專(zhuān)利名稱(chēng)：：紙用增強(qiáng)劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種紙用增強(qiáng)劑以及在造紙方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：目前造紙工業(yè)普遍應(yīng)用改型淀粉和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺作為增強(qiáng)劑，但國(guó)內(nèi)淀粉來(lái)源不一，種類(lèi)繁多，直鏈和支鏈比例各異，因此嚴(yán)重影響其改性產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)較大造紙廠不得己選用國(guó)外大公司生產(chǎn)的濕部助劑，造成紙張成本增加。另一方面，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺不易生物降解，殘留單體有一定的毒性，在生活用紙及高檔紙的應(yīng)用中受到限制。并且含陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的白水回用造成陽(yáng)電荷富集，影響紙張勻度和抄造系統(tǒng)的穩(wěn)定性。瓜爾膠是一種天然的半乳甘露聚糖膠，從產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆種子的胚乳中提取得到。瓜爾膠主鏈由(1，4)P-D甘露糖為單元連接而成，側(cè)鏈由單個(gè)a-D半乳糖組成并以(1，6)鍵與主鏈相接。其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性，使它成為一種很有潛力的新型環(huán)保造紙助劑。天然的瓜爾膠作為造紙助劑時(shí)，可以提高紙頁(yè)強(qiáng)度，減少灰斑形成并提高紙頁(yè)勻度。但易造成濾水困難，從而增加了干燥負(fù)荷。近年來(lái)，由于瓜爾膠的種植，收割，純化，粉碎實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，其原料的價(jià)格優(yōu)勢(shì)日漸明顯。并且瓜爾膠出色的生物降解性能緩解了環(huán)境污染問(wèn)題，符合環(huán)保生產(chǎn)理念。關(guān)于瓜爾膠的改性研究是基于應(yīng)用目的而開(kāi)展的，改性的瓜爾膠主要在日用化學(xué)品，油田化學(xué)品、礦山開(kāi)采、造紙等方面，在國(guó)內(nèi)得到了大規(guī)模的市場(chǎng)認(rèn)同，如美國(guó)專(zhuān)利US3326890、US3350186,US3483121公開(kāi)了非離子瓜爾膠的制備工藝。但這些專(zhuān)利技術(shù)存在的主要問(wèn)題是合成步驟復(fù)雜，產(chǎn)品取代度較低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種紙用增強(qiáng)劑及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本發(fā)明的制備方法，包括如下步驟(1)將40-60重量份溶劑與1020重量份瓜爾膠原粉攪拌混合，然后加入0.2-1重量份催化劑，在35-6(TC反應(yīng)30-90分鐘，降溫至25-30。C，充氮驅(qū)氧；(2)加入8-12重量份醚化劑，然后加熱升溫至40-90°C，反應(yīng)25小時(shí)，降溫至30-4(TC，加入2-6重量份中和劑使反應(yīng)物pH值控制在6-8之間，再?gòu)姆磻?yīng)產(chǎn)物中收集所述紙用增強(qiáng)劑。所說(shuō)的溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇或叔丁醇水溶液中的一種以上，溶劑中水的重量濃度為10%-40%，最好為20-30%;催化劑選自二乙烯三胺，三乙烯四胺、四乙烯五胺、單乙胺、二乙胺、三乙胺、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺等中的一種以上；所說(shuō)的醚化劑選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、環(huán)氧氯丙烷或氯乙醇中的一種以上；所述中和劑是無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸，優(yōu)選鹽酸、冰醋酸、檸檬酸或富馬酸中的一種以上；收集方法采用本領(lǐng)域通用方法，例如，可以按如下步驟收集產(chǎn)物將反應(yīng)物抽濾，濾餅在真空干燥箱中烘干，粉碎成100目，制得所述紙用增強(qiáng)劑。采用上述方法制備的紙用增強(qiáng)劑，具有流動(dòng)性好、粘度高且穩(wěn)定等性能，可以用于紙張?jiān)鰪?qiáng)。本發(fā)明制備的紙用增強(qiáng)劑是非離子瓜爾膠，在室溫遇水能夠迅速溶解成澄清溶液，不需要高溫糊化，操作簡(jiǎn)單，利于降低能耗和減少設(shè)備投資，本發(fā)明產(chǎn)品與瓜爾膠原粉相比，粉體流動(dòng)性良好，1%水溶液在室溫放置10天以上不會(huì)出現(xiàn)沉淀、絮凝、分層以及發(fā)霉等現(xiàn)象，粘度基本保持不變，增強(qiáng)效果不受影響?？梢愿鶕?jù)紙衆(zhòng)的不同組分、打漿度以及其它助劑的添加量來(lái)調(diào)整其用量，從而發(fā)揮協(xié)同增效作用，擴(kuò)大本發(fā)明產(chǎn)品的適用范圍，除巻煙紙外，還用于薄紙、特種紙、繪圖紙等。具體實(shí)施方式實(shí)施例1在100升反應(yīng)釜中加入乙醇32kg和8kg去離子水，攪拌，加入瓜爾膠原粉20kg，攪拌下加入二乙醇胺0.2kg，在攪拌下加熱升溫至35。C，在此溫度下反應(yīng)90min,然后降溫至25t:，通氮?dú)庵脫Q空氣，在無(wú)氧的氛圍中加入環(huán)氧乙烷8kg，加熱升溫至5(TC，在此溫度下反應(yīng)5個(gè)小時(shí)，然后降溫至30°C，用冰醋酸調(diào)PH值到,7.0左右。物料經(jīng)抽濾、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗滌一次，抽濾，用95%乙醇洗滌一次，洗滌、抽濾、濾餅在真空、溫度為7(TC條件下干燥2個(gè)小時(shí)，將烘干后粉碎，過(guò)100目篩網(wǎng)得成品；編號(hào)為HPG1。實(shí)施例2在100升反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇32kg和8kg去離子水，攪拌，加入瓜爾膠原粉20kg,攪拌下加入三乙醇胺0.5kg，在攪拌下加熱升溫至4(TC，在此溫度下反應(yīng)75min,然后降溫至27。C，然后通氮?dú)庵脫Q空氣，在無(wú)氧的氛圍中加入環(huán)氧乙垸10kg，加熱升溫至60。C,在此溫度下反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，然后降溫至3(TC，用冰醋酸調(diào)PH值到7.0左右。物料經(jīng)抽濾、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗滌一次，抽濾，用95%乙醇洗滌一次，洗滌、抽濾、濾餅在真空、溫度為70。C條件下干燥2個(gè)小時(shí)，將烘干后粉碎，過(guò)100目篩網(wǎng)得成品，編號(hào)為HPG2。實(shí)施例3在100升反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇28kg和12kg去離子水，攪拌下加入瓜爾膠原粉30kg，攪拌下加入二乙胺0.7kg，在攪拌下加熱升溫至45。C，在此溫度下反應(yīng)60min,然后降溫至3(TC，然后通氮?dú)庵脫Q空氣，在無(wú)氧的氛圍中加入環(huán)氧丙烷4.5kg，加熱升溫至5(TC，在此溫度下反應(yīng)5個(gè)小時(shí)，然后降溫至30'C，用冰醋酸調(diào)PH值到7.0左右。物料經(jīng)抽濾、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗滌一次，抽濾，用95%乙醇洗滌一次，洗滌、抽濾、濾餅在真空、溫度為7(TC條件下干燥2個(gè)小時(shí)，將烘干后粉碎，過(guò)IOO目篩網(wǎng)得成品，編號(hào)為HPG3。實(shí)施例4在100升反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇28kg和12kg去離子水，攪拌下加入瓜爾膠原粉20kg，攪拌下加入二乙烯三胺O.汰g，在攪拌下加熱升溫至5(TC，在此溫度下反應(yīng)50min,然后降溫至3(TC，然后通氮?dú)庵脫Q空氣，在無(wú)氧的氛圍中加入環(huán)氧丙垸10kg，加熱升溫至7(TC，在此溫度下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，然后降溫至3(TC，用冰醋酸調(diào)PH值到7.0左右。物料經(jīng)抽濾、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗滌一次，抽濾，用95%乙醇洗滌一次，洗滌、抽濾、濾餅在真空、溫度為70。C條件下干燥2個(gè)小時(shí)，將烘干后粉碎，過(guò)IOO目篩網(wǎng)得成品，編號(hào)為HPG4。實(shí)施例5在100升反應(yīng)釜中加入工業(yè)乙醇30kg和10kg去離子水，攪拌下加入瓜爾膠原粉20kg，攪拌下加入三乙烯四胺lkg，在攪拌下加熱升溫至55'C，在此溫度下反應(yīng)30min，然后降溫至3(TC，通氮?dú)庵脫Q空氣，在無(wú)氧的氛圍中加入環(huán)氧丙垸12kg,加熱升溫至7(TC，在此溫度下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，然后降溫至3(TC，用鹽酸調(diào)PH值到7.0左右。物料經(jīng)抽濾、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗滌一次，抽濾，用95%乙醇洗滌一次，洗滌、抽濾、濾餅在真空、溫度為70"C條件下干燥2個(gè)小時(shí)，將烘干后粉碎，過(guò)100目篩網(wǎng)即得成品，編號(hào)為HPG5。應(yīng)用實(shí)施例1按設(shè)計(jì)定量50g/r^抄片，瓜爾膠增強(qiáng)劑添加量為5公斤/噸紙(干/干紙)，輕鈣加填30%(干/干紙)，稱(chēng)取適量的漿料，按設(shè)計(jì)的添加量加入瓜爾膠增強(qiáng)劑攪拌1分鐘后，加入輕鈣攪拌1分鐘，在方形抄片機(jī)上抄片成形，干燥后0.3Mpa軟壓光一次檢測(cè)紙樣各指標(biāo)。添加樣品的手抄片物理指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，本發(fā)明制備的紙用瓜爾膠增強(qiáng)劑的應(yīng)用性能與對(duì)比樣，相比，增強(qiáng)效果較好。權(quán)利要求1.紙用增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將40-60重量份溶劑與10～20重量份瓜爾膠原粉攪拌混合，然后加入0.2-1重量份催化劑，在35-60℃反應(yīng)30-90分鐘，降溫至25-30℃，充氮驅(qū)氧；(2)加入醚化劑，然后加熱升溫至40-90℃，反應(yīng)2～5小時(shí)，降溫至30-40℃，加入中和劑使反應(yīng)物pH值控制在6-8之間，再?gòu)姆磻?yīng)產(chǎn)物中收集所述紙用增強(qiáng)劑；催化劑選自二乙烯三胺，三乙烯四胺、四乙烯五胺、單乙胺、二乙胺、三乙胺、單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一種以上；所說(shuō)的醚化劑選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、環(huán)氧氯丙烷或氯乙醇中的一種以上；所述中和劑是無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，原料的重量份數(shù)比例如下.-溶劑40-60重量份，瓜爾膠原粉1020重量份，催化劑0.2-1重量份，醚化劑8-12重量份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇或叔丁醇水溶液中的一種以上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，溶劑中水的重量濃度為10%-40%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，中和劑是鹽酸、冰醋酸、檸檬酸或富馬酸中的一種以上。6.根據(jù)權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述方法制備的紙用增強(qiáng)劑。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紙用增強(qiáng)劑的應(yīng)用，其特征在于，用于紙張?jiān)鰪?qiáng)。全文摘要本發(fā)明提供了一種紙用增強(qiáng)劑及其制備方法和應(yīng)用，制備方法包括如下步驟(1)將40-60重量份溶劑與10～20重量份瓜爾膠原粉攪拌混合，然后加入0.2-1重量份催化劑，在35-60℃反應(yīng)30-90分鐘，降溫至25-30℃，充氮驅(qū)氧；(2)加入醚化劑，然后加熱升溫至40-90℃，反應(yīng)2～5小時(shí)，降溫至30-40℃，加入中和劑使反應(yīng)物pH值控制在6-8之間，再?gòu)姆磻?yīng)產(chǎn)物中收集所述紙用增強(qiáng)劑。本發(fā)明制備的紙用增強(qiáng)劑在室溫遇水能夠迅速溶解，操作簡(jiǎn)單，粉體流動(dòng)性和穩(wěn)定性良好，除卷煙紙外，還用于薄紙、特種紙、繪圖紙等。文檔編號(hào)D21H21/18GK101250837SQ2008100352公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月27日優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日發(fā)明者施曉旦,李改霞,王養(yǎng)臣申請(qǐng)人:上海東升新材料有限公司