1.本发明属于造纸制备技术领域，具体涉及了一种提高造纸钛白粉留着率的方法。
背景技术：
2.造纸是钛白粉的第三大用户。装饰纸、圣经纸和纸币中一般都使用钛白粉，采用钛白粉的纸张，白度好、强度高、有光泽、薄而光滑、印刷时不穿透，在相同条件下不透明度比碳酸钙、滑石粉高10倍，质量也能减轻15～30％。装饰纸也称为钛白纸，主要用于制作家具、地板、壁纸等的原材料。对于有抗老化性要求的纸张，必须使用金红石型钛白。
3.钛白粉表面存在着许多光活化点，在紫外光的照射下，其晶格上的氧离子能失去电子变为氧原子，而氧原子具有极大的活性，可使高分子发生断链、降解。钛白粉的这种光化学活性是造成应用体系耐光性降低的内在原因。当前，钛白粉生产企业通过在钛白粉表面包覆硅、铝、锆等氧化物的方式，来掩蔽二氧化钛表面光活化点，阻隔氧原子与高分子化合物的反应，使钛白粉在应用体系达到高耐光性的要求。
4.造纸用钛白粉采用磷酸或磷酸盐同铝盐对钛白粉产品进行磷酸铝、氧化铝复合包膜，可使产品具有较高的留着率和较好的耐光性；第一层磷酸铝膜较为致密，能很好地改变颜料亲水性能，提高在纸张体系留着率，增强其耐光性，它的包膜沉淀机理可以认为是：在铝或铝化合物与磷酸反应时，在溶液中形成-o-p-o-al-o-p-短链，随着ph上升，这些短链凝集成长链，形成网状体，其对颜料而言，具有很高的表面亲和力，且完全覆盖它。在磷酸铝膜层上包覆的水合氧化铝膜层，可以很好地提高颜料的光泽度，并使之具有正的电动势，与具有负电荷的纸张纤维结合具有更好的亲合力，使颜料能够更好的留在纸张上。
5.专利202010288910.x公开了一种装饰纸用钛白粉及制备方法，其采用氧化镁氧化铝混合包膜提高钛白粉的等电点，使钛白粉在抄纸体系中带正电，以更好的与带负电的纤维素结合，提高钛白粉在纸张中的留着率。
6.上述产品虽然一定程度上提高了钛白粉的留着率，但是仍然无法满足高品质纸张的需求。
技术实现要素：
7.本发明的目的就在于为解决现有技术的不足，提供一种新的提高造纸钛白粉留着率的方法。
8.本发明的目的是以下述技术方案实现的：
9.一种提高造纸钛白粉留着率的方法，取钛白粉添加聚羧酸钠盐分散剂进行分散，得到钛白粉料浆，所述钛白粉料浆等电点≤5，在ph5.0～6.0条件下zeta电位绝对值≤30；然后与纤维浆混合解离，最后加入化学助剂，控制纸浆ph为5.0～6.0，得到高钛白粉留着率的纸浆。
10.优选的，所述聚羧酸钠盐分散剂的用量为所述钛白粉料浆中二氧化钛质量的0.07～0.13％。
11.优选的，所述钛白粉料浆浓度为35～45％。
12.优选的，所述钛白粉料浆在ph5.0～6.0条件下zeta电位绝对值≤10。
13.优选的，所述纤维浆的浓度为8～12％，所述钛白粉料浆与所述纤维浆混合的质量比例为1:(5～8)。
14.优选的，所述化学助剂包括硫酸铝、湿强剂和膨润土，用量分别为所述钛白粉料浆中二氧化钛质量的5～10％、1.5～3.0％和0.5～1.5％。
15.优选的，所述湿强剂为聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂。
16.优选的，所述钛白粉料浆添加聚羧酸钠盐后，在1000～3000r/m分散5～15min。
17.优选的，所述解离转速为30000～50000r/m，时间为10～15min。
18.优选的，所述化学助剂添加前，首先将纤维浆和钛白粉料浆混合液稀释至纤维质量百分含量为0.8～1.2％，添加所述化学助剂后，采用1000～2000r/m转速搅拌5～15min，得到所述纸浆。
19.本发明创新性地提出，在纸张成纸过程中，首先使用聚羧酸钠盐分散剂对钛白粉进行分散，再与纸浆混合，然后添加湿强剂、助留剂等化学助剂，最后进行抄纸，从而能够提高钛白粉在纸张的留着率。
附图说明
20.图1是实施例1～3和对比例1～2钛白粉料浆的zeta电位数据图。
具体实施方式
21.本发明提供的提高造纸钛白粉留着率的方法，取钛白粉添加聚羧酸钠盐分散剂进行分散，得到钛白粉料浆，钛白粉料浆等电点≤5，在ph5.0～6.0条件下zeta电位绝对值≤30；然后与纤维浆混合解离，最后加入化学助剂，控制纸浆ph为5.0～6.0(即抄纸ph为5.0～6.0)，得到高钛白粉留着率的纸浆。
22.本发明创新性地提出，在纸张成纸过程中，首先使用聚羧酸钠盐分散剂对钛白粉进行分散，再与纤维纸浆混合，然后添加湿强剂、助留剂等化学助剂，然后进行抄纸，从而能够提高钛白粉在纸张的留着率。这主要是因为加入聚羧酸钠盐分散剂分散以后，可使钛白粉等电点向酸性方向移动，且zeta电位曲线接近x轴，即在ph5.0～6.0抄纸ph条件下，zeta电位绝对值较低，容易絮凝，结合化学助剂的作用，从而使钛白粉更易在纸张上留着，提高了钛白粉在纸张中的留着率。
23.本技术所使用的钛白粉为常规的造纸用钛白粉，具体的，可为含有磷酸铝、磷酸钛或磷酸铈包膜层的钛白粉。
24.优选的，聚羧酸钠盐分散剂的用量为钛白粉料浆中二氧化钛质量的0.07～0.13％。适宜用量的聚羧酸钠盐使钛白粉处于适宜的等电点和zata电位，聚羧酸钠盐用量过少，达不到降低钛白粉等电点和zata电位等的效果，用量过多，不仅影响钛白粉料浆、纸浆体系的性能，而且导致纸浆起泡和生产成本的增加。
25.优选的，钛白粉料浆浓度为35～45％，适宜浓度的料浆有助于钛白粉颗粒分散，提高聚羧酸钠盐处理效果。
26.优选的，纤维浆的浓度以质量百分含量计为8～12％，钛白粉料浆与纤维浆混合的
比例为1:(5～8)。纤维可选用常规造纸纤维，如针叶木浆、阔叶木浆等。
27.优选的，化学助剂包括硫酸铝、湿强剂和膨润土，用量分别为钛白粉料浆中二氧化钛质量的5～10％、1.5～3.0％和0.5～1.5％。
28.湿强剂是一种重要的造纸用添加剂，一般为强阳离子聚合物，在和纤维羟基形成交联结构产生纸张所需要的湿强性的基础上，促使纤维和钛白粉结合，从而提高钛白粉的留着率，湿强剂优选采用聚酰胺环氧氯丙烷树脂(pae)。
29.硫酸铝也是重要的造纸用添加剂，添加适量的硫酸铝，将纸浆ph调节至＞4.5以后，此时硫酸铝的存在形式为最具反应活性的铝聚合物al8(oh)
20+4
，这种高电荷密度的阳离子被吸附在纤维表面，从而使纤维带正电，进而与带负电的钛白粉结合，从而也起到进一步提高钛白粉留着率的作用。
30.膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的微细粉，由于蒙脱石晶胞都带有相同的负电荷，彼此同性相斥，在稀溶液中很难聚成大的颗粒，膨润土一般与湿强剂(如pae)组成微粒助留系统；具体的，高分子阳离子型聚合物pae靠静电作用吸附到纤维上，并通过桥联的方式引起纸料的初始絮凝，初始絮凝经过高剪切作用破坏后碎成小絮聚物，从而为带负电荷的膨润土暴露出更多的阳离子单元，然后加入膨润土可提供许多负电中心与带正电荷的絮聚体反应形成高密度絮聚体，形成助留系统，有助于吸附带负电荷的钛白粉，从而进一步提高钛白粉的留着率。
31.优选的，钛白粉料浆添加聚羧酸钠盐后，在1000～3000r/m分散5～15min，使聚羧酸钠盐与钛白粉颗粒充分混合。
32.优选的，解离转速为30000～50000r/m，时间为10～15min。
33.优选的，化学助剂添加前，首先将纤维浆和钛白粉料浆混合液稀释至纤维质量百分含量为0.8～1.2％，添加化学助剂后，采用1000～2000r/m转速搅拌5～15min，得到纸浆。
34.实施例1
35.取300g去离子水，200g钛白粉，添加1
‰
的聚羧酸钠盐0220，于高速搅拌机上2000r进行高速分散10min，得到钛白粉料浆，经测定等电点为4.6，在ph5.0～6.0条件下zeta电位值＜30；取45g上述浓度的钛白粉料浆，与磨好的纸浆(300g，纤维浓度10％)，添加2l去离子水，标准纤维解离器40000r解离13min；将标准纤维解离器中的纸浆与钛白粉料浆混合液转移至一定容积的容器中，定容至3000g，分别添加1.57g硫酸铝，10ml质量分数为5％的湿强剂pae，11g质量分数为2％的膨润土，高速搅拌机上1500r搅拌10min，取200g纸浆(ph为5.8)抄纸。
36.实施例2
37.取300g去离子水，200g钛白粉，添加1
‰
的聚羧酸钠盐s-45，于高速搅拌机上2000r进行高速分散10min，得到钛白粉料浆，经测定等电点为4.5，在ph5.0～6.0条件下zeta电位值＜10；取45g上述浓度的钛白粉料浆，与磨好的纸浆(300g，纤维浓度10％)，添加2l去离子水，解离器40000r解离13min；将解离器中的纸浆与钛白粉料浆转移至一定容积的容器中，定容至3000g，分别1.57g添加硫酸铝，10ml质量分数5％的湿强剂pae，11g质量分数2％的膨润土，高速搅拌机1500r搅拌10min，取200g纸浆(ph为5.9)抄纸。
38.实施例3
39.取300g去离子水，200g钛白粉，添加1
‰
的聚羧酸钠盐dn-01，于高速搅拌机上
2000r进行高速分散10min，得到钛白粉料浆，经测定等电点为4.9，在ph5.0～6.0条件下zeta电位值＜30；取45g上述浓度的钛白粉料浆，与磨好的纸浆(300g，纤维浓度10％)，添加2l去离子水，解离器40000r解离13min；将解离器中的纸浆与钛白粉料浆转移至一定容积的容器中，定容至3000g，分别1.57g添加硫酸铝，10ml质量分数5％的湿强剂pae，11g质量分数2％的膨润土，高速搅拌机1500r搅拌10min，取200g纸浆(ph为5.9)抄纸。
40.对比例1
41.取300g去离子水，200g钛白粉，于高速搅拌机上2000r进行高速分散10min，得到钛白粉料浆；取45g上述浓度的钛白粉料浆，与磨好的纸浆(300g，纤维浓度10％)，添加2l去离子水，解离器40000r解离13min；将解离器中的纸浆与钛白粉料浆转移至一定容积的容器中，定容至3000g，分别1.57g添加硫酸铝，10ml质量分数5％的湿强剂pae，11g质量分数2％的膨润土，高速搅拌机1500r搅拌10min，取200g纸浆(ph为6.0)抄纸。
42.实施例1～3以及对比例1所采用的钛白粉均为磷酸铝氧化铝包膜钛白粉。
43.对比例2
44.将砂磨料浆导入包膜罐中，控制料浆浓度为350g/l(以tio2计)，同时升温至80℃；60min内加入占料浆中二氧化钛质量分数为2.8％的na4p2o7溶液，0.8％的tiocl2溶液及0.6％铝酸钠溶液，控制ph＝4.5～5.5,均化30min；用稀naoh溶液调节料浆的ph＝8.0，调节30min，均化30min；120min内加入占料浆中二氧化钛质量分数为2.5％naalo2溶液、1.0％mgso4溶液和稀naoh溶液，保持并流ph＝9.0，均化30min；用稀h2so4调节ph＝7.0，调节30min，均化120min；水洗、闪蒸、汽粉得到磷酸铝、氧化铝氧化镁包膜钛白粉。取300g去离子水，200g钛白粉，于高速搅拌机上2000r进行高速分散10min，得到钛白粉料浆。取45g上述浓度的钛白粉料浆，与磨好的纸浆(300g，纤维浓度10％)，添加2l去离子水，解离器40000r解离13min；将解离器中的纸浆与钛白粉转移至一定容积的容器中，定容至3000g，分别1.57g添加硫酸铝，10ml质量分数5％的湿强剂pae，11g质量分数2％的膨润土，高速搅拌机1500r搅拌10min，取200g纸浆(ph为6.0)抄纸。
45.取实施例1～3和对比例1～2得到的钛白粉料浆进行zeta电位测定，结果如表1和图1所示，并测定抄纸后钛白粉的留着率，结果如表2所示。
46.1、zeta电位数据
47.表1 实施例1～3和对比例1～2钛白粉料浆的zeta电位数据
[0048][0049]
从zeta电位结果看，添加聚羧酸钠盐分散剂后，产品的等电点左移，且zeta电位曲线接近x轴，即在抄纸ph条件下，zeta电位绝对值较低，容易絮凝，从而使钛白粉更易在纸张上留着。
[0050]
2、留着率数据
[0051]
表2 实施例1～3和对比例1～2钛白粉在纸张的留着率
[0052][0053]
从上述结果看，采用本技术提供的方法，添加聚羧酸钠盐分散剂后，可明显提高钛白粉在纸张中的留着率，尤其是在实施例2等电点较低，以及在ph5.0～6.0条件下zeta电位绝对值较小的条件下，钛白粉在纸张中的留着率更高。
[0054]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。