成涂料。水合（未煅烧的）高岭土的高固含量高岭土-水悬浮液一般含有65%以上的高岭土固体（干高岭土与水的重量比为65/35）。典型的固体含量约为70%。为了使体系具有流动性，可把分散（散凝）剂，常用的缩聚磷酸钠盐或聚丙烯酸钠，加入于高固含量的悬浮液中，因为该悬浮体中没有分散剂就不能流动。

在流变性能和涂布纸原料性能上，必须满足高岭土颜料对其的一定要求。高岭土涂布颜料的高固含量悬浮液的粘度必须足够低，使其易于搅拌和泵送。与粘合剂混合后，所得的涂料也必须具有适宜的粘度，以便于处理和施用到纸张上。另外，非常希望获得具有良好的不透明度、光泽度、亮度和印刷性能的经过压光的涂布纸。

在生产工艺中，通常将高岭土颜料和价格较高的具有更高不透明度的颜料（如下TiO₂）混合使用来提高涂料的不透明性或复盖能力。造纸工业一直在寻求一种新的高岭土颜料，该颜料在保持光泽度和印刷性能的情况下，而且最好能不和其他更贵的颜料混合使用，赋予涂布纸以更好的不透明性能。

高膨化高岭土颜料使较低涂布量的涂布纸保持或改进了不透明性、光泽度和印刷性能，由此降低了用于涂料的颜料成本。膨化颜料是能在低涂布量下提供具有高不透明性能涂层的颜料。一般来说，膨化性是通过向颜料结构中引入孔隙来获得的，这种颜料结构有助于提高光的散射力。高岭土控制煅烧产生一种膨化高岭土颜料。在U.S.Patent    Nos.4，075，030;U.S.4，076，548和U.S.4，078，941中叙述了，在无机酸絮凝剂（如硫酸）和选择性地添加的柠檬酸或云母或其两者存在下，使超细高岭土颗粒与低分子量的聚胺絮凝剂（如乙二胺或六亚甲基二胺）或与长碳链胺或某些季铵盐（如“ditallowimethyl”氯化铵）进行“选择性絮凝”，来提高水合高岭土的不透明性能。据说这种选择絮凝处理使高岭土中产生孔隙形成低密度。高膨化颜料，当其用作涂料颜料时可提高途布纸的不透明性。这些专利既没有公开是否使用聚合物，也没有关于分散膨化高岭土以制备具有商业使用上可接受的流变性的高岭土泥浆的能力的内容。

我们意识到使膨化颜料用于造纸工业的尝试连同其他问题都受到这种颜料的较差流变性能的妨碍。一般，造纸厂都试图使用能够形成高固含量高岭土-水泥浆的高岭土涂布颜料，这种泥浆用Brookfield粘度下粘度时，具有1000厘泊以下;最好为500厘泊以下的低剪切粘度。这些泥浆的高剪切粘度应该使这些泥浆不比使用“A”型转子在16×10⁵达因-厘米下测定的具有500转/分，最好是800转/分的Hercules终点粘度的泥浆更粘。本专业的熟练技术人员知道在使用Hercules粘度计测定1100转/分或更高转数的终点时，终点粘度以1100转/分下的达因-厘米单位记录;表观粘度随着达因-厘米数值的增加而增加。通常使用缩写术语“达因”。从而，“2达因”的高岭土泥浆就没有“9达因”高岭土泥浆粘。如以下使用的表达式500转/分或更高，或800转/分或更高，包括更低的粘度以致于终点测量是在1100转/分下进行，数值以达因记录。