一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法，其特征在于：所述降粘剂由重量百分比为18~35%的六偏磷酸钠，55~75%的聚丙烯酸钠，5~11%的硼砂，0.01~0.05%的氢氧化钠以及0.005~0.015%的甲基蓝组成；制备方法：将六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂三种药剂按照各自的重量百分比称好后，在搅拌条件下将药剂按顺序加入装有水的桶中，然后药剂溶解后向桶中补加水，使水中所述三种药剂的总固含量为8~20%，搅拌，向桶中滴加氢氧化钠，再滴加甲基蓝，继续搅拌至混合均匀后制得所述降粘剂成品。本发明能够使高岭土的白度在大于或等于90%、粒度小于2微米含量大于或等于90%的前提下，改善造纸行业用高岭土的流动性，降低高岭土的粘度，添加降粘剂后高岭土在500mPa·s条件下的粘度浓度能够达到70.2%以上。
1.一种用于改进高岭土粘度的降粘剂，其特征在于：所述降粘剂中有效活性成分的配方由下列重量百分比的组分组成：六偏磷酸钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa018~35%；聚丙烯酸钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa055~75%；硼砂xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa05~11%；氢氧化钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa00.01~0.05%；甲基蓝xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa00.005~0.015%；所述降粘剂添加在漂白后的高岭土精矿浆中，添加量为精矿浆中高岭土重量的0.5~2.0%。
2.根据权利要求1所述的一种用于改进高岭土粘度的降粘剂，其特征在于：所述配方中六偏磷酸钠的重量百分比为20~30%。
3.一种用于改进高岭土粘度的降粘剂的制备方法，其特征在于：根据权利要求1所述的用于改进高岭土粘度的降粘剂，将六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂三种药剂按照各自的重量百分比称量后，在搅拌条件下以六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂的前后顺序分别加入装有水的容器中，然后在所述三种药剂溶解后向容器中补加水，使水中的所述三种药剂的总固含量为8~20%，搅拌15~50分钟后，向容器中滴加氢氧化钠，然后再滴加甲基蓝，使所述降粘剂的有效活性成分中氢氧化钠的重量百分比为0.01~0.05%、甲基蓝的重量百分比为0.005~0.015%，继续搅拌至混合均匀后制得所述降粘剂成品。技术领域
本发明涉及造纸、涂料以及胶水等行业用高岭土深加工领域，具体涉及一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法，该降粘剂能够改进高岭土的流动性。
背景技术
高岭土是造纸行业生产高档涂布纸张最好的白色矿物颜料之一，由于具有良好的亲水性、高细度、高白度、惰性强和片、层状结构等特性，在纸张应用中表现出良好的印刷性能、吸油墨性、光泽性和平整度，是其他矿物填料无法替代的优质原料。我国是最早发现和使用高岭土的国家，高岭土资源相当丰富。但由于成矿条件不同，国内高岭土主要用于电陶瓷、耐火材料、石油化工、钢铁冶炼、橡胶塑料和部分涂料、油漆等行业，而在英、美等发达国家，高岭土广泛用于造纸的填料和涂料。高岭土在高档造纸涂料中主要物理性能指标是白度、粒度和粘度，要求白度大于或等于90%、粒度-2微米含量大于或等于90%，我们常说的“双90”产品。同样，高岭土的粘度也与白度、粒度指标一样重要。我国高岭土行业在九五期间，曾利用先进的漂白技术、离心分级技术和剥片技术，生产的涂布级高岭土的白度、纯度、细度等各项指标已达到国际水平，唯独粘度高、流动性差，并多年未能突破。进入本世纪后，我国造纸行业普遍引进涂布机的线速度更高、产能更大，这就要求高岭土的流动性能更好、纯度更高、产业化更大，以求得纸张良好的印刷质量、更高的单位克重和稳定的产品质量。就高档造纸涂布用高岭土而言，粘度浓度值在500mPa·s时的固含量必须达到70%才能满足进口涂布机的正常使用要求，生产的纸品质量才能符合标准要求。同时，要求高岭土的矿物结构不受破坏，白度、细度及其他物理性能和应用性能不受影响，添加的用于改善高岭土流动性的降粘剂等药剂在涂布纸生产过程中不受干扰，并能满足环保、职业健康安全等操作、使用要求。目前，改进高岭土粘度的方法主要有以下几种：一是选用降粘机等降粘设备处理高岭土矿物，来改善矿物的流动性；二是添加药剂并提高矿物的pH值；三是在选择高岭土原料时，选择片状结构的高岭土矿物，等等。但不管采用哪种方法，高岭土的粘度浓度指标很难达到造纸行业的使用要求。我国造纸工业在发展过程中始终存在着涂布级高岭土产品档次不高的问题，即主要指流动性差或粘度高的问题。解决高岭土粘度的技术问题并产业化推广应用，为高档纸产品的快速发展提供优质的配套原料、推动造纸工业的快速发展有着非常重要的意义。为此，如何设计一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法成为本发明研究的课题。xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="15"/>
发明内容
本发明目的是提供一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法，解决了目前造纸行业用高岭土流动性差、粘度高的问题。为达到上述目的，本发明一种用于改进高岭土粘度的降粘剂采用的技术方案是：所述降粘剂中有效活性成分的配方由下列重量百分比的组分组成：六偏磷酸钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa018~35%；聚丙烯酸钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa055~75%；硼砂xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa05~11%；氢氧化钠xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa00.01~0.05%；甲基蓝xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa00.005~0.015%。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，本发明所述降粘剂中有效活性成分指的是对高岭土起到降粘作用、用于改善高岭土流动性的活性成分，有效活性成分由六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、硼砂、氢氧化钠以及甲基蓝组成。2、上述方案中，粘度是表征流体内部由于内摩擦作用而阻碍其相对流动的重要物理参数，高岭土的粘度特性表述有两种方法：一种是以某一固含量时的粘度值表示，另一种是以某一粘度值时的固含量即粘度浓度表示。高岭土的粘度值η（单位为mPa·s）或粘度浓度c（单位为%）均表示高岭土的流动性能，由于ntent="drawing" img-format="jpg" inline="no" orientation="portrait" wi="29"/>与c呈负相关关系，根据相应固含量和粘度值计算试样在500mPa·s时的固含量。高岭土粘度浓度值越高，表明粘度越低，即流动性越好，在涂布造纸时的涂布速度越快，纸张有较好的平滑度。3、上述方案中，所述降粘剂配方中六偏磷酸钠的较佳重量百分比为20~30%。4、上述方案中，所述降粘剂的添加方式对改善高岭土粘度（即流动性）的好坏有很大关系。本发明研制的降粘剂添加在漂白后的高岭土精矿浆中效果最佳，降粘剂的添加量视高岭土的原始粘度而定，一般情况下，添加量为精矿浆中高岭土重量的0.5~2.0%。其中，本发明所述漂白后的高岭土精矿浆指的是高岭土原矿在经过制浆、分级、超细分级、絮凝、漂白处理后得到的精矿。为达到上述目的，本发明一种用于改进高岭土粘度的降粘剂的制备方法采用的技术方案是：根据以上所述的用于改进高岭土粘度的降粘剂，将六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂三种药剂按照各自的重量百分比称量后，在搅拌条件下以六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂的前后顺序分别加入装有水的容器中，然后在所述三种药剂溶解后向容器中补加水，使水中的所述三种药剂的总固含量为8~20%，搅拌15~50分钟后，向容器中滴加氢氧化钠，然后再滴加甲基蓝，使所述降粘剂的有效活性成分中氢氧化钠的重量百分比为0.01~0.05%、甲基蓝的重量百分比为0.005~0.015%，继续搅拌至混合均匀后制得所述降粘剂成品。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，所述总固含量指的是六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂三种药剂固含量值之和，其中，固含量指的是乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数，其实叫“不挥发份含量”更确切。本发明设计构思是：高岭土的主要组分是高岭石、7A多水高岭石和10A多水高岭石，高岭土含有的组分与粘度有直接关系。当高岭石含量高时，若高岭石呈假六方片状结构，则层间结构力差，高岭土的粘度低，若高岭石呈针状或管状结构，则高岭土的粘度高；当多水高岭石含量高时，则高岭土的粘度高。用于造纸涂料的高岭土，最好的粒度分布范围是1~2微米，因为0.5微米以下高岭土颗粒太细，会影响纸张表面性能；同时，粒度越细，粘度越高。高岭土在高档造纸涂料中主要物理性能指标是白度、粒度和粘度，要求白度大于或等于90%、粒度-2微米含量大于或等于90%。而本发明就是要使高岭土产品具有较好的白度和粒度同时具有较好的粘度特性。高岭石结构的单元层是由一片Si-O四面体和一片Al-（O，OH）八面体结合而成，结构单元层在a轴和b轴方向上延续，在c轴方向上堆叠，因此高岭石具有双电层结构，纯净的高岭土Zeta电位等于零时的pH为4.8，当调整pH离开此等电点时，便产生电荷不平衡，从而引起高岭土粒子的相互排斥。将本发明研制的降粘剂加入到高岭土矿浆中，改变了高岭土的Zeta电位，削弱高岭土颗粒的键能，使高岭土颗粒处于单体分散状态，提高了矿浆的流动性。其中，本发明降粘剂的配方中六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠具有分散作用，可以使高岭土浆料充分分散，同时可以使高岭土产品的粘度特性得到改善；配方中硼砂主要起到降低高岭土产品粘度的作用；配方中氢氧化钠对于高岭土来说主要起到润滑作用，同时使高岭土产品呈偏碱性，在偏碱性的条件下高岭土的流动性好；甲基蓝对于高岭土产品来说起到增白作用，以保持高岭土产品的白度。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：本发明提供的一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法，能够改善造纸行业用高岭土的流动性，能够降低高岭土的粘度，其中，添加了本发明所述降粘剂的高岭土精矿的白度在大于或等于90%、粒度-2微米含量大于或等于90%的前提下，其在500mPa·s条件下的粘度浓度能够达到70.2%以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：实施例一~实施例三：一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法制备方法：根据表1的配方将六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂三种药剂按照各自的重量百分比称好后，在搅拌条件下以六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠以及硼砂的前后顺序分别加入装有水的桶中，然后在所述三种药剂溶解后向桶中补加水，使水中的所述三种药剂的总固含量为8~20%，搅拌15~50分钟后，根据表1的配方向桶中滴加氢氧化钠，然后再滴加甲基蓝，继续搅拌至混合均匀后制得所述降粘剂成品。实施例一~实施例三均配制了1000克的用于改进高岭土粘度的降粘剂。原料配方由下列重量份的材料组成：表1：实施例一～实施例三的降粘剂配方（单位：克）项目实例一实例二实例三六偏磷酸钠199.45180350聚丙烯酸钠750709.82550硼砂5011099.6氢氧化钠0.50.10.3甲基蓝0.050.080.1制备好降粘剂后，称取两份同一较高粘度的苏州高岭土样品，每份样品1000克，其中一份用于测定高岭土的原始粘度，在500mPa·s条件下，粘度浓度测定值为40%，粘度用粘度浓度来表示，粘度浓度的测定方法参见GB/Txa014563-2008《高岭土及其试验方法》第27页。将另外一份样品置于搅拌桶中，加水3000ml，并加入一定数量和种类的分散剂，停滞10分钟，倾析，以后每隔10分钟倾析一次，重复3~4次，将沉淀物丢掉得到悬浮液。然后再取出部分悬浮液进行粘度和白度测定，白度的测定方法参见GB/Txa014563-2008《高岭土及其试验方法》第21页；剩余部分加适量的絮凝剂和漂白剂，待反应完成后，将该矿浆一分为二，其中之一进行粘度和白度测定；另一半又一分为三，分别加入实施例一至实施例三所配制的降粘剂，待矿浆充分活化，分别进行粘度和白度测定，测定数值见下表2：表2：样品粘度和白度指标测定（单位：%）项目粘度浓度（500mPa·s条件下）白度备注悬浮液62.585.2xa0漂白样63.289.5xa0添加降粘剂样一70.291.5添加量1.00%添加降粘剂样二70.491.8添加量1.05%添加降粘剂样三70.491.7添加量1.10%从表2中看出，其中，悬浮液就是指高岭土原矿在经过制浆、分级以及加入分散剂后制得的矿浆溶液，悬浮液的粘度浓度值比高岭土样品的原始粘度浓度高，即表示悬浮液的粘度低；漂白样指的是指高岭土原矿在经过制浆、分级以及加入分散剂后，再添加絮凝剂和漂白剂后制得的精矿浆，从表2看出，添加絮凝剂和漂白剂后，高岭土的粘度变低，同时白度变高；添加降粘剂样一、添加降粘剂样二以及添加降粘剂样三分别表示的是精矿浆中再添加实施例一、实施例二以及实施例三所配制的降粘剂后所得的最终样品，其中，添加降粘剂样一中降粘剂的添加量为精矿浆中高岭土重量的1.00%，添加降粘剂样二中降粘剂的添加量为精矿浆中高岭土重量的1.05%，添加降粘剂样三中降粘剂的添加量为精矿浆中高岭土重量的1.10%，这三个最终样品的粘度浓度值均在70%以上、白度值均在91%以上，表明添加降粘剂后高岭土的粘度较低，流动性好，并且白度好。实施例四~实施例五：一种用于改进高岭土粘度的降粘剂及其制备方法降粘剂的配方见表3所示，实施例四和实施例五均配制了100吨的用于改进高岭土粘度的降粘剂。表3：实施例四和实施例五的降粘剂配方（单位：吨）项目实例四实例五六偏磷酸钠3025.448聚丙烯酸钠59.96565.5硼砂109氢氧化钠0.020.04甲基蓝0.0150.012实施例四和实施例五降粘剂的制备方法与实施例一~实施例三相同。选取500xa0mPa·s条件下原始粘度浓度为40%的高岭土原矿，通过现有的工艺加工生产出高岭土精矿，再向制得的高岭土精矿中添加实施例四配制的降粘剂，最终制得的高岭土样品送至上海江南造纸厂工艺科作产品检测，检测指标如下：水分为0.61%；白度为90.10%；pH为3.68；烧失量为14.35%；45微米筛余量为0.03%；小于2微米含量为90.53%；平均粒径1.2488微米；砂石量为0.09%；Fe₂O₃xa0含量为0.23%；Al₂O₃含量为37.56%；SiO₂含量为45.36%；粘度浓度为70.76%（500xa0mPa·s条件下）。为了更好地说明研制的降粘剂对高岭土的作用效果，再选取500xa0mPa·s条件下原始粘度浓度为42%的高岭土原矿，通过现有的工艺加工生产，即高岭土原矿在经过制浆、分级、超细分级、絮凝、漂白处理后得到精矿，再向制得的高岭土精矿中添加实施例五配制的降粘剂，共生产高档造纸涂布用高岭土产品150多吨。经苏州某纸业公司流程试验，效果很好，完全可以替代美国高岭土。并将该样品送到上海江南造纸厂工艺科作粘度浓度和白度测试。检测结果如下：白度为90.3%；粘度浓度为70.57%（500xa0mPa·s条件下）。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。