本發(fā)明公開了一種復合改性造紙用干強劑的制備方法，屬于造紙助劑制備技術領域。

背景技術：

造紙工藝中主要采用草漿、葦漿、廢紙漿等做原料，這些原料具有保水值高、雜細胞含量高、纖維短等特點，制備出的紙張容易斷裂，因此，需要用造紙干強劑來增加紙張的強度。紙張強度受很多因素影響，首先取決于成紙中纖維結合力和纖維本身強度，以及成紙纖維排列和分布，而最主要的是纖維間結合力，若紙張中含有大量未結合的短纖維，則會導致紙張強度明顯下降，這不僅對成紙的性能、質量產(chǎn)生影響，還會影響紙機的運行性能，降低了生產(chǎn)效率。尤其是在有造紙?zhí)盍鲜褂玫那闆r下，這種影響更為顯著。故在造紙的生產(chǎn)過程中，借助造紙干強劑的使用，能夠改善紙張質量、降低生產(chǎn)成本，另外還可提高留著率、增加紙頁勻度、改善紙機的運行性能等。

目前常用的干強劑有天然聚合物如淀粉及其改性物(如陽離子淀粉、陰離子淀粉、兩性淀粉等)、合成聚合物如聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等以及其它水溶性天然產(chǎn)物類干強劑。目前最常用的商品型造紙干強劑主要有淀粉衍生物和合成的聚丙烯酰胺類聚合物。淀粉類干強劑價格便宜，但是其用量大，使用時還需要用蒸汽將其糊化再稀釋，工藝復雜，制作出的紙張耐折度、環(huán)壓強度、耐破強度較差，且只能在一定范圍內增加紙張的干強度；而聚丙烯酰胺類干強劑較少用量就能使紙張達到強度要求，聚丙烯酰胺類聚合物干強劑主要包括陰離子型、陽離子型和兩性聚丙烯酰胺，尤其是支鏈型兩性聚丙烯酰胺已成為主流產(chǎn)品，但是現(xiàn)有的聚丙烯酰胺類干強劑存儲穩(wěn)定性差，一般只有2個月的存儲期，且反應過程難以控制，所得聚合物的粘度常會出現(xiàn)過大或過小的問題，控制不當還會出現(xiàn)凝膠化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題：針對現(xiàn)有造紙用干強劑使用后紙張耐折度、環(huán)壓強度較差問題，提供了一種通過檸檬汁及乳酸浸提蘋果及香蕉皮中的膠質，利用所提取的膠質浸泡玉米秸稈，使用纖維素酶解，增加膠質中的糖類物質，提高纖維間結合力的能力，同時溶解其中木質素，增加強度，再添加殼聚糖，以硅烷偶聯(lián)劑進行改性，增加膠質內的交聯(lián)度，最后使用醚化劑對其進行醚化，增加與纖維的親和度，從而制得復合改性造紙用干強劑的方法，本發(fā)明先將檸檬和氯化鈉溶液榨汁后與蘋果、份香蕉皮等粉碎，將所得粉碎混合物磨漿并收集濾液，得浸泡液，再將其與玉米秸稈塊在纖維素酶作用下酶解，收集所得混合物的擠出液脫色后減壓過濾、濃縮，收集濃縮液與無水乙醇反應并過濾，將濾渣洗滌烘干，最后將所得干燥物與殼聚糖及助劑反應，出料并干燥即可得復合改性造紙用干強劑，本發(fā)明所得復合改性造紙用干強劑制成的紙張具有較好的耐折度、環(huán)壓強度、耐破強度，增加干強性能較好，且克服了現(xiàn)有干強劑制備工藝復雜、產(chǎn)品存儲穩(wěn)定性差及制備時易出現(xiàn)凝膠化的缺陷，具有廣闊的應用前景。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

（1）按質量比1:5，取檸檬和質量分數(shù)為2%氯化鈉溶液放入榨汁機中進行榨汁，收集榨汁液，按重量份數(shù)計，取60～70份榨汁液、35～40份蘋果、25～30份香蕉皮、8～12份草酸鈉及3～5份乳酸，放入粉碎機中，以300r/min粉碎30～40min，收集粉碎混合物；

（2）將上述粉碎混合物放入蒸煮鍋中，設定壓力為0.13～0.25MPa，溫度為85～90℃，蒸煮5～7h，隨后自然冷卻至室溫，將蒸煮鍋中的蒸煮混合物放入磨漿機中進行磨漿，收集漿液，使用紗布對漿液進行過濾，收集過濾液，再使用1.0mol/L氨水調節(jié)過濾液pH至7.2～7.5，得浸泡液；

（3）取新鮮玉米秸稈，使用秸稈切割機對新鮮玉米秸稈進行切割，收集切割后的新鮮玉米秸稈塊，按質量比1:3～1:5，取新鮮玉米秸稈塊與上述浸泡液放入容器中，再向容器中加入新鮮玉米秸稈塊質量4～6%的纖維素酶，使用氮氣將容器內空氣排出，密封容器，以160r/min攪拌酶解10～12h；

（4）在上述酶解結束后，將容器中混合物放入擠壓機中，以25MPa進行擠壓，收集擠出液，再將擠出液與其質量20～30%活性炭放入攪拌機中攪拌脫色20～25min，隨后對脫色混合物進行減壓過濾，收集過濾液，放入濃縮罐中濃縮至原體積的60～70%，收集濃縮液；

（5）將上述濃縮液與其體積40～50%無水乙醇，混合均勻，靜置沉淀2～4h，再進行過濾，使用濾渣質量2～3倍的無水乙醇洗滌濾渣，將洗滌后的濾渣放入45℃烘箱中干燥1～3h，收集干燥物；

（6）按重量份數(shù)計，取40～45份上述干燥物、13～15份殼聚糖、7～9份乙烯基三乙氧基硅烷及4～6份3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，放入反應釜中，使用氮氣保護，設定溫度為110～120℃，以120r/min攪拌反應2～3h，再自然冷卻至室溫，進行出料，將出料物進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得復合改性造紙用干強劑。

本發(fā)明的應用方法是：首先按質量比1：25～1:30，將本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑與水混合均勻，隨后按照用量為8～15kg/t紙將混合液加入到?jīng)_漿泵入口處，通過機器運轉進入到紙機流送系統(tǒng)即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑具有較好的增加干強效果，使用后紙張的干強抗張強度達8～10kN/m，耐折度達70～90次，紙張環(huán)壓強度達15～30N/m，較普通紙張的環(huán)壓強度提高了15～30%，同時紙張的耐破度為600～700kPa，且本發(fā)明造紙用干強劑具有較好的儲存穩(wěn)定性，密封存儲8～10個月后使用，依然具有較好的增加干強效果。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑用于造紙時的濕部添加以及表面施膠時使用，能顯著提高紙張的干強度和耐折強度，明顯改善紙張的環(huán)壓強度和耐破強度，適合用于多個紙種的生產(chǎn)，尤其是在用回收廢紙漿作為造紙原料時，效果更加顯著；

（2）本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑制備工藝簡單，制備過程中用量易把握，不易出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象，且產(chǎn)品存儲穩(wěn)定性較好，存儲期限較長。

具體實施方式

首先按質量比1:5，取檸檬和質量分數(shù)為2%氯化鈉溶液放入榨汁機中進行榨汁，收集榨汁液，按重量份數(shù)計，取60～70份榨汁液、35～40份蘋果、25～30份香蕉皮、8～12份草酸鈉及3～5份乳酸，放入粉碎機中，以300r/min粉碎30～40min，收集粉碎混合物；隨后將上述粉碎混合物放入蒸煮鍋中，設定壓力為0.13～0.25MPa，溫度為85～90℃，蒸煮5～7h，隨后自然冷卻至室溫，將蒸煮鍋中的蒸煮混合物放入磨漿機中進行磨漿，收集漿液，使用紗布對漿液進行過濾，收集過濾液，再使用1.0mol/L氨水調節(jié)過濾液pH至7.2～7.5，得浸泡液；隨后取新鮮玉米秸稈，使用秸稈切割機對新鮮玉米秸稈進行切割，收集切割后的新鮮玉米秸稈塊，按質量比1:3～1:5，取新鮮玉米秸稈塊與上述浸泡液放入容器中，再向容器中加入新鮮玉米秸稈塊質量4～6%的纖維素酶，使用氮氣將容器內空氣排出，密封容器，以160r/min攪拌酶解10～12h；在上述酶解結束后，將容器中混合物放入擠壓機中，以25MPa進行擠壓，收集擠出液，再將擠出液與其質量20～30%活性炭放入攪拌機中攪拌脫色20～25min，隨后對脫色混合物進行減壓過濾，收集過濾液，放入濃縮罐中濃縮至原體積的60～70%，收集濃縮液；再將上述濃縮液與其體積40～50%無水乙醇，混合均勻，靜置沉淀2～4h，再進行過濾，使用濾渣質量2～3倍的無水乙醇洗滌濾渣，將洗滌后的濾渣放入45℃烘箱中干燥1～3h，收集干燥物；最后按重量份數(shù)計，取40～45份上述干燥物、13～15份殼聚糖、7～9份乙烯基三乙氧基硅烷及4～6份3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，放入反應釜中，使用氮氣保護，設定溫度為110～120℃，以120r/min攪拌反應2～3h，再自然冷卻至室溫，進行出料，將出料物進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得復合改性造紙用干強劑。

實例1

首先按質量比1:5，取檸檬和質量分數(shù)為2%氯化鈉溶液放入榨汁機中進行榨汁，收集榨汁液，按重量份數(shù)計，取60份榨汁液、35份蘋果、25份香蕉皮、8份草酸鈉及3份乳酸，放入粉碎機中，以300r/min粉碎30min，收集粉碎混合物；隨后將上述粉碎混合物放入蒸煮鍋中，設定壓力為0.13MPa，溫度為85℃，蒸煮5h，隨后自然冷卻至室溫，將蒸煮鍋中的蒸煮混合物放入磨漿機中進行磨漿，收集漿液，使用紗布對漿液進行過濾，收集過濾液，再使用1.0mol/L氨水調節(jié)過濾液pH至7.2，得浸泡液；隨后取新鮮玉米秸稈，使用秸稈切割機對新鮮玉米秸稈進行切割，收集切割后的新鮮玉米秸稈塊，按質量比1:3，取新鮮玉米秸稈塊與上述浸泡液放入容器中，再向容器中加入新鮮玉米秸稈塊質量4%的纖維素酶，使用氮氣將容器內空氣排出，密封容器，以160r/min攪拌酶解10h；在上述酶解結束后，將容器中混合物放入擠壓機中，以25MPa進行擠壓，收集擠出液，再將擠出液與其質量20%活性炭放入攪拌機中攪拌脫色20min，隨后對脫色混合物進行減壓過濾，收集過濾液，放入濃縮罐中濃縮至原體積的60%，收集濃縮液；再將上述濃縮液與其體積40%無水乙醇，混合均勻，靜置沉淀2h，再進行過濾，使用濾渣質量2倍的無水乙醇洗滌濾渣，將洗滌后的濾渣放入45℃烘箱中干燥1h，收集干燥物；最后按重量份數(shù)計，取40份上述干燥物、13份殼聚糖、7份乙烯基三乙氧基硅烷及4份3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，放入反應釜中，使用氮氣保護，設定溫度為110℃，以120r/min攪拌反應2h，再自然冷卻至室溫，進行出料，將出料物進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得復合改性造紙用干強劑。

本實例操作簡便，使用時，首先按質量比1：25，將本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑與水混合均勻，隨后按照用量為8kg/t紙將混合液加入到?jīng)_漿泵入口處，通過機器運轉進入到紙機流送系統(tǒng)即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑具有較好的增加干強效果，使用后紙張的干強抗張強度達8kN/m，耐折度達70次，紙張環(huán)壓強度達15N/m，較普通紙張的環(huán)壓強度提高了15%，同時紙張的耐破度為600kPa，且本發(fā)明造紙用干強劑具有較好的儲存穩(wěn)定性，密封存儲8個月后使用，依然具有較好的增加干強效果。

實例2

首先按質量比1:5，取檸檬和質量分數(shù)為2%氯化鈉溶液放入榨汁機中進行榨汁，收集榨汁液，按重量份數(shù)計，取65份榨汁液、38份蘋果、28份香蕉皮、10份草酸鈉及4份乳酸，放入粉碎機中，以300r/min粉碎305min，收集粉碎混合物；隨后將上述粉碎混合物放入蒸煮鍋中，設定壓力為0.19MPa，溫度為88℃，蒸煮6h，隨后自然冷卻至室溫，將蒸煮鍋中的蒸煮混合物放入磨漿機中進行磨漿，收集漿液，使用紗布對漿液進行過濾，收集過濾液，再使用1.0mol/L氨水調節(jié)過濾液pH至7.3，得浸泡液；隨后取新鮮玉米秸稈，使用秸稈切割機對新鮮玉米秸稈進行切割，收集切割后的新鮮玉米秸稈塊，按質量比1:4，取新鮮玉米秸稈塊與上述浸泡液放入容器中，再向容器中加入新鮮玉米秸稈塊質量5%的纖維素酶，使用氮氣將容器內空氣排出，密封容器，以160r/min攪拌酶解11h；在上述酶解結束后，將容器中混合物放入擠壓機中，以25MPa進行擠壓，收集擠出液，再將擠出液與其質量25%活性炭放入攪拌機中攪拌脫色23min，隨后對脫色混合物進行減壓過濾，收集過濾液，放入濃縮罐中濃縮至原體積的65%，收集濃縮液；再將上述濃縮液與其體積45%無水乙醇，混合均勻，靜置沉淀3h，再進行過濾，使用濾渣質量2倍的無水乙醇洗滌濾渣，將洗滌后的濾渣放入45℃烘箱中干燥2h，收集干燥物；最后按重量份數(shù)計，取43份上述干燥物、14份殼聚糖、8份乙烯基三乙氧基硅烷及5份3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，放入反應釜中，使用氮氣保護，設定溫度為115℃，以120r/min攪拌反應2h，再自然冷卻至室溫，進行出料，將出料物進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得復合改性造紙用干強劑。

本實例操作簡便，使用時，首先按質量比1：28，將本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑與水混合均勻，隨后按照用量為11kg/t紙將混合液加入到?jīng)_漿泵入口處，通過機器運轉進入到紙機流送系統(tǒng)即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑具有較好的增加干強效果，使用后紙張的干強抗張強度達9kN/m，耐折度達80次，紙張環(huán)壓強度達23N/m，較普通紙張的環(huán)壓強度提高了23%，同時紙張的耐破度為650kPa，且本發(fā)明造紙用干強劑具有較好的儲存穩(wěn)定性，密封存儲9個月后使用，依然具有較好的增加干強效果。

實例3

首先按質量比1:5，取檸檬和質量分數(shù)為2%氯化鈉溶液放入榨汁機中進行榨汁，收集榨汁液，按重量份數(shù)計，取70份榨汁液、40份蘋果、30份香蕉皮、12份草酸鈉及5份乳酸，放入粉碎機中，以300r/min粉碎40min，收集粉碎混合物；隨后將上述粉碎混合物放入蒸煮鍋中，設定壓力為0.25MPa，溫度為90℃，蒸煮7h，隨后自然冷卻至室溫，將蒸煮鍋中的蒸煮混合物放入磨漿機中進行磨漿，收集漿液，使用紗布對漿液進行過濾，收集過濾液，再使用1.0mol/L氨水調節(jié)過濾液pH至7.5，得浸泡液；隨后取新鮮玉米秸稈，使用秸稈切割機對新鮮玉米秸稈進行切割，收集切割后的新鮮玉米秸稈塊，按質量比1:5，取新鮮玉米秸稈塊與上述浸泡液放入容器中，再向容器中加入新鮮玉米秸稈塊質量6%的纖維素酶，使用氮氣將容器內空氣排出，密封容器，以160r/min攪拌酶解12h；在上述酶解結束后，將容器中混合物放入擠壓機中，以25MPa進行擠壓，收集擠出液，再將擠出液與其質量30%活性炭放入攪拌機中攪拌脫色25min，隨后對脫色混合物進行減壓過濾，收集過濾液，放入濃縮罐中濃縮至原體積的70%，收集濃縮液；再將上述濃縮液與其體積50%無水乙醇，混合均勻，靜置沉淀4h，再進行過濾，使用濾渣質量3倍的無水乙醇洗滌濾渣，將洗滌后的濾渣放入45℃烘箱中干燥3h，收集干燥物；最后按重量份數(shù)計，取45份上述干燥物、15份殼聚糖、9份乙烯基三乙氧基硅烷及6份3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，放入反應釜中，使用氮氣保護，設定溫度為120℃，以120r/min攪拌反應3h，再自然冷卻至室溫，進行出料，將出料物進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得復合改性造紙用干強劑。

本實例操作簡便，使用時，首先按質量比1:30，將本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑與水混合均勻，隨后按照用量為15kg/t紙將混合液加入到?jīng)_漿泵入口處，通過機器運轉進入到紙機流送系統(tǒng)即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制得的復合改性造紙用干強劑具有較好的增加干強效果，使用后紙張的干強抗張強度達10kN/m，耐折度達90次，紙張環(huán)壓強度達30N/m，較普通紙張的環(huán)壓強度提高了30%，同時紙張的耐破度為700kPa，且本發(fā)明造紙用干強劑具有較好的儲存穩(wěn)定性，密封存儲10個月后使用，依然具有較好的增加干強效果。