造纸用钛白的有机处理剂选择.pdfVIP

造纸用金红石型钛白粉有机硅包膜技术 一、序言 随着人们生活水平的提高，对装饰用纸、广告用纸和印刷用 纸的需求量快速增加，对钛白粉的需求随之高速成长。造纸用钛白 粉已经成为钛白粉在涂料、塑料用途之外的最大应用领域。因为在 白色颜料中, 钛白粉具有最高折射率和消色力,不透明度大,物化 性能稳定,用于造纸可改进纸张的物理机械性能,提高纸张的不透明 度,增加平滑度,白度和弹性,减少吸湿性和提高印刷性能。因而钛白 粉广泛用于薄而轻的钞票纸、航空纸、画报纸、复印纸、广告用纸、 地板层压纸的制造。 目前,锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉都有用于造纸工业,相对 而言, 金红石型钛白粉的耐光性和化学稳定性要好些,但是锐钛型 钛白粉具有成本低的优势,因而锐钛型钛白粉在我国造纸工业中占 的比例还相当大。但是从长远讲，金红石型钛白粉会成为主流和趋 势。不管采用哪一种钛白粉,对其进行适当的有机包膜对提高其在造 纸工艺中的性能是非常关键和必要的。 造纸用的钛白粉除了通用钛白粉要求的颗粒细小均匀、消色力 好、 白度高、化学性能稳定、难溶于水外,纸张用钛白粉还有三条 特别要求的功能指标:高润湿性、高纸张留着率、低泡性。这些应用 指标必须通过有机包膜来解决。 最初的有机包膜主要采用 NPG(新戊二醇)、TMP(三羟甲基丙 烷)、TME(三羟甲基乙烷)等各种带羟基或水解后产生羟基的醇类或 烷类有机物。 对于造纸用金红石钛白粉的有机处理，我们必须考虑到造纸 的特殊工艺要求。由于 TMP 等有机物在造纸用途会引起多泡，钛白 粉在纸张成型时留着率低等弊病，即使其能达到提高分散性和润湿 性的要求，显然也不是造纸用金红石钛白粉的有机包膜剂的最佳选 择。 二、造纸用钛白粉的要求与解决办法 1）、高润湿分散性 随着造纸设备的现代化进程加快，纸机高速化成为趋势，纸纤维 与钛白粉及其它各种化学添加剂一起进行磨浆的时间大大缩短。如 何降低钛白粉在纸浆体系中的粘度和减少钛白粉的自团聚的倾向， 降低钛白粉在纸浆体系里的表面张力和提高钛白粉的表面润湿性， 以保证钛白粉能够在纸浆里快速而均匀的分散就显得尤为重要。实 际生产中,采用预分散、稀释、浆料的使用、加入点的调整、添加顺 序和添加速率的安排等措施,都是为了最大化实现钛白粉在纸浆体 系中的分散均匀性。 为了提高钛白粉的表面润湿性，一般可以用一些具有非常低表 面能的表面活性剂对钛白粉进行包膜。为了防止钛白粉的有机包膜 材料与纸浆体系中的其它成分因离子性质不同而发生反应，建议采 用非离子性的表面活性剂。可选用的表面活性剂有很多，如烷基苯 磺酸钠、壬基酚、脂肪醇、聚醚、硅醚等。在目前已知的表面活性 剂中，某些低分子量的非离子性的硅醚类表面活性剂，可以显著地 降低表面张力，若用其来处理钛白粉，它可以使钛白粉在一些难润 湿的表面快速润湿和分散，帮助钛白粉渗透到纸纤维的组织中去, 对纸张的表面施胶不仅没有负面影响,还有所帮助(这对纸张的快速 施胶非常重要)。经过实验对比，硅醚的效率是其他表面活性剂的 3-10 倍。 2）高纸张留着率 为了保证纸张的均匀性和不透过性，钛白粉必须均匀而稳定的 存在于整个造纸流程中。由于纸张成型时要通过滤网将水除去，而 钛白粉易随水一起流失。流失越少，则钛白粉在纸张里的留着率就 越高，反之越低。钛白粉的留着率越高，则纸张的不透过性越好， 达到同样使用效果所需的钛白粉就越少。因此，高纸张留着率是一 个必不可少的重要指标。 为了防止钛白粉在纸张成型时从纸浆体系中随水流失，一般在 纸浆体系中会加入驻留剂(如聚丙稀酰氨聚合物),这些驻留剂可以 快速提高纸张留着率,但会引起钛白粉的絮凝,这会降低钛白粉的散 射效率。如果我们提高纸纤维与钛白粉的结合力,减少钛白粉随水流 失的可能性,我们就可以减少驻留剂的用量,从而最大限度的利用钛 白粉的散射效能。为了提高钛白粉的悬浮性能和与纸纤维的结合强 度，建议将钛白粉用一些多官能团的醇类进行包膜处理，处理后的 钛白粉进入纸浆体系后, 其表面有机官能团上的 OH 可与纸纤维表 面存在 OH 基进行多点反应(主要是氢键作用)，从而使钛白粉与纸纤 维牢固地结合在一起。在纸张的滤网成型时钛白粉就不容易随水份 流失。聚硅醇就可以达到这个目的。 3）、低泡性 由于造纸时，我们是将纸纤维与颜填料和其它化工助剂在水中 经磨浆均匀后，再通过滤网将纸浆里的水份除去，经干燥而得。如 果由于钛白粉的加入而引起磨浆体系泡沫大量的产生（有机包膜剂 和空气都会引起泡沫），就会