CN101806019B

CN101806019B - 造纸用表面施胶剂及其生产工艺

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Publication number: CN101806019B
Application number: CN2010101371068A
Authority: CN
Inventors: 朱延龄
Original assignee: NINGXIA MAOHONG PULP AND PAPER CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: NINGXIA MAOHONG PULP AND PAPER CHEMICALS CO Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: CN101806019A

Abstract

本发明涉及造纸行业的化学品，特别是造纸用表面施胶剂及其生产工艺，表面施胶剂是由水：50-60％、AKD原粉：13-15％、乳化剂：17-20％、无铁硫酸铝：6-10％、阳离子熟化剂：3-4％、稳定剂：0.3-0.4％、适量杀菌剂组成，其生产工艺为：乳化剂和表面施胶剂的生产两大步骤。本发明非常适合AKD生产厂家使用，不需增加设备只需调整工艺，就可以将AKD改性生产出表面施胶剂。该表面施胶剂完全可以替代浆内施胶，加入施胶机与淀粉液混合使用效果更佳，具有使用方法简单易行，操作方便、质量稳定和消耗量低、熟化时间短的特点，可大幅度降低造纸的生产成本，还可以避免浆内施胶引起的盐分积累，有利于白水回用和环保。

Description

造纸用表面施胶剂及其生产工艺

技术领域

本发明涉及造纸行业用的化学品，特别是造纸用表面施胶剂及其生产工艺。

背景技术

AKD是烷基烯酮二聚物的简称，它是造纸较常用的一种合成施胶剂。

在造纸的工艺生产中，为了增加纸张的抗水性能和印刷适应性，需要加入施胶剂，使纸张获得具有延迟液体渗透的性能。目前，在造纸行业中通常采用表面施胶工艺，就是将表面施胶剂和熬制好的表面施胶淀粉混合，通过施胶机对纸张表面进行施胶的工艺过程。表面施胶剂大致分为两类：一类为苯丙类，其特点是：吨纸用量在2-5公斤、熟化快，但成本较高，每吨约5000-9000元，且生产过程泡沫多；另一类为AKD的改性产品，其每吨纸用量在3-6公斤，抗水性好、但熟化慢，下机后24-72小时左右才能完全熟化。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种吨纸用量在3-5公斤、下机后3-6小时即可熟化70％以上且成本较低、抗水性好的造纸专用新型阳离子AKD表面施胶剂。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种造纸用表面施胶剂，其组成物的质量百分比如下：

水：50-60％、AKD原粉：13-15％、乳化剂：17-20％、无铁硫酸铝：6-10％、阳离子熟化剂：3-4％、稳定剂：0.3-0.4％、适量杀菌剂。

上述乳化剂组成物的质量百分比如下：

水：65-70％、淀粉：16-20％、NaOH：1.5-2％、冰醋酸：1.2-1.6％、阳离子醚化剂：8-10％、分散剂N：2.0-2.5％。

上述阳离子醚化剂为含质量百分比50％-60％的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化銨溶液。

上述阳离子熟化剂为质量百分比浓度为40％的聚二甲基二烯丙基氯化胺溶液、稳定剂为氧氯化锆、杀菌剂为异噻锉啉酮类。

生产造纸用表面施胶剂的工艺，其工艺步骤为：

1)乳化剂的生产：

在反应釜中加入水和淀粉，水和淀粉的重量比为：2-2.5∶1，搅拌均匀润涨后，加入淀粉重量的20％-30％的质量百分比浓度为40-60％的NaOH溶液，加热升温到65℃-75℃后，加入淀粉重量的50％-60％的阳离子醚化剂，反应3-4小时后，加入淀粉重量1.5-2倍的水和适量的冰醋酸和分散剂，升温到90℃-95℃，保温60-90分钟，用水调整上述溶液中的固含量为25±0.5％，用冰醋酸调整PH值到4-6后，降到常温，即为乳化剂，备用；

2)表面施胶剂的生产：

将水、步骤1)生产的乳化剂和质量百分比浓度为50％的硫酸铝溶液按1-1.5∶1∶1的比例加入反应釜内混合，加热后再加入AKD原粉，AKD原粉与乳化剂的比例为1∶1.4-1.1，温度控制在75℃以下，完全溶解后，用高压均质机均质2-3次；然后在成品反应釜中加入上述乳化剂重量1.2-2倍的软水，并使软水的温度在4℃-10℃左右，将均质好的混合液加入到成品反应釜中，在搅拌状态下加入由聚二甲基二烯丙基氯化胺溶液组成的阳离子熟化剂，聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液的加入重量为AKD原粉重量的30％-60％，然后再依次加入适量的异噻锉啉酮杀菌剂和氧氯化锆稳定剂，用冰醋酸调整成品反应釜中的溶液的PH值到2-3之间，即为成表面施胶剂。

本发明提供的技术方案非常适合AKD生产厂家使用，不需增加设备只需调整工艺，就可以将AKD改性生产出表面施胶剂。该表面施胶剂完全可以替代浆内施胶，加入施胶机与熬制好的表面施胶淀粉液混合使用效果更佳，具有使用方法简单易行，操作方便、质量稳定和消耗量低的特点，与目前常用的AKD乳液比较有如下特点：

1、AKD乳液在造纸业中的浆内施胶吨纸用量在10公斤以上，而本发明的产品只用于表面施胶不需浆内施胶，用量只有3-5公斤，可大幅度降低成本，还可以避免浆内施胶引起的盐分积累，有利于白水回用和环保。

2、本发明所所生产的产品具有熟化快的特点。AKD乳液下机至少24-72小时以后才能基本熟化，而本产品下机3小时就可以达到70％以上熟化。

具体实施方式

实施例一：

步骤一：生产100公斤乳化剂的工艺过程如下：

在反应釜中加入水36公斤，在搅拌状态下加入淀粉17公斤，升温到40℃，保温30分钟，使淀粉充分润涨，然后加入NaOH溶液4公斤，NaOH溶液是由2公斤NaOH固体加2公斤水配制而成，升温到75℃，保温30分钟后，加入作为阳离子醚化剂的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化銨溶液8公斤，上述阳离子醚化剂的质量百分比为50％，继续升温到70℃，反应4小时后，加入水30公斤，降温到40℃，加入冰醋酸1.6Kg、分散剂N2.4Kg，升温到90℃，在90℃左右保温1.5小时，然后降温到50℃左右，取样测PH值，并用冰醋酸调整PH值在4，同时用清水调整固含量在25±0.5％，即为乳化剂，备用。

步骤二：生产100公斤表面施胶剂的工艺过程如下：

在带搅拌的混合釜中，在搅拌状态下依次加入20公斤水、20公斤无铁硫酸铝溶液和步骤一生产的乳化剂20公斤，其中无铁硫酸铝溶液的质量浓度为50％，将上述混合釜中的溶液加热到65℃后，加入AKD原粉15公斤，在搅拌状态下使其充分溶解，温度控制在65-70℃左右，保温60分钟后，将混合釜中的溶液打入均质机中进行高压均质两次，待用。

在成品釜中加入18公斤水，将水降温到4℃左右后，在搅拌状态下加入上述均质好的乳液，混合均匀后，加入质量浓度为40％的聚二甲基二烯丙基氯化胺溶液6公斤，然后加入作为杀菌剂的异噻锉啉酮6克和作为稳定剂的质量浓度为17％的氧氯化锆溶液1.8公斤搅拌均匀后，用冰醋酸调整成品釜中表面施胶剂的PH值在3左右，即为成品。

上述高压均质的高压控制在18-22MP，低压控制在8MP。

实施例二：

步骤一：生产100公斤乳化剂的工艺过程如下：

在反应釜中加入水30公斤，在搅拌状态下加入淀粉17公斤，升温到40℃，保温30分钟，使淀粉充分润涨，然后加入NaOH溶液4公斤，NaOH溶液是由2公斤NaOH加2公斤水配制而成，升温到70℃，保温40分钟后，加入作为阳离子醚化剂的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化銨溶液10公斤，上述阳离子醚化剂的质量百分比为50％，继续升温到75℃，反应4小时后，加入水33公斤，降温到40℃，加入冰醋酸1.6Kg、分散剂N2.5Kg，升温到95℃，在94℃左右间保温1小时，然后降温到50℃左右，取样测PH值，并用冰醋酸调整PH值在6，同时用清水调整固含量在25±0.5％，常温后即为乳化剂，备用。

步骤二：生产100公斤表面施胶剂的工艺过程如下：

在带搅拌的混合釜中，在搅拌状态下依次加入30公斤水、20公斤无铁硫酸铝溶液和步骤一生产的乳化剂20公斤，其中无铁硫酸铝溶液的质量浓度为50％，将上述混合釜中的溶液加热到70℃后，加入AKD原粉13公斤，在搅拌状态下使其充分溶解，温度控制在74℃左右，保温60分钟后，将混合釜中的溶液打入均质机中进行高压均质两次，待用。

在成品釜中加入15公斤水，将水降温到4℃左右后，在搅拌状态下加入上述均质好的乳液，混合均匀后，加入质量浓度为40％的聚二甲基二烯丙基氯化胺溶液8公斤，然后加入作为杀菌剂的异噻锉啉酮6克和作为稳定剂的质量浓度为20％的氧氯化锆溶液2公斤搅拌均匀后，用冰醋酸调整成品釜中表面施胶剂的PH值在2左右，即为成品。

实施例三：

步骤一：生产100公斤乳化剂的工艺过程如下：

在反应釜中加入水32公斤，在搅拌状态下加入淀粉20公斤，升温到40℃，保温30分钟，使淀粉充分润涨，然后加入NaOH溶液3公斤，NaOH溶液是由1.5公斤NaOH固体加1.5公斤水配制而成，升温到65℃，保温50分钟后，加入作为阳离子醚化剂的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化銨溶液8公斤，上述阳离子醚化剂的质量百分比为55％，继续升温到70℃，反应3小时后，加入水32公斤，降温到40℃，加入冰醋酸1.4Kg、分散剂N2.2Kg，升温到92℃，在92℃左右间保温70分钟，然后降温到50℃左右，取样测PH值，并用冰醋酸调整PH值在5左右，同时用清水调整固含量在25±0.5％，常温后即为乳化剂，备用。

步骤二：生产100公斤表面施胶剂的工艺过程如下：

在带搅拌的混合釜中，在搅拌状态下依次加入26公斤水、12公斤无铁硫酸铝溶液和步骤一生产的乳化剂17公斤，其中无铁硫酸铝溶液的质量浓度为50％，将上述混合釜中的溶液加热到70℃后，加入AKD原粉14公斤，在搅拌状态下使其充分溶解，温度控制在74℃左右，保温60分钟后，将混合釜中的溶液打入均质机中进行高压均质三次，待用。

在成品釜中加入22公斤水，将水降温到4℃左右后，在搅拌状态下加入上述均质好的乳液，混合均匀后，加入质量浓度为40％的聚二甲基二烯丙基氯化胺溶液7公斤，然后加入作为杀菌剂的异噻锉啉酮6克和作为稳定剂的质量浓度为20％的氧氯化锆溶液1.8公斤搅拌均匀后，用冰醋酸调整成品釜中表面施胶剂的PH值在2左右，即为成品。

上述三个实施例中，高压均质的高压控制在18-22MP，低压控制在8MP，分散剂N(高浓)是由苏州荣亿达化工公司生产。

Claims

1.一种造纸用表面施胶剂，其组成物的质量百分比如下：

水：55-60% 、AKD原粉：13-15%、乳化剂：17-20%、无铁硫酸铝：6-10%、阳离子熟化剂：3-4%、稳定剂：0.3-0.4%、适量杀菌剂；上述乳化剂组成物的质量百分比如下：水：65-70%、淀粉：16-20%、NaOH：1.5-2%、冰醋酸：1.2-1.6%、阳离子醚化剂：8-10%、分散剂N：2.0-2.5%；上述阳离子醚化剂为含质量百分比50%—60%的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化銨溶液。

2.根据权利要求1所述的造纸用表面施胶剂，其特征在于上述阳离子熟化剂为质量百分比浓度为40%的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液、稳定剂为氧氯化锆、杀菌剂为异噻唑啉酮类。

3.生产权利要求1所述的造纸用表面施胶剂的工艺，其工艺步骤为：

1）乳化剂的生产：

在反应釜中加入水和淀粉，水和淀粉的重量比为2—2.5：1，搅拌均匀润涨后，加入淀粉重量的20%—30%的质量百分比浓度为40—60%的NaOH溶液，加热升温到65℃—75℃后，加入淀粉重量的50%—60%的阳离子醚化剂，反应3—4小时后，加入淀粉重量1.5—2倍的水和适量的冰醋酸和分散剂，升温到90℃—95℃，保温60—90分钟，用水调整上述溶液中的固含量为25±0.5%，用冰醋酸调整pH值到4—6后，降到常温，即为乳化剂，备用；

2）表面施胶剂的生产：

将水、步骤1)生产的乳化剂和质量百分比浓度为50%的硫酸铝溶液按1—1.5：1：1的比例加入反应釜内混合，加热后再加入AKD原粉，AKD原粉与乳化剂的比例为1：1.4—1.1，温度控制在75℃以下，完全溶解后，用高压均质机均质2—3次；然后在成品反应釜中加入上述乳化剂重量1.2—2倍的软水，并使软水的温度在 4℃—10℃左右，将均质好的混合液加入到成品反应釜中，在搅拌状态下加入由聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液组成的阳离子熟化剂，聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液的加入重量为AKD原粉重量的30%—60%，然后再依次加入适量的异噻唑啉酮杀菌剂和氧氯化锆稳定剂，用冰醋酸调整成品反应釜中的溶液的pH值到2—3之间，即为成表面施胶剂。