專利名稱：一種硫酸鹽法制漿蒸煮助劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙領(lǐng)域中的助劑，尤其涉及一種硫酸鹽法制漿的蒸煮助劑。
背景技術(shù)：
在制漿造紙企業(yè)中，化學(xué)制漿基本采取硫酸鹽法，其機(jī)理是根據(jù)絕干木片的量，用一定比例的Na0H、Na2S與水混合形成混合液，對(duì)絕干木片按I : 3至I : 4的液比與木片一起置于蒸煮鍋中，隨著溫度的升高，藥液開始往木片中滲透，其中進(jìn)入木片內(nèi)部的0H_、 HS開始與木質(zhì)素發(fā)生反應(yīng),木質(zhì)素分子在OH、HS尚子的作用下,從大分子變成小分子從纖維表面脫落下來，溶于堿液中，而堿液中的S2-離子與木質(zhì)素小分子發(fā)生反應(yīng)，防止了木質(zhì)素小分子的再一次縮合。保留下來的纖維素經(jīng)洗滌、篩選、漂白后即形成漂白漿，可用于造紙。硫酸鹽制漿是近代制漿的一大創(chuàng)舉，目前化學(xué)制漿90 %以上的企業(yè)采用硫酸鹽法。從此過程看，存在如下問題1、堿液滲透速度較慢，會(huì)增加制漿過程中的蒸汽消耗；2、 堿液滲透速度較慢，必須要提高蒸煮溫度、增加蒸煮時(shí)間，而溫度和時(shí)間的提高又會(huì)造成纖維的降解，從而影響漿的強(qiáng)度；3、OH' HS-離子在脫出木質(zhì)素的同時(shí)，與纖維素的末端醛基發(fā)生反應(yīng)，造成剝皮反應(yīng)發(fā)生，使制漿得率受到影響。4、蒸煮藥液與木片混合不均勻，導(dǎo)致木片蒸解不均勻，粗渣量較多。5、硫化物排放。為了解決上述問題，目前市場(chǎng)上有許多種類的蒸煮助劑，總結(jié)起來，可分為如下幾類I、表面活性劑類2、蒽醌類(AQ)3、蒽醌衍生物類4、表面活性劑與蒽醌復(fù)配類表面活性劑類主要作用是降低藥液的表面張力，促進(jìn)蒸煮藥液的滲透，并不能幫助脫除木質(zhì)素，所以漿的得率和強(qiáng)度得不到提高，但能縮短一定蒸煮時(shí)間。而且很多被用于蒸煮的表面活性劑并不耐強(qiáng)堿和高溫，很多在130°C _150°C時(shí)會(huì)分解，所以，其作用有一定的局限性。蒽醌(AQ)的作用是AQ首先與纖維素的末端醛基發(fā)生反應(yīng)，把纖維末端醛基氧化成羧基，而AQ本身被還原成AHQ，AHQ電離成二價(jià)AHQ2_離子，AHQ2_又與木質(zhì)素亞甲基醌的 β芳基醚鍵反應(yīng)，使木質(zhì)素從大分子變成小分子，溶于堿液中，其本身又被氧化成AQ。由此可見，AQ有脫除木質(zhì)素和保護(hù)纖維素的作用，并可取代部分或全部Na2S，但沒有幫助滲透的功能。而且AQ多為晶粒狀，基本不溶于水和堿液，對(duì)蒸煮均勻性有一定影響，而且未溶解的蒽醌可能會(huì)堵塞篩板和引起管道結(jié)構(gòu)，所以其作用也有一定局限性。蒽醌衍生物作用基本與蒽醌類似，盡管不會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，其與纖維素和木質(zhì)素發(fā)生氧化-還原反應(yīng)的能力弱于蒽醌。蒸煮助劑的發(fā)展趨勢(shì)基本就是第4類，即表面活性劑與蒽醌復(fù)配類，目前市面上有這一類產(chǎn)品，要么就是蒽醌顆粒太粗，與表面活性劑復(fù)配會(huì)發(fā)生分層，要么就是滲透劑效果不佳，與蒽醌達(dá)不到協(xié)同作用，實(shí)際上其作用就是往蒸煮藥液中同時(shí)加入蒽醌和表面活性劑，對(duì)蒸煮幫助不大。本發(fā)明采用新的配方與新的技術(shù)成功克服了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型的硫酸鹽法制漿蒸煮助劑。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種硫酸鹽法制漿蒸煮助劑，由如下按質(zhì)量百分含量計(jì)的成份復(fù)配而成氟碳表面劑全氟燒基甜菜堿(C15H15F17N2O4S) O. I % _5 %,全氟壬烯氧基磺酸鈉(C9F17OC6H4SO3Na)O. I % _5 %，十六烷基磺酸鈉(C16H33SO3Na) 10 % -50 %, I醌 (C14H8O2) 5 % -30%，右旋糖(C6H12O6) 1-30% ；優(yōu)選地，由如下按質(zhì)量百分含量計(jì)的成份復(fù)配而成氟碳表面劑全氟烷基甜菜堿2%、全氟壬烯氧基磺酸鈉2%、十六烷基磺酸鈉 28. 5%、蒽醌25%、右旋糖5%、去離子水37. 5%。其中，所述蒽醌顆粒為納米級(jí)，粒徑為D50 < 550ns, D90 < 6. 5 μ m。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在本發(fā)明把氟碳表面活性劑用于蒸煮，主要是C-F比C-H有更高的鍵能，在用量極少的情況下可大幅降低體系的界面張力，從而使蒸煮藥液更加快速滲入木片內(nèi)部，同時(shí)氟表面活性劑又是非常好的分散劑，可使改性納米級(jí)微細(xì)蒽醌快速分散于蒸煮藥液中，與木片非常均勻的混合，增加漿的均勻性，減少粗渣排放。全氟烷基甜菜堿(C15H15F17N2O4S)、全氟壬烯氧基磺酸鈉(C9F17OC6H4SO3Na)復(fù)配使用，利用各自性能特點(diǎn)，使得蒸煮藥液滲透性更強(qiáng)、 固體微細(xì)顆粒分散性更好。十六磺基磺酸鈉也是一種常規(guī)的表面活性劑，具有滲透于濕潤(rùn)的特點(diǎn)，進(jìn)入木片內(nèi)部后，其親油基進(jìn)入木片的樹脂、果膠中，在外力及溫度的作用下把木片中的樹脂、果膠拉入水中；同時(shí)又是一種良好的乳化劑，防止產(chǎn)品因放置而分層。普通蒽醌是晶粒狀，容易吸附于木片表面，造成反應(yīng)不完全，影響蒸煮均勻性；而納米級(jí)微細(xì)蒽醌比表面積大幅增加，在氟表面活性劑的分散作用下，與木片混合更均勻，反應(yīng)更完全。一般情況而言，蒸煮藥液中的Na2S在達(dá)到160°C時(shí)，對(duì)AQ的還原反應(yīng)有催化作用，大量實(shí)驗(yàn)證明，右旋糖(C6H12O6)在135°C左右就可催化AQ還原成AHQ，AHQ電離溶于水并電離成二價(jià)離子，在同樣蒸煮時(shí)間內(nèi)，AHQ — AQ的氧化-還原次數(shù)增多，提高AQ的使用效率，用量大幅減少，同時(shí)杜絕晶粒狀A(yù)Q反應(yīng)不完全而引起管道堵塞和蒸解不均勻等情況發(fā)生。本發(fā)明中，特殊表面活性劑與常規(guī)表面活性劑的復(fù)配使用，大幅降低蒸煮藥液的表面張力，促進(jìn)藥液滲透潤(rùn)濕；分散劑的使用使微細(xì)蒽醌顆粒與木片混合更均勻充分，還原劑的使用在單位時(shí)間內(nèi)增加蒽醌的氧化-還原次數(shù)，因而大部分解決目前蒸煮過程中存在的各種問題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)一噸乳化機(jī)一臺(tái)，375kg 80°C的去離子水,250kg納米級(jí)微細(xì)蒽醌,285kg十六磺基磺酸鈉，20kg全氟壬烯氧基磺酸鈉，20kg全氟烷基甜菜堿，右旋糖50kg。往乳化劑不朽鋼桶中加入去離子水、納米級(jí)微細(xì)微細(xì)蒽醌、全氟壬烯氧基磺酸鈉， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速開在1200轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)35-45分鐘；再加入十二磺基磺酸鈉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提升1500轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)30-40分鐘；然后再加入全氟烷基甜菜堿，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低到1000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)20分鐘，最后加入右旋糖，保持轉(zhuǎn)速不變，轉(zhuǎn)動(dòng)20分鐘。即得到一種乳白色略帶淺黃的均勻液體，即一種新型的制漿蒸煮添加劑。實(shí)施例2準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)一噸乳化機(jī)一臺(tái)，440kg 80 °C的去離子水,225kg微細(xì)蒽醌,250kg十六磺基磺酸鈉，22kg全氟壬烯氧基磺酸鈉，18kg全氟烷基甜菜堿，右旋糖45kg。往乳化劑不朽鋼桶中加入去離子水、微細(xì)蒽醌、全氟壬烯氧基磺酸鈉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速開在1200轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)35-45分鐘；再加入十二磺基磺酸鈉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提升1500轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)30-40分鐘；然后再加入全氟烷基甜菜堿，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低到1000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)20分鐘，最后加入右旋糖， 保持轉(zhuǎn)速不變，轉(zhuǎn)動(dòng)20分鐘。即得到一種乳白色略帶淺黃的均勻液體，即一種新型的制漿蒸煮添加劑。實(shí)施例3本發(fā)明產(chǎn)品在生產(chǎn)中的使用效果分析I試驗(yàn)原料木片取自削馬尾松木片，平衡水份時(shí)間較長(zhǎng)，木片合格率較好，水份均勻。蒸煮助劑1#為本發(fā)明實(shí)例一工藝生產(chǎn)的蒸煮助劑，2#為本發(fā)明實(shí)例二工藝生3# 某國(guó)產(chǎn)助劑(常規(guī)表面活性劑與普通蒽醌復(fù)配型)，4#某美國(guó)品牌蒸煮助劑(表面活性劑與普通蒽醌復(fù)配型)蒸煮堿液商品燒堿和硫化堿，從車間取樣，分別標(biāo)定濃度，備用。2試驗(yàn)方法蒸煮在15L帶四群罐的電熱式蒸煮鍋中進(jìn)行；漿料置于布袋中洗凈后，用 0300mm平板式篩漿機(jī)篩漿，收集細(xì)漿在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行次氯酸鈣單段漂白；漂白是將漿料放入塑料袋后置于水浴鍋中完成；未漂漿是在日本KRK產(chǎn)型號(hào)DR-200的抄片器上抄片，手抄片經(jīng)恒溫恒濕處理后，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)各項(xiàng)物理強(qiáng)度。3結(jié)果分析3. I蒸煮工藝與漿料質(zhì)量蒸煮升溫曲線空轉(zhuǎn)lOmin，加熱70min升溫至150°C，再加熱25min升溫至174°C， 高溫保溫60min，全程155min (不包括空轉(zhuǎn)時(shí)間)。蒸煮液比I : 3. 5。表I蒸煮工藝條件及漿料質(zhì)量
權(quán)利要求
1.一種硫酸鹽法制漿蒸煮助劑，其特征在于，由如下按質(zhì)量百分含量計(jì)的成份復(fù)配而成氟碳表面劑全氟烷基甜菜堿O. 1% -5%、全氟壬烯氧基磺酸鈉O. 1% _5%、十六烷基磺酸鈉10-50%、蒽醌5% -30%、右旋糖1-30%、去離子水10% -50%。
2.如權(quán)利要求I所述的蒸煮助劑，其特征在于，由如下按質(zhì)量百分含量計(jì)的成份復(fù)配而成氟碳表面劑全氟烷基甜菜堿2%、全氟壬烯氧基磺酸鈉2%、十六烷基磺酸鈉28. 5%, 蒽醌25%、右旋糖5%、去離子水37. 5%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的蒸煮助劑，其特征在于，所述蒽醌顆粒粒徑為D50 < 550ns，D90 < 6. 5 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫酸鹽法制漿蒸煮助劑，該助劑由氟碳表面劑全氟烷基甜菜堿、全氟壬烯氧基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、納米級(jí)微細(xì)蒽醌、右旋糖復(fù)配而成。在硫酸鹽法制漿中，本助劑跟NaOH、Na2S溶液混合，隨著溫度的升高，加速蒸煮藥液的滲透，幫助深度脫除木質(zhì)素，同時(shí)保護(hù)纖維素末端醛基，抑制剝皮反應(yīng)發(fā)生，以達(dá)到提升制漿得率、提高漿的強(qiáng)度與白度、縮短蒸煮時(shí)間的目的。
文檔編號(hào)D21C3/22GK102605661SQ20121008495
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者羅寶林 申請(qǐng)人:湖南佰霖生物技術(shù)有限公司