造纸无机粉体材料市场概况及开发应用进展

2014-08-13 01:43:06宋宝祥
中国造纸 2014年11期
关键词:涂布纸滑石粉白度

宋宝祥 王 妍

(1.中国制浆造纸研究院,北京,100102;2.中国电子学会节能减排工作推进委员会,北京,100036)

造纸无机粉体材料是现代造纸业的第二大消费原料。过去10年,中国纸和纸制品产量和消费量的持续高速增长,推动了非金属矿加工产业的生产加工技术和相关装备制造业的发展,拉动了造纸无机粉体材料消费量的快速增长。充分利用我国非金属矿产资源的优势,合理利用大宗工业固体废弃物,开发新型造纸无机粉体材料的制造与应用技术;采用现代生产技术,提升传统造纸填料和颜料品质,满足现代造纸技术装备和生产工艺需要,是该行业今后的主要发展方向。

1 主要造纸无机粉体消费概况及发展趋势

2012年我国纸及纸板产量达到10250万t,比2001年增长了2.2倍,年均增长率12.78%;2012年造纸无机粉体消费量达到961.7万t,比2001年增长了2.85倍,年均增长11.25%。

2001—2012年造纸无机粉体消费量与纸和纸板产量的消费比例见表1;主要造纸无机粉体材料市场占有率的变化趋势见图1和图2[1]。

由图1和图2可知,与2001年比较,2012年主要造纸无机粉体材料的消费结构发生了重大变化。碳酸钙 (GCC和PCC)的市场占有率由2001年的38.81%提升至2012年的68.52%,继续保持强劲的增长态势。受造纸业对各种不同矿物粉体需求的拉动,非矿加工业立足国内矿物资源特点,开发新型造纸无机粉体的加工和推广应用技术力度加大,包括膨润土、二氧化钛、三氧化二铝、硅灰石、合成与天然无机纤维等其他功能性无机粉体的消费量,得到较快扩展,市场占有率由2001年的0.48%,提升至2012年的3.68%。

表1 2001—2012年造纸无机粉体消费量与纸和纸板产量的消费比例

图1 2001年主要造纸无机粉体市场占有率

图2 2012年主要造纸无机粉体市场占有率

造纸高岭土和滑石粉在整个无机粉体材料的市场份额,进一步受到强劲的碳酸钙消费市场的挤压,市场占有率继续下滑。其中高岭土的市场占有率由2001年的19.41%下降到2012年的13.95%;曾一度占领国内造纸填料市场统治地位的滑石粉的市场份额由2001年的41.34%,下降至2012年的13.85%,成为下降幅度最大的粉体材料。

由表1可知,无机粉体消费量的年均增长率比纸张产量年均增长率高1.53个百分点,无机粉体消费量对纸张产量的消费比例由2001年的7.81%,提升到2012年的9.38%,表明近年国内纸张单位无机粉体的消耗量逐年增加,并有继续提升的趋势。

长期以来,国内造纸界一直力求将更多的无机粉体施用于纸张,以降低原料成本和提升纸张品质作为重要研究发展目标。但一些发达国家近来对以降低成本为目的,将矿物资源大量用于造纸的观点提出了质疑,认为矿物资源不可再生,植物纤维属于可循环再生资源,矿物粉体用于纸张的首要目的应是提高纸张品质,而非降低成本,这可能是国内造纸无机粉体的单位消费比例高于发达国家的主观原因之一。

2 主要传统造纸无机粉体的消费特点与发展动向

目前国内造纸常用非金属矿物种类20多种,碳酸钙、滑石粉、高岭土仍为消费量最大、最重要的三大白色无机矿物粉体材料。采用现代矿物粉体的超细加工技术、化学改性与颜料复合技术、无机合成技术,以及生产工艺技术和装备的更新,使三大造纸填料和颜料的产品品质不断提高,企业规模化发展速度加快,产品的国产化率达95%以上。

2.1 碳酸钙

2001—2013年,GCC和PCC的消费量和年均增长率如表2所示,1997—2013年间消费趋势见图3。表观数据表明,进入21世纪以来,伴随造纸产业高速发展,碳酸钙保持了连续10余年的两位数的高速增长,但近两年的年增长率明显下降,预示未来碳酸钙在造纸领域的消费将可能终结其高增长时代,进入缓慢的增长时期。

表2 2001—2013年碳酸钙消费量及增长率统计

目前GCC生产制造技术和成套装备已日趋完善,国有化率超过90%。国内用于造纸填料和涂料颜料的GCC制造技术相对成熟,各种规格和性能要求的GCC可全部实现国内生产。高固含量 (>78%)、窄粒度分布、低黏度 (≤300 mPa·s)、超细化 (1μm>95%)的高技术浆料产品,在国内多家GCC企业投入生产,并成功用于1500 m/min以上高速涂布设备和全碳酸钙涂料配方制造涂布印刷纸的面涂颜料。

高品质GCC浆料产品是目前现代化造纸企业最主要的产品消费形式,也是GCC的主要发展模式。不完全统计,国内现有湿法GCC浆料生产企业超过55家,其中10万t以上规模企业28家,总生产能力超过500万t,年消费3万t以上的造纸企业大多建设了配套的GCC浆料产品生产线。

在一些具备条件的资源地区,利用不同矿物理化特性,相互取长补短,利用方解石伴生矿种和较高白度的叶腊石、白云石、伊利石、透闪石、滑石粉、硅灰石、PCC等,与方解石混配制造复合型GCC产品的制造技术得到推广。表3和表4列出了目前国内已工业化的几种碳酸钙复配产品的实例。

图3 1997—2013年造纸碳酸钙消费趋势

PCC比GCC更早地用于造纸填料和颜料,近10余年一直保持了年均15.47%的增长,但市场占有率不足GCC的1/3(见图3)。PCC粒子结构疏松,表观粗糙,具有特有的形态特征。与GCC相比,散光系数高,可赋予加填纸张更佳的松厚度、光学性能和保留率,国内PCC更多的用于造纸填料,用于造纸涂料的市场份额不足35%。

PCC生产技术比GCC复杂,建设投资大,与造纸企业合为一体的卫星式PCC浆料生产企业的建设,受到优质氧化钙原料供应的限制,是影响造纸PCC消费量增长的重要原因。从长远看,国内石灰石资源储量远高于制造GCC的优质方解石,不同形态特征和品质特性的PCC产品可赋予纸张更佳的优良性能,因而具有更广阔的发展潜力。

表3 造纸复配碳酸钙填料的应用实例与特点

表4 复配碳酸钙用于造纸涂料颜料的应用实例与特点

越来越多的客户在长期生产实践中发现,浆料PCC在提高纸张灰分、改善高品质纸张性能方面与GCC相比,具有明显优势,已引起国内外PCC生产商和大型现代化造纸企业的广泛关注。由美国特种矿业公司 (SMI)提供技术和装备,投资建设的位于苏州金华盛纸业厂区内的PCC生产工厂,是国内最早投入生产运营的现代化PCC浆料生产线。SMI公司和IMRS公司,以及日本在华PCC生产商,近年都在积极寻求与国内有条件的造纸企业合作,推广这一生产技术。由于新的生产线采用国外设计,生产系统自动化程度高,产品质量稳定,除了生产软件采用国外技术外,主要装备采购国产设备,使建设成本和制造成本大大降低,受到造纸企业的欢迎。自2010年以来,国外公司与五家造纸企业正式签署的浆料PCC生产线,总设计生产能力达到36万t,其中IMRS公司在岳阳纸业建设的年产6万t PCC浆料生产线于2011年建成投产,并计划扩建至10万t。这一发展趋势,将推动和促进PCC的较快发展,有望进一步提升PCC在未来造纸无机粉体材料中的市场地位。

在过去的十年,PCC加工制造业和造纸业在新型造纸专用产品开发方面做出不懈努力,取得众多技术成果和技术专利,但实现工业转化并实际应用的不多。以中长期市场为目标,目前得到重点关注和有望实现工业推广的技术成果,有以下几方面。

(1)超细 (纳米)PCC的开发与应用

纳米PCC的开发,在21世纪最初的几年曾一度受到广泛关注。具不完全统计,国内现有纳米或亚纳米PCC的生产企业40余家,生产设计能力超过140万t,实际市场销售量估计在25万余t,主要用于非造纸行业。此类产品在制造过程的一次粒径通常为纳米细度,但由于PCC超细粒子具有较强自凝聚倾向,经干燥后的最终产品多为微米级的聚集体,其粒度特征表现为最大粒径<8~10 mμ,平均粒径<2 mμ,粒径分布窄且均匀。因此无机盐行业制定的PCC行业标准中将PCC称之为超细PCC,并未纳入纳米碳酸钙的细度范畴。

超细PCC在造纸行业的应用目前仍受到价格和应用领域的限制,大多处于实验研究阶段,并力求在高附加值特种纸张中试用,在造纸面涂颜料方面的应用是造纸界的重点研究领域。目前成功的工业应用实例包括:涂料印刷纸或涂布纸板的面涂颜料,替代部分TiO2或煅烧高岭土填料生产装饰纸、字典纸、水松纸、食品医药包装纸,以及用于表面施胶剂颜料方面。

中国制浆造纸研究院、北京大学、华南理工大学、大连工业大学、齐鲁工业大学、东北林业大学、金东纸业等10多家科研院所和造纸企业,对用于铜版纸面涂颜料的实验室研究结果表明,适度添加超细PCC可以提升纸张涂层的平滑度、耐老化性,有限提高涂布纸白度、光泽度,可改善油墨吸收性、紧度、不透明度和涂层孔隙结构降低粗糙度,提高涂料保水值。主要负效应表现在低切变黏度和高切变黏度增加,涂料胶黏剂用量增加,表面强度下降。总体来看,纳米PCC对涂料印刷纸品质的有限提高和较高的价格,难以获得理想的性价比。超细PCC赋予纸张涂层性能的改善,可能主要来自其单一的小尺寸效应,而非真正的纳米材料效应,这是导致其在造纸涂料领域未得到广泛应用的重要技术原因。

(2)高白度、低黏度PCC产品的开发

提升产品白度和降低颜料分散体黏度是对PCC的研究重点。10多家企业已能够稳定提供白度95%~97%的工业产品。提升PCC工业产品白度的主要技术手段是通过对石灰石原料的选择、先进的煅烧-消化-除渣净化-碳化工艺技术和装备的改进获得。某些单独采用化学增白技术提升产品白度的方法,虽然表观白度可提升到95%以上,但由于选择的化学增白剂与造纸常用增白剂等化学品相溶性差,用于填料和涂料对纸张白度的提升并不明显,容易呈现“假白度”效应。

在PCC生产过程中,采用产品粒子形态和窄粒度分布控制、化学改性、机械解聚与化学预分散处理等制造技术来提升涂料级PCC的分散性和降低分散体黏度,改善流变特性方面取得重大工业突破。适用于高固含量造纸涂料使用的新型PCC产品,其分散体黏度小于400 mPa·s时的固含量可由过去的60%左右提升到70%以上。

基于PCC干粉产品的易团聚、难以分散,以及产品粒度分布不合理、黏度高等不足。将常规PCC经高浓、高线速度分散或经湿法研磨机研磨,制造固含量≥72%的预分散研磨PCC浆料产品的生产技术,已在几家PCC工厂投入应用。与经干燥的PCC比较,可改善流变性、粒度分布、增加-2 μm粒子含量、降低磨耗,从而提高涂布纸张质量和改善造纸生产操作性。

(3)特种形态PCC产品的开发应用

在PCC制造过程,通过控制生产工艺条件,可制备出各种不同晶体形态和理化特性的PCC产品。PCC的粒子形态对改善加填纸张品质和颜料涂布纸涂层结构特性至关重要,纸张质量和造纸涂料特性的改善,很多因素受益于PCC形态带来的物理特性变化。PCC晶体形态的稳定控制技术,是生产高品质造纸PCC的最为重要关键技术,引起PCC制造业的广泛关注,但与国外先进技术相比,仍有较大差距。目前国内已成熟的工业生产技术可制造纺锤状、菊花瓣 (偏三角)状、立方体、针状等形态产品,真正的片状形态产品尚未实现稳定的工业化生产。

菊花瓣状PCC,过去因其价格较高,常用于卷烟纸填料,近来作为高品质低定量胶版印刷纸、轻型纸、信息原纸、装饰纸填料的工业化应用已取得成功。生产实践表明,菊花瓣状PCC对提高加填纸张灰分、松厚度、透气性、整饰性、印刷适应性,提高填料保留率和清洁白水方面,比纺锤状和立方体PCC具有明显优势。目前此类产品主要由4家在纸厂内建设的卫星式PCC浆料生产系统供应,销售价格在700~800元/t(绝干计)。预计这一生产方式和产品有望在未来几年得到进一步推广应用。

纤维状PCC是一种具有较大形态比 (长径比15~25)的针状产品,与造纸其他填料和纺锤状PCC相比,理论上具有填料保留率高,在提升纸张强度、透气度、松厚度方面效果显著,主要缺点是纸张不透明度较差。华丰纸业有限公司通过与商品PCC和TiO2混配的实验研究表明,用于卷烟纸填料可明显提高纸张抗张指数、透气度、留着率和包灰性能。

一种专用于超压纸填料 (平均粒径1~2 μm)和用于喷墨打印纸、记录纸涂料颜料 (平均粒径0.2~0.3 μm)的空心球形或由纳米级粒子聚集而成的高空隙多聚体PCC制造专利技术,已进入工业试验阶段。

(4)复合改性碳酸钙产品的开发应用研究

复合改性碳酸钙在造纸中的应用,有两点至关重要:首先须考虑改性钙的包覆率和包覆强度,在一定机械剪切条件下包覆材料不应脱落;其次对造纸浆料或涂料体系具有良好的协同效应。

复合改性碳酸钙分为无机包覆改性和化学改性两类。无机包覆改性通常选择纳米级氧化硅、氧化铝、氧化钛等包覆于碳酸钙表面,使粒子表面具有微细孔隙结构,产生高的散光系数、比表面积和吸附特性;用于造纸填料,可提高纸张不透明度,改善纸张油墨吸收性。化学改性通常以高分子聚合物或无机盐类助剂包覆或接枝于碳酸钙表面,以改善其与纤维的结合强度,提高填料保留率和抗张强度。

清华大学采用颗粒表面纳米包覆修饰技术,将纳米PCC包覆于GCC表面,制造出一种表面粗糙、具有孔隙的球状复合碳酸钙专利产品,用于造纸填料可提升纸张不透明度、松厚度、油墨吸收性和填料保留率。

将TiO2、SiO2、Al2O3等纳米材料与PCC或GCC复合改性,制造具有功能特性的复合碳酸钙产品。杭州华丰纸业有限公司将一种TiO2复合碳酸钙产品用于卷烟纸填料,与商品碳酸钙相比,可提升纸张白度、不透明度、填料留着率。

造纸填料碳酸钙的化学改性主要根据植物纤维的特性,试图通过对碳酸钙粒子表面的阳离子化或接枝富羟基、羧基的高分子基团,以增强填料粒子与纤维的结合,从而提高填料保留率和结合强度。目前主要采用变性淀粉、壳聚糖、CPAM、硅酸盐、磷酸盐对碳酸钙进行化学改性。

涂料用碳酸钙的改性则主要考虑,通过引入活性剂改变颜料的表面电化学特性,提升颜料粒子的分散性以及降低分散体的黏度、改善涂料流变特性,以适应高固含量造纸涂料的使用要求。

改性剂的正确选择不仅要考虑活化剂与碳酸钙及其复合粒子的亲和性,同时要考虑助剂与纸浆中添加的其他化学助剂的相溶性;特别是用于涂料体系的改性钙与常用涂料的胶料、辅料助剂的配伍效应。目前国内化学改性造纸碳酸钙及对纸张性能的影响见表5。

表5 常见碳酸钙改性剂的种类与用途

表6 2001—2013年造纸滑石粉消费量及增长率

2.2 滑石粉

滑石粉是国内造纸行业最传统的矿物粉体原料,2001—2013年造纸滑石粉 (含伴生矿种和复配产品)的消费量及增长率如表6所示。

20世纪90年代末期,滑石粉的最高消费量曾达到140万t。2000年后,由于造纸行业更多的采用碱性施胶技术,滑石粉受白度更高和价格低廉的碳酸钙的市场冲击,其消费量和市场占有率呈现逐年下降趋势。2005年以后的8年间,造纸滑石粉的绝对消费量开始步入逐年缓慢增长期。虽然2013年总消费量达到141.3万t,恢复到2000年前的历史最高水平,但大量用于造纸填料的滑石粉品质却不可同日而语。

国内造纸滑石粉的主要用途是造纸填料,少量用于造纸树脂 (黏性物)控制剂和涂料颜料。由于高品质滑石粉原料资源储量小,市场价格较高,主要用于技术质量要求较高的树脂控制剂和涂料颜料产品的制造。目前较高品质的滑石粉填料,主要用于纸杯纸、信息记录纸、壁纸原纸、晒图纸,少量用于低定量生活用纸及其他需要采用酸性造纸工艺的场合。

近年,拉动滑石粉消费增长的主要动力来自供货半径数百公里内的中小造纸企业对低品质填料和涂料颜料产品的大量消费。采用的原料大多为与绿泥石、方解石、白云石、菱镁矿等低品质伴生矿种,以及复配的叶腊石、迪开石、伊利石、绢云母等,滑石粉组分不足30%。主要用于低档箱纸板、瓦楞原纸、低品质文化纸张,吨纸填料加填量高达300~400 kg,纸张灰分大于30%,目前的出厂价格约在200~300元/t左右。另一方面,不少滑石粉加工企业为降低生产成本,满足制造低档纸张和纸板的低成本需求,也大量的人为配比高白度方解石或其他低价格矿石原料来生产造纸填料和高白度要求的涂料产品,致使滑石粉在造纸行业的真实消费量难以得到准确的统计,估计可称之滑石粉的实际消费量有可能高于滑石粉消费量统计数字的60%。未来几年,伴随政府对中小造纸企业关停并转强制政策的落实,低档填料滑石粉消费量有可能出现萎缩趋势。

国内已有两家滑石粉企业可以生产控制剂造粒产品。中国制浆造纸研究院与辽宁艾海滑石有限公司、APP集团合作,开发新型滑石粉造纸黏性物控制剂和涂料颜料专用产品取得进展。一种已形成工业生产能力的以滑石粉为主体原料,与硅藻土、膨润土复合,同时进行化学改性的阳离子型复合滑石粉黏性物控制剂造粒产品及其制造技术,已通过辽宁省技术鉴定,并获得国家专利。该产品用于木浆厂的树脂控制,与进口同类产品相比,添加量节省30% ~40%,目前已在APP集团国内制浆厂推广使用,并出口到亚太地区。该公司开发的另一种经化学预处理的涂料颜料专用造粒和压缩粉体产品,已进入工业应用试验阶段,该产品主要用于涂布胶版印刷纸,对改善涂布纸Δ光泽度、视触感、纸张整饰性和生产运转性 (刮刀的清洁、防止粘缸粘辊)、清洁生产,有良好效果。

超细滑石粉体的造粒/压缩专用装备和技术的开发是国内外滑石粉加工业重点研究领域之一。造粒产品不仅可有效解决超细滑石粉堆密度小、包装运输费用高的问题,更重要的是有利于水相条件下颜料粒子的分散解离,提升分散体固形物含量,实现清洁生产。

我国南方和西北部地区黑滑石 (灰滑石)储量丰富,具有潜在的市场发展前景。黑滑石白度低,主要理化特性与白滑石相近。目前已有小型滑石企业选择较高白度和纯度的黑滑石与方解石、白云石或其他高白度矿种混配,用于生产低档纸及纸板的填料和底涂涂料。研究表明,黑滑石经煅烧超细加工后,白度可达88%~92%,改变了原有的疏水性,粒子表面呈现孔隙结构,增加了比表面积和吸附性。应用实验结果显示,煅烧滑石粉可替代部分TiO2用于造纸填料和涂料颜料,综合应用性能与煅烧高岭土相近。

未来造纸滑石粉的市场技术经济定位主要体现在它特有的功能特性方面。利用滑石结构特点赋予的亲油疏水性、润滑性和片状形态等功能特征,开发和扩展造纸黏性物控制剂和造纸涂料颜料用途的系列产品、相关的生产制造技术和装备及相应的应用技术,是目前国内滑石粉生产加工业主要的研究开发方向。

表7 2001—2012年造纸高岭 (瓷)土消费量及增长率

2.3 高岭 (瓷)土

2001—2012年间的高岭 (瓷)土消费量如表7所示。根据生产加工方法的不同,造纸高岭土主要分为水选高岭土和煅烧高岭土两类。初步统计,2012年造纸水选高岭土的消费量 (包括以高岭土的衍生矿种和其他矿种为原料的造纸瓷土),以及煅烧高岭(瓷)土 (含煅烧伊利石、迪开石)的总消费量为134.2万t,其中水选高岭 (瓷)土消费量为129.8万t,煅烧高岭 (瓷)土的消费量4.4万t,煅烧高岭土消费量只占总消费量的3.3%。虽然2001—2012年,水选高岭 (瓷)土和煅烧高岭 (瓷)土消费量的年均增长率分别为10.1%和10.9%,但近年水选高岭 (瓷)土的消费量则呈现了微增长趋势,煅烧高岭 (瓷)土出现了负增长。

我国高品质造纸高岭 (瓷)土的消费主要受颜料涂布印刷纸和涂布纸板产量的增长而拉动(见图4)。21世纪以来,国内涂布印刷纸和涂布纸板产量高速增长,总产量由2001年的380万t(其中涂布印刷纸130万 t,涂布白纸板250万 t)提升到2012年的2120万t(其中涂布印刷纸780万t,涂布白纸板1340万t),增长4.58倍。

图4数据显示,虽然高岭(瓷)土的消费量随着涂布印刷纸和涂布纸板产量的增长,呈现出年均10%以上的增长态势,但涂布纸和涂布纸板产量的消费比例却由2001年的12.8%下降至近年的6.3%左右。其原因可能与我国涂布技术的变革和涂布纸和纸板产品结构的调整密切相关:①近年国内涂布纸和纸板的生产大量采用引进的高速多次涂布生产装备,底涂和中涂颜料配比越来越多地采用价廉的全碳酸钙颜料,很少使用高岭 (瓷)土颜料。②由于高品质超微细化碳酸钙制造技术的进步,以及高光泽胶乳产品的出现,在一定程度上弥补了碳酸钙颜料赋予纸张涂层光泽性不足的缺陷,使全碳酸钙涂料制造光泽度要求不高的涂布纸和涂布纸板成为可能。常规面涂料中的高岭土配比,已由10年前以高岭土为主 (60%~70%)转变以精细化的高品质碳酸钙为主,高岭土在面涂涂料中的颜料配比下降至15% ~30%。③高岭土在造纸涂料中应用最主要的是利用其特殊的片状形态,赋予纸张涂层更高的光泽特性,主要用于具有高光泽要求的铜版纸、铸涂纸、涂布白卡纸和纸板的面涂颜料中,在非高光泽要求的涂布纸和纸板中则可以更少地使用或不用,而近年低光泽涂布印刷纸和涂布包装纸板发展迅速。造纸界的这些技术变化,可能预示着未来国内造纸高岭土的消费趋势,将主要受高光泽涂布印刷纸和涂布印刷纸板产量的增长趋势变化而主导,呈现缓慢的增长或有可能下降的态势。

表8列出了近年进口高岭土消费量与消费比例。我国进口的造纸高岭土,主要为巴西、美国和英国生产的结构化、超细、低黏度的高品质面涂级水选高岭土,亦有少数外资或合资企业为满足特种纸张需要,进口少量用于填料的特种改性高岭土产品。填料级造纸高岭土主要为国内产品。21世纪初的几年,进口高岭土的年增长率超过30%,2007年以来增长趋于缓慢,这与国内高岭土加工企业近年来不断提高国产水选高岭土品质,以致更多的大型涂布纸生产企业开始采购国产涂料级产品与进口产品混配使用相关。与此同时,造纸面涂料配方中水选高岭土配比的大幅度降低,也缓解了进口高岭土的增长。

图4 2001—2012年间高岭 (瓷)土消费趋势

表8 进口高岭土消费量与消费比例

造纸高岭 (瓷)土在国内的开发使用与国外相比,有两大特点:①涂料级产品的原料不仅来源于较高纯度的高岭石,也大量使用与高岭石伴生的其他矿种。特别是北方地区,以绢云母、伊利石、迪开石、叶腊石等矿种为主的瓷土也用来制造中低档涂料级产品,这在国外是罕见的。②高岭 (瓷)土选矿过程的次级产品很少用于造纸填料。这与我国南方砂性高岭土次级产品的纯度低、白度低、微细硅含量高相关;将其进一步净化和漂白后的制造成本和技术性能难与储量更为丰富、价廉的碳酸钙竞争。近来一些地区出现的所谓造纸填料瓷土,实际上大多为较高白度和纯度的伊利石、迪开石、叶腊石,甚至白云石为主的矿种。

近年来,用于造纸填料和颜料的绢云母、伊利石、迪开石、叶腊石等衍生矿种的制造与应用技术得到完善和开发,干法加工的300~800目粉主要用于造纸填料,1200~2500目粉主要用于造纸底涂颜料,湿法超细加工的漂白精制产品主要用于面涂颜料。河北沙河是我国最早利用伊利石-绢云母原料制造涂料级瓷土的地区,由于资源几近枯竭,近年产量和质量明显下降,但仍保持约10万t的规模。当地造纸高岭土加工企业,利用早期开采制造造纸涂料级伊利石和绢云母颜料丢弃的尾矿,成功开发出较低磨耗、白度85% ~88%、粒径2 μm占65% ~92%、黏浓度66%~68%、水分25%~28%的泥饼状涂料级瓷土产品,其矿物组成主要为长石和伊利石伴生的不规则片状粒子形态瓷土,广泛用于铸涂纸、气刀涂布纸和低档涂布包装纸板颜料,以及多次涂布纸和涂布纸板的底涂涂料。此类矿石原料,在河北北部和内蒙地区储量丰富,研究表明,利用其较高白度的原料,经干法超细加工,可用于造纸填料;而选择流变性较好的原料,可制造出符合造纸涂料质量要求的中低档水选瓷土颜料[2]。

基于国内资源特点,解决涂料用高岭 (瓷)土产品质量稳定性差,白度低、黏度高、流变性差的技术难题,仍是国产高岭 (瓷)土的主要研究领域。提高企业生产规模和产品质量的稳定性,研究和开发低品质高岭 (瓷)土在造纸上的应用,扩展国产水选高岭 (瓷)土的市场份额,是国内造纸高岭 (瓷)土加工企业需要不断努力的方向。

(未完待续,下转《中国造纸》2014年第12期)

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PP/EPDM/滑石粉三元体系的增韧机理研究
石河子科技(2020年4期)2020-08-04 11:40:36
一种新型涂布纸涂料的制备方法与性能研究
上海包装(2019年4期)2019-08-30 03:52:54
关于滑石粉在塑料改性中的应用研究
化工管理(2017年5期)2017-04-11 03:38:04
多次洗涤对面料白度的影响分析
滑石粉烫制刺猬皮工艺优化及质量标准制定
中成药(2016年8期)2016-05-17 06:08:43
滑石粉颗粒尺寸与预絮聚在提高纸张性能中所起的作用
造纸化学品(2015年4期)2015-11-04 06:54:16
影响小麦粉白度的主要因素