CN101831841A - 应用水玻璃及固化剂作为表面施胶剂提高纸和纸板的环压强度 - Google Patents

应用水玻璃及固化剂作为表面施胶剂提高纸和纸板的环压强度 Download PDF

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周小凡
彭鹏杰
马金霞
吴伟兵
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Abstract

本发明涉及一种用于提高纸和纸板环压强度的表面施胶剂。其特征在于：该表面施胶剂是可选用不同模数的水玻璃或不同模数的水玻璃与其重量百分比为0～100％的固化剂复配组合的混合物。对纸和纸板表面施胶，可大幅提高纸和纸板的环压强度。一方面在同等条件可提高产品的档次，另一方面在不改变产品质量的同时，降低产品的定量和降低成本。

Description

应用水玻璃及固化剂作为表面施胶剂提高纸和纸板的环压强度
一、技术领域：
本发明涉及表面施胶剂的技术领域，具体地说是涉及一种用于提高纸和纸板环压强度的表面施胶剂。
二、背景技术：
高档包装纸所需量巨大，推动了市场上高强度瓦楞原纸和牛皮箱板纸需求的不断增长。当前我国瓦楞纸箱业的未来发展趋势是瓦楞原纸向低定量、高强度、轻量化方向发展。但国内造纸原料主要是废纸，纤维较短、机械强度较低、成纸强度差，这些都为研发高强度的瓦楞纸提供了巨大的机遇和迫切的课题。
目前用于纸和纸板的环压强度增强剂主要有：淀粉类化学助剂、聚丙烯酰胺(PAM)类增强剂、共聚乳液型增强剂，还有淀粉和丙烯酰胺接枝共聚物等。
用于瓦楞原纸和箱板纸增强的淀粉类化学助剂主要有阴离子淀粉、阳离子淀粉和喷雾淀粉；聚丙烯酰胺类增强剂有阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)；造纸用阳离子乳液型增强剂有苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、季铵盐乳液聚合的阳离子共聚物；阴离子乳液有聚醋酸乙烯醋；这些增强剂对纸和纸板的挺度和环压强度改善程度有限，而且添加在纸浆中，有一个缺点，会增加纸浆废水对环境的污染负荷，而且系统封闭循环不断增加的胶粘物还会增加纸机的断纸次数。
对瓦楞原纸和箱板纸来说，要想获得较高的环压强度、表面强度必须采用表面施胶。用于增强的表面施胶剂可大致分为淀粉类表面施胶剂和合成表面施胶剂两大类。目前我国常用的淀粉类表面施胶剂是氧化淀粉、磷酸酯淀粉，现在阳离子氧化淀粉和羟丙基淀粉也开始作为表面施胶淀粉使用；合成表面施胶剂主要有聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、氟丙烯基系高分子化合物；以及淀粉类表面施胶剂与合成表面施胶剂的配合使用。这类表面施胶剂对提高纸张的表面强度、印刷适性和纸页形稳性更有效，这一方面是因为淀粉的粘度受到限制，施胶量每面只能达到3～5g/m2，再往上提高施胶量比较困难，另一方面是淀粉施胶干燥硬化以后淀粉胶层本身的挺硬性不够，从原理上大幅度提高纸和纸板的环压强度受到限制，因此，提供一种专用的针对提高纸和纸板环压强度非常有效的表面施胶剂是十分必要的。
三、发明内容：
本发明的目的在于提供一种提高纸和纸板环压强度的表面施胶剂，它可克服现有表面施胶剂中施胶后纸和纸板环压强度等不足的缺点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
1、该表面施胶剂是由水玻璃或水玻璃与固化剂复配而成。
2、水玻璃可选用不同模数、不同种类的水玻璃。
3、固化剂加入量为水玻璃质量分数的0～100％。
4、纸和纸板的环压强度的测量。
按照国标GB/T2679.8-1995规定的纸板环压强度测试方法，测量纸和纸板的环压强度。
环压强度按下式计算：
R＝F/152
式中R-环压强度，kN/m；F-压溃试样力的平均值，N；152-试样长度。
环压指数按下式计算：
Rd＝1000R/g
式中Rd-环压指数，N·m/g；R-环压强度，kN/m；g-定量，g/m2；152-试样长度。
四、具体实施方式
实例1：
配制模数为2.5的水玻璃，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加幅度情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   8   9   10   13   14   15
  环压指数，N*m/g   6.3   13.21   13.32   13.67   15.20   15.26   14.76
  增强幅度，％   0   109.7   111.4   117.0   141.3   142.2   134.2
实例2：
配制模数为3.25的水玻璃，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加幅度情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   7   8   11   15.0   18.5   20
  环压指数，N*m/g   6.3   12.79   13.45   14.42   16.49   16.57   15.78
  增强百分比，％   0   103.0   113.4   128.9   161.7   163   150.5
实例3：
水玻璃与氟硅酸钠按照10∶1比例复配成表面施胶液，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   7   8   12   15   18   20
  环压指数，N*m/g   6.3   12.6   12.72   12.91   14.23   16.7   15.58
  增强百分比，％   0   100   101.9   104.9   125.9   157.1   147.3
实例4：
水玻璃与氟硅酸钠按照5∶1比例复配成表面施胶液，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   8   10   11   14   15.8   18
  环压指数，N*m/g   6.3   10.7   11.9   12.6   12.49   12.36   10.94
  增强百分比，％   0   69.8   88.9   100   98.3   96.2   73.7
实例5：
水玻璃与氯化镁按照5∶1比例复配成表面施胶液，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   6.5   7   7.7   8   8.5
  环压指数，N*m/g   6.3   9.31   9.46   10.05   9.9   8.7
  增强百分比，％   0   47.8   50.1   59.5   57.1   38.1
实例6：
水玻璃与氯化镁按照10∶1比例复配成表面施胶液，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   7   7.8   8   8.5   9
  环压指数，N*m/g   6.3   8.75   8.88   8.99   8.16   8.12
  增强百分比，％   0   38.89   40.9   42.7   29.5   28.89
实例7：
水玻璃与硫酸钙按照10∶1比例复配成表面施胶液，进行表面施胶，在105℃干燥数分钟。环压强度增加情况如下表：
  施胶量，g/m2   0   5   6   6.5   7   8
  环压指数，N*m/g   6.3   7.38   8.5   8.2   7.75   7.25
  增强百分比，％   0   17.1   34.9   30.2   23.0   15.0

Claims (10)

1.一种用于提高纸和纸板环压强度的表面施胶剂，其特征在于：该表面施胶剂是由水玻璃或水玻璃与其重量百分比为0～100％的固化剂复配组合的混合物。使用时水玻璃可选用不同模数的水玻璃。
2.根据权利要求1所述的表面施胶剂，其特征在于：水玻璃模数范围包括1～100。
3.根据权利要求1所述的表面施胶剂，其特征在于：水玻璃包括钠水玻璃(Na2O·nSiO2)、钾水玻璃(k2O·nSiO2)、锂水玻璃(Li2O·nSiO2)、钾纳水玻璃(k2O·Na2O·nSiO2)。
4.根据权利要求1所述的表面施胶剂，其特征在于：固化剂包括缩合磷酸盐、无机酸、金属氧化物、可溶性的金属盐、有机化合物、氟硅化物中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的缩合磷酸盐固化剂，其特征在于：缩合磷酸盐固化剂特定包括聚合磷酸铝、磷酸铝、磷酸锌和磷酸镁中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求4所述的无机酸固化剂，其特征在于：无机酸固化剂特定包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求4所述的金属氧化物固化剂，其特征在于：金属氧化物固化剂特定包括氧化锌、氧化镁、氧化钙中的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求4所述的可溶性的金属盐固化剂，其特征在于：可溶性的金属盐固化剂特定包括锌、钙、镁、铝等多价金属的碳酸盐、硫酸盐和氯化物中的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求4所述的可溶性的有机化合物固化剂，其特征在于：有机化合物特定包括乙二醛、乙二醇二醋酸纤维素、三醋酸甘油酯、乙酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。
10.根据权利要求4所述的可溶性的氟硅化物固化剂，其特征在于：氟硅化物固化剂特定包括氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸镁、氟硅酸钙中的一种或一种以上的混合物。
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