CN111395032A - 云母纸制纸浆料的配制方法 - Google Patents
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Abstract
云母纸制纸浆料的配制方法，其利用云母纸生产线上获得的边角余料、废弃料或者残损料作为原料，在经过除杂、剪碎、碱液浸泡处理后投入打浆机中进行打浆开解处理，其开解物清洗干净后通过阳离子淀粉进行真空保温处理，并在处理后用流水冲洗后烘干，弄进行微波球磨，得到加工云母粉；将所述加工云母粉与相同粒径范围值的云母熟粉按照1:2～1:3的比例混合后加入助剂和/或加强料即制得可直接用于云母造纸机的云母纸浆料。该工艺可有效提高云母纸废料的利用率，减少原料成本，具有相当的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及云母纸的制备技术领域，具体涉及一种能有效减少云母纸生产成本的云母纸制纸浆料的配制方法。
背景技术
云母纸产品作为目前云母最广泛的应用途径之一，其以碎云母片(白云母、金云母、人工合成云母)为原料，通过化学制浆或水力机械破碎制浆、抄造制成，云母纸往往具备片云母制品相对应品类的绝大部分性能，工业上被广泛用于电缆、大型机电设备中的绝缘材料，其具有电气强度高，介质损耗低，表面电阻和体积电阻高的电气性能，同时也具有高绝缘、抗电晕、耐酸碱、抗辐射、化学稳定性、富有弹性、高剥离性、耐剪切力和抗张强度大等优异的理化性能。
传统的片云母制品加工过程中，云母的原矿利用率较低，通常在30％以下，且容易产生大量的碎片矿渣；而在云母纸制造过程中利用制浆造纸工艺技术以云母碎片作原料，虽然能使云母的利用率大幅提高，但在加工过程中，通常都会产生一定量不合格的废弃料或者残损料，另外，即便是合格的云母纸产品，也需要对云母纸进行裁剪处理，因而产生大量的边角余料，这些边角余料、废弃料或者残损料因技术原因无法利用，目前只能以废弃物形式进行处理，给环境造成压力的同时也给企业造成了生产成本上的经济压力。
为了提高云母料的循环使用比例，也有一些技术方案对云母纸加工过程中的边角余料进行回收利用，如在ZL 200610018126.7的技术方案中就公开了一种利用云母纸废料生产云母纸浆的方法，在该方法中以云母纸废料作为原料采用化学浸泡，与粘结胶发生化学反应，使粘结胶与云母分离：在采用机械开解清洗，把云母纸废料制浆，重新抄造云母纸。这种方法虽然能对云母纸废料进行回收利用，但是这种方法进行回收处理的过程中，回收的云母纸废纸经过一次加工后，云母片间的范德华力和静电作用力减弱，会导致制浆后的云母纸成纸机械强度变小、机械性能和可靠性变差，在使用过程中容易发生解离、变形，难于满足实际使用需求，也有采用玻璃纤维、聚酯、芳纶纤维进行补强的，但是这种补强方式会直接影响云母纸的介电强度，对产品质量也有一定的影响。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种云母纸制纸浆料的配制方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
云母纸制纸浆料的配制方法，具体包括以下操作步骤：
S1、将云母纸生产线上获得的边角余料、废弃料或者残损料进行收集并作为原料，去除肉眼可见的杂质，将上述原料剪碎，将上述原料用碱溶液进行浸泡，浸泡时长为3～5天；
S2、将经过步骤S1处理后的原料加入打浆机中进行打浆处理，使浸泡后的云母纸开解，将开解后的物料进行固液分离，将其固形物加水，并用稀盐酸调至中性，然后取出反复冲洗干净或者直接用清水冲洗至pH值为8～8.5；
S3、将阳离子淀粉在72～75℃的热水中溶解，控制阳离子淀粉的加入量为9～15g/L，并搅拌至透明状，然后加入冲洗后的原料，在真空条件下保温搅拌45～60min，将搅拌完成后的原料进行固液分离，其固形物用板框压滤机进行压滤，然后用流水冲洗后烘干，得到烘干料，将烘干料加入球磨机中，投入陶瓷磨球，进行微波球磨得到加工云母粉；
S4、将步骤S3处理后的加工云母粉与相同粒径范围值的云母熟粉按照1:2～1:3的比例混合后加入助剂和/或加强料即制得可直接用于云母造纸机的云母纸浆料。
作为进一步限定，在步骤S1中，进行原料剪碎处理时，需要将收集的云母纸边角余料、废弃料或者残损料剪切成面积1.5cm2以下的碎片，以方便开解并有效提高开解率。
作为进一步限定，在步骤S1中，进行碱溶液进行浸泡时所采用的碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，且原料和碱溶液中氢氧化钠和/或氢氧化钾的质量比为3:1～3:2。
作为进一步限定，在步骤S3中进行微波球磨时控制参数为：球磨功率为：2000W～2500W、微波频率为：2.45GHz、搅拌转速为：60～90转/min、球磨时间45～60min。
作为进一步限定，在步骤S3中进行板框压滤时控制固形物含水量在15％以下再进行烘干，烘干时平铺于带式烘干机上干燥至云母料的综合含水量低于5％时取出。
作为进一步限定，所述助剂为聚丙烯酰胺、乙二胺四乙酸、乙二醇乙醚、醇脂十二、聚氧化乙烯中的一种或者组合，其加入量为加工云母粉、云母熟粉、加强料的质量和的0.5～5‰。
作为进一步限定，所述加强料为经过硅烷偶联剂改性处理的芳纶纤维，所述芳纶纤维为间位芳纶纤维，其纤维单丝长度为3～6mm，细度为0.5～1D。
有益效果：本发明的方法具有可操作性好、处理条件温和等优点，能有效对云母纸(板)的边角余料、废弃料或者残损料进行再利用，具有节约资源、环保、降低成本、提高经济效益等优点。其处理后的边角余料、废弃料或者残损料在经本发明的工艺处理后纯度提高、粒径变小，且品质稳定，在与云母熟料进行混合后制得浆料，其浆料性能可达到优质云母浆料的标准，利用该浆料制备的云母纸具备优异的抗张强度、撕裂强度和介电击穿强度，配合助剂和加强料的使用还能选择性提高云母纸的绝缘强度和介电强度。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
在本实施例中，云母纸制纸浆料通过以下方法制备：
在湖南岳阳某云母生产型企业对云母纸生产线上获得的边角余料、废弃料或者残损料进行收集，其收集料中云母含量为90％以上，将上述收集料用水冲洗掉表面灰尘和杂质，然后通过裁剪设备将清洗后的收集料剪切成单片面积0.8～1.5cm的碎片。
用氢氧化钠调制饱和碱溶液，将上述碎片加入碱溶液中进行浸泡，控制碎片原料与碱溶液中氢氧化钠的质量比为2:1，浸泡4天，浸泡完成后将碎片原料捞出，加入打浆机中进行打浆开解处理，同时饱和碱溶液可在调整溶液浓度后继续使用。
将打浆机中打浆开解后的物料进行固液分离，将其固形物加水后用稀盐酸调成中性，然后过滤，取出后将固形物表面冲洗干净；而在另外的实施例中，将固液分离后的固形物物料直接用清水冲洗至pH值为8～8.5同样亦可。
将阳离子淀粉在73℃的热水中溶解，并搅拌至透明状，控制阳离子淀粉的量为9～15g/L，将清洗干净后的固形物物料加入上述阳离子淀粉的热水溶液中，在真空条件下保温搅拌50min，使阳离子淀粉吸附于固形物物料表面，搅拌完成后进行固液分离，将固形物用板框压滤机进行压滤，控制固形物含水量在15％以下进行烘干，烘干时，平铺于带式烘干机上干燥至云母料的综合含水量低于5％时取出加入球磨机中，投入陶瓷磨球，控制球磨功率为2200W、微波频率2.45GHz、搅拌转速70转/min进行微波球磨，球磨时间55min，得到加工云母粉，该加工云母粉由于经过微波处理，云母粒度会明显变细，云母鳞片粒径会下降1/3～1/2，而云母属硅酸盐矿物，其晶体结构是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体组成的层片状结构，本身进行超细粉碎比较困难，但是将云母纸废料经过阳离子预处理后再进行微波球磨脱去云母结构中的部分结晶水，使云母碎片沿垂直于解理面的方向膨胀，质地变软，从而能有效利用磨球对其进行解离，降低其细度，使得上述云母原料虽然经过一次加工后表面性能下降，但进行粉碎细化，可通过细化将云母原料进行细化剥离，使其本身性能下降的部分进行粒径下降条件下的弥补。
将步骤S3处理后的加工云母粉与相同粒径范围值的云母熟粉按照1:2～1:3的比例混合后制浆，即可直接获得用于云母造纸机的云母纸浆料。
同时，也可以通过添加助剂和/或加强料来提高云母纸浆成纸后的整体性能，其助剂为聚丙烯酰胺、乙二胺四乙酸、乙二醇乙醚、醇脂十二、聚氧化乙烯中的一种或者组合，通过助剂的加入可以提高成型后云母纸的整体性，减少层间剥离和层间断裂；而所述加强料为经过硅烷偶联剂改性处理的芳纶纤维，所述芳纶纤维为间位芳纶纤维，其纤维单丝长度为3～6mm，细度为0.5～1D，以硅烷偶联剂改性处理后可提高纤维表面的粗糙度和表面活性，通过这种芳纶纤维的使用可填充云母颗粒间的空隙，提高了物理强度的同时，也减小了材料从空隙处被电击穿的可能性，减薄了材料厚度，介电强度整体升高。
本实施例的云母纸制纸浆料在加入占云母粉、云母熟粉、加强料的质量和的3‰的助剂(助剂中聚丙烯酰胺：乙二胺四乙酸：乙二醇乙醚：醇脂十二：聚氧化乙烯＝3:1:2:1:1)以及间位芳纶纤维(添加量为9％)后在圆网造纸机或者斜网造纸机上抄造成纸。其成品云母纸抗张强度可达33.4N/cm，撕裂强度可达1.5N，介电强度可达24.5kV/mm，保持了云母纸生产线上同粒径成品云母纸的多种优良特性，且厚度均匀、介电强度波动范围小，在很多应用领域可取代同粒径成品云母纸，为综合利用云母资源开拓了广阔的前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，具体包括以下操作步骤：
S1、将云母纸生产线上获得的边角余料、废弃料或者残损料进行收集并作为原料，去除肉眼可见的杂质，将上述原料剪碎，将上述原料用碱溶液进行浸泡，浸泡时长为3～5天；
S2、将经过步骤S1处理后的原料加入打浆机中进行打浆处理，使浸泡后的云母纸开解，将开解后的物料进行固液分离，将其固形物加水，并用稀盐酸调至中性，然后取出反复冲洗干净或者直接用清水冲洗至pH值为8～8.5；
S3、将阳离子淀粉与在72～75℃的热水中溶解，控制阳离子淀粉的加入量为9～15g/L，并搅拌至透明状，然后加入冲洗后的原料，在真空条件下保温搅拌45～60min，将搅拌完成后的原料进行固液分离，其固形物用板框压滤机进行压滤，然后用流水冲洗后烘干，得到烘干料，将烘干料加入球磨机中，投入陶瓷磨球，进行微波球磨得到加工云母粉；
S4、将步骤S3处理后的加工云母粉与相同粒径范围值的云母熟粉按照1:2～1:3的比例混合后加入助剂和/或加强料即制得可直接用于云母造纸机的云母纸浆料。
2.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，在步骤S1中进行原料剪碎处理时，需要将收集的云母纸边角余料、废弃料或者残损料剪切成面积1.5cm2以下的碎片。
3.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，在步骤S1中进行碱溶液进行浸泡时所采用的碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，且原料和碱溶液中氢氧化钠和/或氢氧化钾的质量比为3:1～3:2。
4.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，在步骤S3中进行微波球磨时控制参数为：球磨功率为：2000W～2500W、微波频率为：2.45GHz、搅拌转速为：60～90转/min、球磨时间45～60min。
5.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，在步骤S3中进行板框压滤时控制固形物含水量在15％以下再进行烘干，烘干时平铺于带式烘干机上干燥至云母料的综合含水量低于5％时取出。
6.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，所述助剂为聚丙烯酰胺、乙二胺四乙酸、乙二醇乙醚、醇酯十二、聚氧化乙烯中的一种或者组合，其加入量为加工云母粉、云母熟粉、加强料的质量和的0.5～5‰。
7.根据权利要求1所述的云母纸制纸浆料的配制方法，其特征在于，所述加强料为经过硅烷偶联剂改性处理的芳纶纤维，所述芳纶纤维为间位芳纶纤维，其纤维单丝长度为3～6mm，细度为0.5～1D。
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