本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域，具體涉及一種造紙用復(fù)合填料的制備方法。
背景技術(shù)：
蛋殼是一種常見的生活廢料，易得而廉價(jià)。蛋殼的加工利用程度卻很低，大部分被當(dāng)做固體廢棄物丟掉，這些蛋殼中殘留的蛋清及蛋殼膜會(huì)很快腐敗變質(zhì)，不僅污染環(huán)境，也造成了蛋殼資源的浪費(fèi)。煤渣是一種常見的工業(yè)固體廢物，大量的煤渣棄置堆積，不僅占用土地，放出含硫氣體污染大氣，危害環(huán)境；煤渣的合理利用是亟待解決的固體廢棄物處理問題。
蛋殼粉是將廢棄蛋殼粉碎后經(jīng)一定處理得到的無(wú)機(jī)粉體材料。蛋殼粉中碳酸鈣的含量在90%以上，可以用來作造紙?zhí)盍?，但是直接將蛋殼粉用作造紙?zhí)盍蠒?huì)導(dǎo)致加填紙張的光學(xué)性能較差。煤渣粉自身的白度比蛋殼粉的白度還低，直接影響著加填紙的光學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種造紙用復(fù)合填料，不僅能有效地利用廢棄物蛋殼和煤渣，還可以大大提高加填紙張的光學(xué)性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種造紙用復(fù)合填料的制備方法，該方法包括以下步驟：
步驟一：將蛋殼洗凈后自然風(fēng)干，采用堿溶液浸泡去除附著在蛋殼表面上的有機(jī)物，反復(fù)沖洗后置于105-120℃下恒溫干燥4-6h；將蛋殼碾成小塊后用球磨機(jī)球磨3-5h，得蛋殼粉；將煤渣烘干后用球磨機(jī)球磨20-30min，得煤渣粉；
步驟二：將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑按照一定的比例混合均勻后，經(jīng)加熱固化后粉碎，得黏合粉末；
步驟三：取黏合粉末配置成質(zhì)量濃度10-20%的懸浮液后加入一定量的分散劑攪拌均勻，向攪拌中的懸浮液緩慢滴加二氧化鈦溶膠，將懸浮液加熱并繼續(xù)攪拌，然后洗滌、過濾、干燥，在馬弗爐中以400-500℃煅燒3-5h，最后經(jīng)研磨、過300目篩，得到復(fù)合填料。
步驟一中所述的堿溶液為質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液。
步驟二中所述的耐水耐高溫黏合劑為硅酸鋁-氧化鋯膠黏劑。
步驟二中所述的蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑各組分的份數(shù)為：蛋殼粉60-80份，煤渣粉10-30份，耐水耐高溫黏合劑5-20份。
步驟三中所述的分散劑為聚乙二醇，分散劑的量為加入的黏合粉末總質(zhì)量的0.3%。
本發(fā)明的原理是：由于煤渣在同等條件下研磨的時(shí)間比蛋殼更短，因此得到的煤渣粉比蛋殼粉的粒徑大；在將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑混合均勻后，較細(xì)的蛋殼粉能較多的黏合在煤渣粉表面，而蛋殼粉的白度比煤渣粉高，因此，經(jīng)粉碎得到的黏合粉末的白度比煤渣粉自身的白度高，提高了整體的白度；在復(fù)合填料要達(dá)到的白度一樣時(shí)，減少了二氧化鈦的使用量。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用廢棄物蛋殼和煤渣為原料制備造紙用復(fù)合填料，可以有效解決廢棄蛋殼和煤渣帶來的固體污染；將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑混合均勻后，經(jīng)加熱固化、粉碎得到的黏合粉體中蛋殼粉能較多的黏合在煤渣粉表面，提高了整體的白度和比表面積，減少了二氧化鈦的用量，同時(shí)提高了被二氧化鈦包覆的幾率，得到的復(fù)合填料的光學(xué)性能更好；與傳統(tǒng)的碳酸鈣、滑石粉和高嶺土等造紙?zhí)盍舷啾龋景l(fā)明得到的復(fù)合填料在作為造紙?zhí)盍蠎?yīng)用的時(shí)候具有更優(yōu)良的光學(xué)性能，填料添加到紙張中，紙張白度和不透明度的提高效果顯著。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本例為本發(fā)明一種造紙用復(fù)合填料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：將蛋殼洗凈后自然風(fēng)干，采用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡24h去除附著在蛋殼表面上的有機(jī)物，反復(fù)沖洗后置于120℃下恒溫干燥4h；將蛋殼碾成小塊后用球磨機(jī)球磨5h，得蛋殼粉；將煤渣烘干后用球磨機(jī)球磨30min，得煤渣粉；
步驟二：將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑按照一定的比例混合均勻后，經(jīng)加熱固化后粉碎，得黏合粉末；
步驟三：取黏合粉末配置成質(zhì)量濃度15%的懸浮液后加入一定量的分散劑攪拌均勻，向攪拌中的懸浮液緩慢滴加二氧化鈦溶膠，將懸浮液加熱并繼續(xù)攪拌，然后洗滌、過濾、干燥，在馬弗爐中以500℃煅燒4h，最后經(jīng)研磨、過300目篩，得到復(fù)合填料。
步驟二中所述的耐水耐高溫黏合劑為硅酸鋁-氧化鋯膠黏劑。
步驟二中所述的蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑各組分的份數(shù)為：蛋殼粉80份，煤渣粉10份，耐水耐高溫黏合劑10份。
步驟三中所述的分散劑為聚乙二醇，分散劑的量為加入的黏合粉末總質(zhì)量的0.3%。
實(shí)施例二
本例為本發(fā)明一種造紙用復(fù)合填料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：將蛋殼洗凈后自然風(fēng)干，采用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡24h去除附著在蛋殼表面上的有機(jī)物，反復(fù)沖洗后置于110℃下恒溫干燥5h；將蛋殼碾成小塊后用球磨機(jī)球磨3h，得蛋殼粉；將煤渣烘干后用球磨機(jī)球磨20min，得煤渣粉；
步驟二：將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑按照一定的比例混合均勻后，經(jīng)加熱固化后粉碎，得黏合粉末；
步驟三：取黏合粉末配置成質(zhì)量濃度15%的懸浮液后加入一定量的分散劑攪拌均勻，向攪拌中的懸浮液緩慢滴加二氧化鈦溶膠，將懸浮液加熱并繼續(xù)攪拌，然后洗滌、過濾、干燥，在馬弗爐中以500℃煅燒4h，最后經(jīng)研磨、過300目篩，得到復(fù)合填料。
步驟二中所述的耐水耐高溫黏合劑為硅酸鋁-氧化鋯膠黏劑。
步驟二中所述的蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑各組分的份數(shù)為：蛋殼粉60份，煤渣粉30份，耐水耐高溫黏合劑10份。
步驟三中所述的分散劑為聚乙二醇，分散劑的量為加入的黏合粉末總質(zhì)量的0.3%。
由于煤渣同等條件下研磨的時(shí)間更短，因此得到的煤渣粉比蛋殼研磨得到的蛋殼粉粒徑大，在將蛋殼粉、煤渣粉和黏合劑混合均勻后，較細(xì)的蛋殼粉能較多的黏合在煤渣粉表面，而蛋殼粉的白度比煤渣粉高，經(jīng)粉碎得到的黏合粉末的白度比煤渣粉的白度高，提高了整體的白度和比表面積，減少了二氧化鈦的使用量，同時(shí)提高了被二氧化鈦包覆的幾率，得到的復(fù)合填料的光學(xué)性能更好。
實(shí)施例三
本例為本發(fā)明一種造紙用復(fù)合填料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：將蛋殼洗凈后自然風(fēng)干，采用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡24h去除附著在蛋殼表面上的有機(jī)物，反復(fù)沖洗后置于105℃下恒溫干燥6h；將蛋殼碾成小塊后用球磨機(jī)球磨5h，得蛋殼粉；將煤渣烘干后用球磨機(jī)球磨30min，得煤渣粉；
步驟二：將蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑按照一定的比例混合均勻后，經(jīng)加熱固化后粉碎，得黏合粉末；
步驟三：取黏合粉末配置成質(zhì)量濃度15%的懸浮液后加入一定量的分散劑攪拌均勻，向攪拌中的懸浮液緩慢滴加二氧化鈦溶膠，將懸浮液加熱并繼續(xù)攪拌，然后洗滌、過濾、干燥，在馬弗爐中以500℃煅燒4h，最后經(jīng)研磨、過300目篩，得到復(fù)合填料。
步驟二中所述的耐水耐高溫黏合劑為硅酸鋁-氧化鋯膠黏劑。
步驟二中所述的蛋殼粉、煤渣粉和耐水耐高溫黏合劑各組分的份數(shù)為：蛋殼粉70份，煤渣粉15份，耐水耐高溫黏合劑15份。
步驟三中所述的分散劑為聚乙二醇，分散劑的量為加入的黏合粉末總質(zhì)量的0.3%。
實(shí)施例四
本例為本發(fā)明一種造紙用復(fù)合填料在造紙中的應(yīng)用。
將漂白闊葉木漿經(jīng)過纖維疏解機(jī)疏解均勻，在疏解后的漿中加入10%復(fù)合填料(相對(duì)于絕干漿和填料的總質(zhì)量)，攪拌均勻后，添加0.03%的CPAM(相對(duì)于絕干漿和填料的總質(zhì)量)作為助留劑，攪拌均勻后，在小型抄片器上抄片，手抄片定量為60g·m-2。
按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)手抄片分別進(jìn)行白度和不透明度的測(cè)定。加填10%復(fù)合填料的手抄片的白度和不透明度分別為：83.65%ISO和92.13%，相對(duì)于同等條件下的蛋殼粉和煤渣粉直接混合用于抄紙得到的手抄片的白度和不透明度分別增加了8.64%ISO和6.79%。
本發(fā)明方法制備的復(fù)合填料在作為造紙?zhí)盍蠎?yīng)用的時(shí)候具有更優(yōu)良的光學(xué)性能，填料添加到紙張中，紙張白度和不透明度的提高效果顯著。
實(shí)施例五
本例為本發(fā)明一種造紙用復(fù)合填料在造紙中的應(yīng)用。
將漂白闊葉木漿經(jīng)過纖維疏解機(jī)疏解均勻，在疏解后的漿中加入20%的復(fù)合填料(相對(duì)于絕干漿和填料的總質(zhì)量)，攪拌均勻后，添加0.03%的CPAM(相對(duì)于絕干漿和填料的總質(zhì)量)作為助留劑，攪拌均勻后，在小型抄片器上抄片，手抄片定量為60g·m-2。
按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)手抄片分別進(jìn)行白度和不透明度的測(cè)定。加填10%復(fù)合填料的手抄片的白度和不透明度分別為：85.37%ISO和95.78%，相對(duì)于同等條件下的蛋殼粉和煤渣粉直接混合用于抄紙得到的手抄片的白度和不透明度分別增加了10.36%ISO和9.44%。
將本發(fā)明方法制備的復(fù)合填料作為造紙?zhí)盍?，不僅能有效地利用廢棄物蛋殼和煤渣，還可以大大提高加填紙張的光學(xué)性能。