Патент на изобретение №2330138

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО ПИГМЕНТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ И КАРТОНА

(57) Реферат:

Способ касается получения белого пигмента для изготовления бумаги и картона и предназначен для использования в бумажном и картонном производствах. Способ получения белого пигмента включает взаимодействие суспензии гидроксида кальция с раствором сернокислого алюминия в присутствии модификатора. В качестве модификатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 1,0-2,0 мас.ч. от массы белого пигмента. Модификатор вводят в дисперсию гидроксида кальция перед его взаимодействием с раствором сернокислого алюминия. Техническим результатом является снижение вязкости дисперсии пигмента, что позволяет получать мелующие составы, включающие этот пигмент, обладающие улучшенными реологическими характеристиками.

Изобретение относится к производству пигмента, технологиям изготовления мелованных видов картона и бумаги, а также бумаги с наполнителем.

Известен способ изготовления белого пигмента – сульфоалюмината кальция (сатинвейса), в котором дисперсия гидроксида кальция реагирует со смесью сульфата алюминия и сульфата цинка (US, 5904761 А).

Известен также способ получения сатинвейса, в котором он образуется в результате реакции сульфата алюминия и гидроксида кальция (ЕР № 1198522, С09С 1/46, 24.03.2004).

Общим существенным недостатком указанных составов является высокая вязкость получаемых дисперсий сатинвейса. Качество покрытий картона и бумаги, включающих сатинвейс, по многим показателям зависит от реологических характеристик водных суспензий этого пигмента. Поэтому для придания необходимых реологических свойств кроющим составам суспензию сатинвейса в указанных способах обрабатывают различными неорганическими или органическими диспергаторами и/или модификаторами, что делает способы многоступенчатыми и, соответственно, неудобными в исполнении.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа получения сатинвейса является способ, включающий взаимодействие гидроксида кальция с раствором сернокислого алюминия и обработку полученной суспензии сульфоалюмината кальция модификатором, в качестве которого используется алюмометилсиликонат натрия в количестве 0,5-2,0% от массы абсолютно сухого пигмента (АС № 565924, С09С 1/00, 3/00, опубл. 25.07.77). В приведенных в описании способа примерах полученную в реакции гидроксида кальция и сульфата алюминия суспензию сатинвейса центрифугируют для повышения концентрации пигмента и алюмометилсиликонат натрия добавляют в суспензию с повышенной концентрацией сатинвейса. Этот способ также является многоступенчатым, а вязкость дисперсии в результате ее обработки алюмометилсиликонатом натрия не достигает достаточно низкого уровня.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является получение дисперсии сатинвейса с низкой вязкостью, что позволяет получать мелующие составы на его основе с необходимыми для приготовления составов и их использования реологическими характеристиками.

Данный технический результат достигается тем, что в предложенном способе получения белого пигмента для изготовления картона и бумаги, включающем взаимодействие гидроксида кальция с раствором сернокислого алюминия с использованием модификатора, согласно изобретению, в качестве модификатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) в количестве 1,0-2,0 мас.ч. от массы белого пигмента, причем ее вводят в дисперсию гидроксида кальция перед его взаимодействием с раствором сернокислого алюминия.

Способ осуществляют следующим образом. В реактор-смеситель, снабженный скоростной мешалкой, подают определенное количество воды, содержащей в растворенном виде заданное количество модификатора – низковязкой натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы марки Финфикс-5. Затем в этой среде при интенсивном перемешивании диспергируют заданное количество порошка гидроксида кальция. После завершения его подачи дисперсию перемешивают несколько минут.Далее к полученной дисперсии при перемешивании постепенно добавляют раствор сульфата алюминия,содержащего заданное количество этой соли. После завершения подачи раствора сульфата алюминия смесь перемешивают несколько минут и в результате получают дисперсию сатинвейса, модифицированную КМЦ, с содержанием пигмента 20-25%.

Эту дисперсию используют, например, при получении составов для мелования бумаги и картона и при производстве бумаг с наполнителем.

Пример 1. 17,1 г гидроксида кальция диспергируют в 65 мл воды, содержащей 0,88 г КМЦ марки Финфикс-5. Затем в дисперсию при интенсивном перемешивании подают 128 г 20%-ного раствора соли сульфата алюминия в виде Al₂(SO₄)₃·Н₂О. Масса образующегося сатинвейса из указанных количеств гидроксида кальция и сульфата алюминия ˜44 г. Выход пигмента определяют при температуре сушки материала 75-80°С. Соответственно содержание КМЦ составило 2 мас.ч. на 100 мас.ч. пигмента. Концентрация конечной суспензии по сухим веществам 21%. Вязкость системы определяют на приборе фирмы Наакс Visco tester 6^L. Она составляет при скорости вращения ротора L₂ 100 об/мин 250 сП.

Пример 2. Пасту получают аналогично примеру 1, но гидроксид кальция диспергируют в растворе КМЦ, содержащем 0,44 г КМЦ. Соответственно при прочих равных условиях содержание КМЦ составляет 1 мас.ч. на 100 мас.ч. пигмента. При измерении вязкости используют ротор L₃. Вязкость при скорости вращения ротора 100 об/мин составляет 550 сП.

Пример 3. Дисперсию белого пигмента (сатинвейса) получают по прототипу и концентрацию по сухим веществам доводят до 21%. Вязкость при скорости вращения ротора L₃ 100 об/мин составляет 1280 сП.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать белый пигмент (сатинвейс) с улучшенными реологическими характеристиками.

Формула изобретения

Способ получения белого пигмента для приготовления бумаги и картона, включающий взаимодействие суспензии гидроксида кальция с раствором сернокислого алюминия с использованием модификатора, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 1,0-2,0 мас.ч. от массы белого пигмента, причем ее вводят в дисперсию гидроксида кальция перед его взаимодействием с раствором сернокислого алюминия.