CN103074792B - 一种竹材蒸煮助剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹材蒸煮助剂及其制备工艺，包括如下重量份配比的原料：十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份。引入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，既可加快渗透、抑制剥皮反应、促进木素和树脂的脱除，改善竹材蒸煮过程中的反应性能，提高竹材的蒸煮均匀性，同时可减少蒸煮用碱量，缩短蒸煮时间，降低最高蒸煮温度，提高成浆质量和得率。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学制浆助剂，具体涉及一种竹材蒸煮助剂及其制备工艺。
背景技术
竹材用作造纸纤维原料，可节约优质木材资源，缓解造纸纤维原料供应紧张局势。在化学法制浆过程中，蒸煮助剂在很大程度上影响木素脱除的速率、成浆的质量、纸浆得率等，并影响着后序漂白的效果。
目前我国化学制浆主要采用蒽醌及其衍生物作为蒸煮助剂，但存在蒸煮液对原料渗透较慢，木素的降解和溶出时间较长，影响成浆的质量和得率。尤其采用竹材作为原料进行烧碱-蒽醌法或硫酸盐法蒸煮时，由于竹类原料组织结构紧密，蒸煮过程中药液渗透较木片困难，很难控制药液渗透的时间以及渗透的均匀性，影响成浆性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种竹材蒸煮助剂及其制备工艺，引入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，既可加快渗透、抑制剥皮反应、促进木素和树脂的脱除，改善竹材蒸煮过程中的反应性能，提高竹材的蒸煮均匀性，同时可减少蒸煮用碱量，缩短蒸煮时间，降低最高蒸煮温度，提高成浆质量和得率。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种竹材蒸煮助剂，包括如下重量份配比的原料：十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为5-20。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为10-20，烃基中C的数目为8-18。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为18，烃基中C的数目为12。
一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份；
步骤二，将步骤一中去离子水50-150份，并缓缓升温至35-45℃，加入十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，搅拌均匀后保温30-45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，加入步骤二中反应釜中，升温至65-95℃,保温60-120min，最后冷却至30-40℃即可放料成品。
优选的，一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份，去离子水50份；
步骤二，将步骤一中的去离子水50份加入反应釜中，并缓缓升温至35℃，加入十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，搅拌均匀后保温30min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份加入步骤二中反应釜中，升温至65℃，保温120min，并不断搅动，最后冷却至30℃即可放料成品。
优选的，一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份，去离子水100份；
步骤二，将步骤一中的去离子水100份加入反应釜中，并缓缓升温至45℃，加入十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，搅拌均匀后保温35min；
步骤三，然后将焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份加入步骤二中反应釜中，升温至80℃，保温90min，并不断搅动，最后冷却至35℃即可放料成品。
优选的，一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份，去离子水150份；
步骤二，将步骤一中的去离子水150份加入反应釜中，并缓缓升温至65℃，加入十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，搅拌均匀后保温45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份加入步骤二中反应釜中，升温至95℃，保温60min，并不断搅动，最后冷却至40℃即可放料成品。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明竹材蒸煮助剂在竹材制浆过程中效果明显，提高了原料渗透性，蒸煮均匀性得到改善，碱液快速吸附，解吸附过程中降低木素再沉积，加快原料中反应产物的传递速度，最高蒸煮温度可降低5℃，竹材的蒸煮时间缩短了30-60min，节约蒸汽消耗，细浆得率提高4%以上，卡伯值降低6-10，有利于减少后续漂白药品的用量，降低废水污染负荷，特别是采用烧碱法制浆和硫酸盐法制浆过程中加入该蒸煮助剂，可以降低用碱量，并部分、甚至完全取代硫化钠，减少了后期废水处理的难道，减轻环境污染。浆料成纸强度有所提高，尤其是裂断长和耐折度提高显著。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，进一步阐述本发明。
一种竹材蒸煮助剂，包括如下重量份配比的原料：十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份。
脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)，通式表示：R-O-(CH2CH2O)n-H。R一般为饱和的或不饱和的C12~C18的烃基，可以是直链烃基，也可以是带支链的烃基。n是环氧乙烷的加成数，
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯（5-20）醚。即所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为5-20。
优选的，C8-C18脂肪醇聚氧乙烯（10-20）醚。即所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为10-20，烃基中C的数目为8-18。
优选的，C12脂肪醇聚氧乙烯（18）醚。即所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为18，烃基中C的数目为12。
一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份；
步骤二，将步骤一中去离子水50-150份，并缓缓升温至35-45℃，加入十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，搅拌均匀后保温30-45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，加入步骤二中反应釜中，升温至65-95℃,保温60-120min，最后冷却至30-40℃即可放料成品。
实施例1：
一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份，去离子水50份；
步骤二，将步骤一中的去离子水50份加入反应釜中，并缓缓升温至35℃，加入十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，搅拌均匀后保温30min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份加入步骤二中反应釜中，升温至65℃，保温120min，并不断搅动，最后冷却至30℃即可放料成品。
实施例2：
一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份，去离子水100份；
步骤二，将步骤一中的去离子水100份加入反应釜中，并缓缓升温至45℃，加入十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，搅拌均匀后保温35min；
步骤三，然后将焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份加入步骤二中反应釜中，升温至80℃，保温90min，并不断搅动，最后冷却至35℃即可放料成品。
实施例3：
一种竹材蒸煮助剂制备工艺，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份，去离子水150份；
步骤二，将步骤一中的去离子水150份加入反应釜中，并缓缓升温至65℃，加入十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，搅拌均匀后保温45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份加入步骤二中反应釜中，升温至95℃，保温60min，并不断搅动，最后冷却至40℃即可放料成品。
本发明的竹材蒸煮助剂在性能上克服了传统蒽醌不溶于蒸煮液的缺点，具有良好的溶解性和渗透性，能改善竹材蒸煮过程中的反应性能，减少蒸煮用碱量，降低最高蒸煮温度，缩短蒸煮时间，提高成浆得率，降低纸浆卡伯值，浆料成纸强度提高且均高于使用传统蒽醌类助剂，具有良好的应用前景和推广价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种竹材蒸煮助剂，其特征在于，包括如下重量份配比的原料：十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份。
2.根据权利要求1所述的一种竹材蒸煮助剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为5-20。
3.根据权利要求1所述的一种竹材蒸煮助剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为10-20，烃基中C的数目为8-18。
4.根据权利要求1所述的一种竹材蒸煮助剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的环氧乙烷的加成数为18，烃基中C的数目为12。
5.一种竹材蒸煮助剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，去离子水50-150份；
步骤二，将步骤一中去离子水50-150份，并缓缓升温至35-45℃，加入十二烷基苯磺酸钠20-35份，脂肪醇聚氧乙烯醚15-30份，烷基酚聚氧乙烯醚15-30份，搅拌均匀后保温30-45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4-16份，脂肪醇硫酸钠5-18份，蒽醌1-5份，加入步骤二中反应釜中，升温至65-95℃,保温60-120min，最后冷却至30-40℃即可放料成品。
6.根据权利要求5所述的一种竹材蒸煮助剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份，去离子水50份；
步骤二，将步骤一中的去离子水50份加入反应釜中，并缓缓升温至35℃，加入十二烷基苯磺酸钠20份，脂肪醇聚氧乙烯醚15份，烷基酚聚氧乙烯醚15份，搅拌均匀后保温30min；
步骤三，然后将焦磷酸钠4份，脂肪醇硫酸钠5份，蒽醌1份加入步骤二中反应釜中，升温至65℃，保温120min，并不断搅动，最后冷却至30℃即可放料成品。
7.根据权利要求5所述的一种竹材蒸煮助剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份，去离子水100份；
步骤二，将步骤一中的去离子水100份加入反应釜中，并缓缓升温至45℃，加入十二烷基苯磺酸钠30份，脂肪醇聚氧乙烯醚25份，烷基酚聚氧乙烯醚20份，搅拌均匀后保温35min；
步骤三，然后将焦磷酸钠10份，脂肪醇硫酸钠10份，蒽醌3份加入步骤二中反应釜中，升温至80℃，保温90min，并不断搅动，最后冷却至35℃即可放料成品。
8.根据权利要求5所述的一种竹材蒸煮助剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量份配比称取十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份，去离子水150份；
步骤二，将步骤一中的去离子水150份加入反应釜中，并缓缓升温至65℃，加入十二烷基苯磺酸钠35份，脂肪醇聚氧乙烯醚20份，烷基酚聚氧乙烯醚30份，搅拌均匀后保温45min；
步骤三，然后将焦磷酸钠12份，脂肪醇硫酸钠16份，蒽醌4份加入步骤二中反应釜中，升温至95℃，保温60min，并不断搅动，最后冷却至40℃即可放料成品。
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