本
发明涉及一种
无碳复写纸涂料用碳酸钙的制备及应用。 背景技术
无碳复写纸是利用涂在纸上的无色染料与
显色剂接触反应而显色的一 种特种纸,主要由三层组成:上纸(CB),该层纸的背面涂有溶解在非挥发
溶剂中的无色染料的微胶囊;中纸(CF/CB),该层纸的
正面涂有显色剂的 涂层,背面则涂布着微胶囊;下纸(CF),该层纸只在正面涂有显色剂。其发 色原理是,当有压
力施于上纸时,涂在纸背面的微胶囊破裂与纸正面的显 色剂接触发生反应而显色。本技术制备的无碳复写纸涂料用碳酸转就应用 于无碳复写纸的CF涂层中。
CF涂层中颜料的选用是非常重要的,锻烧
高岭土和沉淀碳酸钙具有较 大的
比表面积,吸油高,孔隙容量大,使得涂层膨胀,细孔容积大,对囊 油的吸收性和着色性有显著提高。以此两种颜料组成的涂层比用一般高岭 土和重钙的CF有更快的显色速度。同时,显色
密度也有显著提高,图文更 鲜艳。但CF涂层中的颜料颗粒又不能太大,颗粒太大会影响涂层的平滑度, 所以要求颜料有大的孔容积,又有相对较小的颗粒尺寸。
《造纸科学与技术》2006年第4期公开了"
表面活性剂对无碳复写纸CB
涂料涂布性能的改善",《造纸化学品与应用》2006年第2期公开了"提高
显色剂低温
显色性能的研究"。中国
专利CN 1800491公开了"一种喷墨打印
介质的新型涂布材料及其制备方法"。
中国专利CN 1203566公开了,一种通过在约8〜64 °C的
温度下,碳
酸化含有糖类或多糖类,或者糖类或多搪类和
金属离子的氢
氧化钙
水基浆
料,来制备分散的棱形碳酸钙的方法。生成产物的比表面为10〜120m2/g , 可用于涂料、塑料、涂层纸、纸填料和制药。
中国专利CN 1753836公开了,在碳化过程中碳化率达到2〜10%时, 加入
磷酸或可溶性
磷酸盐,得到白度高、
摩擦系数小、比较接近正球形, 平均粒径10pm以上的方解石型球状碳酸钙。
中国专利CN 1361063公开了, 一种以甲基聚氧
硅垸为主体及少量聚乙 烯醇、吐温80 、水乳化而成的一种乳化液为复合晶形控制剂,生产的碳酸 钙晶体为立方体,形状单一、规整,粒径分布较窄,颗粒稳定,并且具有 良好的分散特性。可广泛应用于高档涂料、油墨、纸张、塑料、PET
薄膜, 特别是具有高附加值的硅
橡胶产品。
中国专利CN 1724378公开了, 一种亚微米级超细碳酸钙分散颗粒的制 备方法,晶型调节剂选自EDTA或其
碱金属盐类、三
乙醇胺、
氨、铵盐、 碱金属碳酸盐、可溶性的无机磷酸盐,碱金属
硫酸盐或碱土金属
硫酸盐、
二糖或多糖中的一种或其混合物,制备出具有良好的分散性,适合用作纸张 填充料和纸张涂层颜料具有光泽高和低
粘度特性,而且适合于涂料、塑料 等应用场合作为半补强剂和填料。
中国专利CN 1193602公开了, 一种以氧化钙和二氧化碳气为原料制造 碳酸钙的方法,其中通过在碳化前加入其钙盐是
水溶性的
无机酸或
有机酸 或它们的盐类,以及在碳化终了加人水溶性的镁盐,以提高碳酸钙的粘浓 度、分散性及白度,使其可用作涂布颜料,以代替或部分代替目前用作造 纸涂布颇料主体的愈来愈短缺的片状高岭土。
中国专利CN 1438279公开了, 一种高白度纳米碳酸钙的制备方法,碳 化过程中加入氢氧化钙重量的0.5〜2 %的三氯化
铝和氢氧化钙重量的0.6〜 1.8 %的拧檬酸钠为晶形控制剂。得到形貌为链状,产品白度高达98 %以
5上的碳酸钙。
上述专利披露的技术,由于所获得的碳酸钙用于无碳复写纸涂料用 时,普遍存在平滑度低或/和显色速度慢的
缺陷,需要进行改进。 发明内容
本发明的目的是提供一种无碳复写纸涂料用碳酸钙及其制备和应用, 以克服
现有技术存在的上述缺陷。 本发明的方法包括如下步骤-
(1) 晶种氢氧化锆的制备:将碱性物质水溶液在1〜5小时内加入到锆 盐水溶液中,制成晶种氢氧化锆浆料;
所述的可溶性锆盐,可以是硫酸锆、氧氯化锆、
硝酸锆、硫酸氧锆中 的一种或两种以上,锆盐水溶液的浓度为0.5-2.0摩尔/升;
所述的碱性物质是氢氧化钠、氢氧化
钾或
氨水中的一种以上,碱性物 质水溶液的浓度为0.2〜2.0摩尔/升;
所述的锆盐与碱性物质的摩尔比为1 : 3.8〜4.2;
(2) 将所说的晶种氢氧化锆浆料加入到氢氧化钙浆料中,通二氧化碳 气体进行碳化,碳化到pH为6.5~7.5时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料, 然后收集无碳复写纸涂料用碳酸钙;
所述的晶种氢氧化锆浆料加入到氢氧化钙浆料中的加入量为:氢氧化 锆干重量相当于氢氧化钙干重量的1~20%。
所述的氢氧化钙浆料的浓度为5~30% (重量)。
所述的二氧化碳可以是纯二氧化碳或含二氧化碳10~35% (体积)的混 合气体。
所述的无碳复写纸涂料用碳酸钙用于无碳复写纸涂料,可以使无碳复 写纸的平滑度高,显色速度快。 具体实施方式
6
实施例1
氢氧化锆晶种的制备:
称取355kg四水硫酸锆,在3立方米的反应釜中加入1000kg水,将355kg 四水硫酸锆加入到搅拌的3立方米的反应釜中,制成硫酸锆溶液。
称取160kg固体氢氧化钠,在2立方米的反应釜中加入1000kg水,将 160kg固体氢氧化钠加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成氢氧化钠溶液。 将氢氧化钠溶液加入到不断搅拌的硫酸锆溶液中,调整氢氧化钠溶液流量, 使加入时间控制在5小时,制得氢氧化锆晶种浆料2515kg。
将8000kg固含量为10%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料2100kg,向碳化塔中通入含二氧化 碳25% (体积)的混合气体,碳化至pH为6.8时得到无碳复写纸涂料用碳 酸钙浆料,将碳酸钙浆料用板框
压滤机过滤、洗涤,得到无碳复写纸涂料 用碳酸钙产品固含量为50。/o
滤饼2180kg。
实施例2
氢氧化锆晶种的制备:
称取170kg硝酸锆,在3立方米的反应釜中加入2000kg水,将170kg 硝酸锆加入到搅拌的3立方米的反应釜中,制成硝酸锆溶液。称取112kg 固体氢氧化钾,在2立方米的反应釜中加入1000kg水,将112kg固体氢氧 化钾加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成氢氧化钾溶液。将氢氧化钾 溶液加入到不断搅拌的硝酸锆溶液中,调整氢氧化钾溶液流量,使加入时 间控制在3小时,制得氢氧化锆晶种浆料3282kg。
将8000kg固含量为25%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料2100kg,向碳化塔中通入含二氧化 碳10% (体积)的混合气体,碳化至?11为7.2时得到无碳复写纸涂料用碳 酸钙浆料,将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤,得到无碳复写纸涂料
7用碳酸钙产品固含量为51%滤饼5160kg。
实施例3
氢氧化锆晶种的制备:
称取203kg硫酸氧锆,在2立方米的反应釜中加入500kg水,将203kg 硫酸氧锆加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成硫酸氧锆溶液。称取400kg 含量为40%液体烧碱,在1立方米的反应釜中加入500kg水,将64kg含量 为40%液体烧碱加入到搅拌的1立方米的反应釜中,制成烧碱溶液。将烧 碱溶液加入到不断搅拌的硫酸氧锆溶液中,调整烧碱溶液流量,使加入时 间控制在2小时,制得氢氧化锆晶种浆料1603kg。
将8000kg固含量为8%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料1300kg,向碳化塔中通入含二氧化 碳27% (体积)的混合气体,碳化至pH为7.1时得到无碳复写纸涂料用碳 酸钙浆料,将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤,得到无碳复写纸涂料 用碳酸钙产品固含量为49%滤饼1630kg。
实施例4
.氢氧化锆晶种的制备: 称取286kg六水氧氯化锆,在3立方米的反应釜中加入1000kg水,将 286kg六水氧氯化锆加入到搅拌的3立方米的反应釜中,制成氧氯化锆溶液。 称取272kg含量为25%氨水,在2立方米的反应釜中加入1000kg水,将 272kg含量为25。/。氨水加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成稀氨水。将 稀氨水加入到不断搅拌的氧氯化锆溶液中,调整稀氨水流量,使加入时间 控制在1小时,制得氢氧化锆晶种浆料2558kg。
将8000kg固含量为5%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料810kg,向碳化塔中通入含二氧化碳 35%的混合气体,碳化至pH为7.5时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料,
8洗涤,得到无碳复写纸涂料用碳酸转产
品固含量为50%滤饼990kg。
实施例5
氢氧化锆晶种的制备:
称取143kg六水氧氯化锆,在3立方米的反应釜中加入1000kg水,将 143kg六水氧氯化锆加入到搅拌的3立方米的反应釜中,制成氧氯化锆溶液。 称取80kg固体氢氧化钠,在2立方米的反应釜中加入1000kg水,将80kg 固体氢氧化钠加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成氢氧化钠溶液。将 氢氧化钠溶液加入到不断搅拌的氧氯化锆溶液中,调整氢氧化钠溶液流量, 使加入时间控制在3.5小时,制得氢氧化锆晶种浆料2223kg。
将8000kg固含量为15%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料1350kg,向碳化塔中通入含二氧化 碳18% (体积)的混合气体,碳化至pH为6.5时得到无碳复写纸涂料用碳 酸钙浆料,将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤,得到无碳复写纸涂料 用碳酸钙产品固含量为53%滤饼2910kg。
实施例6
氢氧化锆晶种的制备:
称取250kg四水硫酸锆,在3立方米的反应釜中加入1000kg水,将250kg 四水硫酸锆加入到搅拌的3立方米的反应釜中,制成硫酸锆溶液。称取253kg 含量为20%氨水,在2立方米的反应釜中加入1000kg水,将253kg含量为 20%氨水加入到搅拌的2立方米的反应釜中,制成稀氨水。将氢氧化钠溶液 加入到不断搅拌的硫酸锆溶液中,调整稀氨水流量,使加入时间控制在4 小时,制得氢氧化锆晶种浆料2503kg。
将8000kg固含量为8%的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中, 向碳化塔中加入上述氢氧化锆晶种浆料550kg,向碳化塔中通入纯二氧化碳
9气体,碳化至pH为6.8时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料,将碳酸钙浆 料用板框压滤机过滤、洗涤,得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为 50%滤饼1620kg。
实施例7 青岛奥华无碳复写CF层原纸 青岛奥华无碳复写CB成纸 涂布原料及胶粘剂:木薯
淀粉、显色剂,青岛奥华纸业提供。 实验采用青岛奥华无碳复写纸CF原纸,使用线性涂布棒进行面涂,涂 布量4g/m2。
显色密度测定参照GB 16797-1997。
表1涂料配方
table see original document page 10
表2检测结果:
table see original document page 10
5tt 87.54 79.45 112 73.29 94.92
87.71 78.96 110 73.20 94.98
普通轻钙 87.12 73.46 71 54.54 86.62
普通轻钙为上海东升新材料有 限公司PCC-90轻质碳酸钙。 11
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