CN101503280B - 一种无机纤维软化增强剂及其制备方法 - Google Patents

一种无机纤维软化增强剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无机纤维软化增强剂及其制备方法，将H2O2、聚乙烯醇和氢氧化钾在50℃～60℃反应2～4h，反应结束后加入醚化剂，在50℃～70℃下反应4～8h，调节溶液pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。本发明的软化增强剂适用于通过物理或热熔法生产的各种无机纤维材料，包括玄武岩纤维、硅灰石纤维、海泡石纤维、石膏纤维、粉煤灰纤维以及玻璃纤维的软化增强剂处理。通过这种软化增强剂可提高无机纤维的柔软性和强度，改善无机纤维在打浆、分散、输送过程易于断裂的弊端，改变无机纤维表面的电荷性，增强无机纤维与植物纤维的结合力，极大改善无机纤维用于湿法造纸制作纸张、保温棉板等的应用性能。

Description

一种无机纤维软化增强剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种无机纤维软化增强剂及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，各种纸张需求量也与日俱增。世界造纸的主导原料是木材，而我国是一个木材严重短缺的国家，因此每年要进口大量木浆以缓解供需矛盾，这种情况迫使人们寻求和开发新的造纸原料。无机矿物纤维是介于植物短纤维与传统填料(碳酸钙、滑石粉)之间的一种新型造纸材料，它包括了通过物理处理或热熔法生产的各种无机纤维材料，如玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维以及玻璃纤维等。无机矿物纤维具有良好的尺寸稳定性、耐热性、抗化学性、阻燃性和电绝缘性，防火、吸湿变型性小、防腐耐久、防蛀等独特的优点。无机矿物纤维与植物纤维、填料等交织在一起，能构成刚性好、多微孔的植物纤维——矿物纤维网状结构，可改善成纸的匀度，提高不透明度，增加挺度，降低收缩率，提高耐火性。而且使网部和压榨部脱水效率增加，并可降低成本，减少植物纤维制浆过程中的污染排放等。无机纤维不但可代替部分植物纤维，又起到了传统造纸填料的功能，这些性质是植物纤维无法比拟的。
但无机矿物纤维脆性大，刚性强，纤维短，在制浆过程中经打浆、分散，输送过程中较易发生断裂，且与植物纤维结合困难，使用过多会使成纸强度下降，因此限制了它的广泛使用。
发明内容
本发明的目的在地克服上述现有技术的缺点，提供了一种易合成、成本低而改性效果好的无机纤维软化剂增强剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇与水按1∶8～12的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇的质量比为1∶100～150加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量2％～5％的氢氧化钾，在温度50℃～60℃反应2～4h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂按1∶0.1～0.8的质量比混合，在50℃～70℃下反应4～8h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂，醚化剂为3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵或环氧丙基三乙基氯化铵。
本发明的聚乙烯醇为1788、1792或1799。
本发明制备的无机纤维软化增强剂用于通过物理加工或热熔法生产的各种无机纤维材料，包括玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维以及玻璃纤维的软化增强改性，其用量为无机纤维重量的0.1％～1％，能够提高无机纤维的柔软性和强度，改变无机纤维表面的电荷性，增强无机纤维与植物纤维的结合力，极大改善无机纤维用于湿法造纸制作纸张、保温棉板等的应用性能。无机纤维软化剂增强剂通过包覆、吸附在无机矿物纤维表面覆膜成极薄的高分子活性膜，增强其表面强度，并使其界面电荷力发生变化。在无机矿物纤维和植物纤维和填料等接触时发生电键力的作用，产生吸附、凝结和附聚作用，从而使矿物纤维与植物纤维产生结合，与其它填料一起相互交织成网状的纸页结构。
具体实施方式
实施例1：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇1788与水按1∶10的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇1788的质量比为1∶130加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量4％的氢氧化钾在温度50℃反应4h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵按1∶0.4的质量比混合，在70℃下反应4h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。
实施例2：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇1792与水按1∶8的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇1792的质量比为1∶110加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量2％的氢氧化钾在温度55℃反应3h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂环氧丙基三乙基氯化铵按1∶0.1的质量比混合，在50℃下反应8h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。
实施例3：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇1799与水按1∶12的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇1799的质量比为1∶150加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量5％的氢氧化钾在温度60℃反应2h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵按1∶0.6的质量比混合，在65℃下反应5h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。
实施例4：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇1788与水按1∶9的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇1788的质量比为1∶100加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量3％的氢氧化钾在温度53℃反应3.5h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵或环氧丙基三乙基氯化铵按1∶0.3的质量比混合，在55℃下反应7h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。
实施例5：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇1792与水按1∶11的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇1792的质量比为1∶140加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量5％的氢氧化钾在温度58℃反应2.5h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵或环氧丙基三乙基氯化铵按1∶0.8的质量比混合，在60℃下反应6h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂。
使用时取定量无机纤维软化增强剂，用水化开，加入到玄武岩纤维、硅灰石纤维、粉煤灰纤维或玻璃纤维悬浮液中，其用量为无机纤维重量的0.1％～1％，搅拌均匀，处理半小时，将悬浮液过滤、脱水、烘干，得干燥改性产品以储备。本发明通过这种软化增强剂可提高无机纤维的柔软性和强度，改善无机纤维在打浆、分散、输送过程易于断裂的弊端，改变无机纤维表面的电荷性，增强无机纤维与植物纤维的结合力，大大克服由于使用过多无机纤维而使成纸强度下降的缺点，为将无机纤维大量用于湿法造纸提供有力的保证。

Claims (2)

1.一种无机纤维软化增强剂的制备方法，其特征在于：
1)聚乙烯醇分子量的调节
首先将聚乙烯醇与水按1∶8～12的质量比在85～90℃下使聚乙烯醇溶解得聚乙烯醇溶液，再在聚乙烯醇溶液中按H2O2与聚乙烯醇的质量比为1∶100～150加入H2O2，然后在混合物中加入H2O2质量2％～5％的氢氧化钾，在温度50℃～60℃反应2～4h；
2)聚乙烯醇的醚化
取步骤1)处理后的聚乙烯醇与醚化剂按1∶0.1～0.8的质量比混合，在50℃～70℃下反应4～8h，调节pH＝7～8得到无机纤维软化增强剂，所说的醚化剂为3-氯-2-羟丙基-3-甲基氯化铵或环氧丙基三乙基氯化铵。
2.根据权利要求1所述的无机纤维软化增强剂的制备方法，其特征在于：所说的聚乙烯醇为1788、1792或1799。
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