CN103806317A - 耐强碱清洁制浆助剂及应用 - Google Patents

Abstract

本发明是一种耐强碱清洁制浆助剂及应用，本耐强碱清洁制浆助剂的重量组成为：合成非离子表面活性剂1-10，木质素磺酸钠5-10，硫酸铝10-30，偏磷酸盐1-15，硫酸镁50-80，合成非离子表面活性剂的重量组成为：合成醇4-10，环氧乙烷n10-30，环氧丙烷m10-30。本助剂是一种复合助剂，其中活性剂能够在强碱中显著降低界面张力，使碱和氧化剂更容易进入纤维内，与木质素发生反应，同时有利于生成物质的溶出，本助剂适用于麦草、稻草、棉杆、芦苇、竹子、竹葟草、甘蔗渣、木材等各种植物纤维纸浆的加工工艺，尤其适用于不产生黑液、不含氯漂剂的清洁制浆工艺，本助剂可以促进该工艺的各项技术指标得以全面实现、产品质量得以显著提高。

Description

耐强碱清洁制浆助剂及应用

技术领域

本发明属于造纸制浆，特别是涉及一种耐强碱清洁制浆助剂及应用。

背景技术

造纸所用的纤维原料包括木材、麦草、稻草、棉杆、芦苇、竹子、竹葟草、甘蔗渣等的制浆是借助化学、物理的方法使纤维离解开来的过程。根据这两类方法不同的组合，产生了化学浆、机械浆、化学机械浆、半化学浆等各种纸浆。

目前国内纸浆的生产，不论是化学法还是物理法仍以氢氧化钠为主配合表面活性剂等助剂对纤维原料进行蒸煮，借助助剂的作用，加快氢氧化钠的扩散、渗透作用，使纤维原料变软，便于以后工序的处理，并缩短制浆时间。

现有技术中，配合氢氧化钠的表面活性剂大都采用阴离子表面活性剂，一般都不耐强碱，影响了其分散、渗透作用的效能。

在申请号200710012220.6的发明专利申请“稻麦草活性剂制浆方法”中公开了一种制浆助剂，该助剂与氢氧化钠配合对稻麦草蒸煮可降低碱的用量，但由于选用的表面活性剂为阴离子型，泡沫较多而影响生产。

发明内容

本发明的一个目的是为克服阴离子表面活性剂一般都不耐强碱的缺陷而公开一种耐强碱清洁制浆助剂。

本发明的另一个目的是耐强碱清洁制浆助剂在植物纤维纸浆生产工艺中的应用。

本发明的耐强碱清洁制浆助剂其重量组成为：

所述合成非离子表面活性剂的重量组成为：

合成醇4-10，环氧乙烷n10-30，环氧丙烷m10-30。

所述偏磷酸盐是偏磷酸钠或偏磷酸钾。

所述耐强碱清洁制浆助剂其优选的重量组成为：

所述合成非离子表面活性剂优选的重量组成为：

合成醇6，环氧乙烷n15，环氧丙烷m15。

耐强碱清洁制浆助剂在植物纤维纸浆生产工艺中的应用,其用量按植物纤维原料绝干重量的0.2-0.8%加入水中，其水量是植物纤维原料绝干重量的2.5-5倍，按植物纤维原料绝干重量2-5%加入氢氧化钠，在60-80℃下浸泡1-5小时或在常温下浸泡12-24小时即制得粗纸浆。

本发明的耐强碱清洁制浆助剂中的合成非离子表面活性剂是合成醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的钠盐，反应式为：

ROH+n(C2H4O)+m(C3H6O)→

RO-(-CH2-CH2O-)n—[-CH2-CH(CH3)O]mH。

所述合成非离子表面活性剂可以按以下常规工艺方法加工：

在耐高压不锈钢釜中先加入合成醇和催化剂，再将环氧乙烷和环氧丙烷按配方称重后进行混合，将混合后环氧乙烷和环氧丙烷进行滴加进样，升温至110-130℃反应，最后降温出料，然后用常规方法进行磺化、中和得到目的产物。反应温度为110-130℃，反应时间为1-5h，催化剂为氢氧化钾，用量是合成非离子表面活性剂物料总重的0.3%。

本发明耐强碱清洁制浆助剂中的合成非离子表面活性剂能够抗强碱，显著降低界面张力，使药剂和氧化剂更容易进入纤维内而与木质素发生反应，同时有利于生成物质的溶出；本合成非离子表面活性剂由其构成说明是绿色表面活性剂，易分解，无污染，因此制浆工艺中无黑液产生。

在本发明的耐强碱清洁制浆助剂中木质素磺酸钠的主要作用是分散、润湿；硫酸铝、偏磷酸盐的主要作用是中和阴离子垃圾；硫酸镁的主要作用是保护纤维，防止受损。。

本发明的耐强碱清洁制浆助剂是一种复合助剂，其中活性剂能够在强碱中显著降低界面张力，使碱和氧化剂更容易进入纤维内，与木质素发生反应，同时有利于生成物质的溶出，因此本助剂适用于麦草、稻草、棉杆、芦苇、竹子、竹葟草、甘蔗渣、木材等各种植物纤维纸浆的加工工艺。经实验证明本助剂尤其适用于不产生黑液、不含氯漂剂的清洁制浆工艺，例如专利号200910245061.3所公开的一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺，本助剂可以促进该生产工艺的各项技术指标得以全面实现、产品质量得以显著提高。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1，

a制备合成非离子表面活性剂：

原料（重量份计，每重量份1㎏，下同）：

合成醇4，环氧乙烷n10，环氧丙烷m10。

加工方法：在耐高压不锈钢釜中先加入合成醇和催化剂，再将环氧乙烷和环氧丙烷按配方称重后进行混合，将混合后环氧乙烷和环氧丙烷进行滴加进样，升温至110-130℃反应，反应时间为1-5h，最后降温出料，然后用常规方法进行磺化、中和得到目的产物。催化剂为氢氧化钾，用量是合成非离子表面活性剂物料总重的0.3%。

b耐强碱清洁制浆助剂的制备：

原料（重量份计，每重量份1㎏，下同）：

合成非离子表面活性剂1，木质素磺酸钠5，硫酸镁铝10，偏磷酸盐1，硫酸镁50。

加工方法：将上述原料均匀混合即得。

实施例2，

a制备合成非离子表面活性剂：

原料：合成醇6，环氧乙烷n15，环氧丙烷m15。

加工方法与实施例1相同。

b耐强碱清洁制浆助剂的制备：

原料：合成非离子表面活性剂7，木质素磺酸钠8，硫酸铝15，偏磷酸盐7，硫酸镁65。

加工方法：将上述原料均匀混合即得。

实施例3

a制备合成非离子表面活性剂：

原料：合成醇10，环氧乙烷n30，环氧丙烷m30。

加工方法与实施例1相同。

b耐强碱清洁制浆助剂的制备：

原料：合成非离子表面活性剂10，木质素磺酸钠10，硫酸铝30，偏磷酸盐15，硫酸镁80。

加工方法：将上述原料均匀混合即得。

实施例4

本耐强碱清洁制浆助剂在使用竹子生产竹纤维纸浆的应用。

竹子预处理：先将整根竹子截成2m长，用水冲洗掉泥土和杂质，经过粉碎机破碎成2cm竹片，共1.5t。

制浆：池中预先加入浸泡水6t，再加入NaOH60Kg和本耐强碱清洁制浆助剂6㎏搅拌均匀，加入处理好的竹片1.5t，浸泡水升温至80℃并保持，竹片浸泡4小时后经螺旋输送器送至搓丝机进行纤维分解，纤维分解后的原料送至疏解罐与疏解液在疏解器中按原料︰疏解液=1︰4的重量比混合得粗浆料。疏解反应温度40-70℃，反应时间1.5小时。疏解剂由氢氧化钠30Kg、过碳酸钠15Kg、稳定剂二乙烯三胺五乙酸5Kg组成。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的本色成品纸浆。

实施例4的本色成品纸浆与未使用本发明助剂的本色成品纸浆对比结果见下表：

	反应时间（H）	NaOH%	节省药剂
				未使用本助剂	6	7	-
使用本助剂	4	4	43%

对比结果表明在同一工艺中使用本发明助剂的反应时间短、NaOH用量可以降低43%。

实施例4中，浸泡后分离出的水和疏解液经沉淀处理后再用于配制浸泡水和疏解液。在配制疏解液时，应根据水中氢氧化钠、稳定剂以及本助剂的残存含量补至限定值。浓缩机和挤干机出来的水经沉淀处理后可用于除砂稀浆的配制。

实施例5

本耐强碱清洁制浆助剂在使用木材—杨木生产纤维纸浆的应用。

杨木预处理：杨木经破碎为条，共1.0t。

制浆：池中预先加入浸泡水5t，再加入NaOH20Kg和本耐强碱清洁制浆助剂2Kg，在60℃水温下浸泡3小时后将杨木条原料经螺旋输送器送至搓丝机进行纤维分解，经分解后的杨木纤维送至疏解罐与疏解液在疏解器中按原料︰疏解液=1︰4的重量比混合得粗浆料。疏解反应温度50-90℃，反应时间3小时。疏解剂由氢氧化钠20Kg、过氧化氢10Kg、稳定剂硅酸钠8Kg组成。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的用于造纸的漂白精浆。

实施例5漂白精浆的主要指标如下表：

指标	白度	硬度	打浆度SR	得率%	湿重	PH
								75.86	13.3	23	70	2.7	7

实施例5中，浸泡后分离出的水和粗浆挤出的水经沉淀处理后再用于配制浸泡水和疏解液。在配制疏解液时，应根据水中氢氧化钠、稳定剂以及本助剂的残存含量补至限定值。浓缩机和挤干机出来的水经沉淀处理后可用于除砂稀浆的配制。

实施例6

本耐强碱清洁制浆助剂在使用芦苇生产纤维纸浆的应用。

芦苇预处理：破碎处理，共1.0t。

制浆：池中预先加入浸泡水2.5t，再加入NaOH20Kg和本耐强碱清洁制浆助剂5Kg，在70℃水温下浸泡1小时后将芦苇原料经螺旋输送器送至搓丝机进行纤维分解，纤维分解后的芦苇原料送至疏解罐与疏解液在疏解器中按原料︰疏解液=1︰3的重量比混合反应得粗浆料。疏解反应温度30-50℃，反应时间1.5小时。疏解剂由氢氧化钠15Kg、过氧化氢10Kg、稳定剂硅酸钠5Kg组成。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的用于造纸的漂白精浆。

实施例6原料浆的主要指标与实施例5原料浆相当。

实施例6中，浸泡后分离出的水和粗浆挤出水经沉淀处理后再用于配制浸泡水和疏解液。在配制疏解液时，应根据水中氢氧化钠、稳定剂以及本助剂的残存含量补至限定值。浓缩机和挤干机出来的水经气浮处理后可用于除砂稀浆的配制。

实施例7

本耐强碱清洁制浆助剂在使用麦草或稻草生产纤维纸浆的应用。

麦草或稻草预处理：麦草或稻草经切短、压裂、去除尘土和杂质，1.0t。

制浆：将经预处理的麦草或稻草送至疏解罐与疏解液在疏解器中反应，疏解罐中预先加入浸泡水2.5t，再加入NaOH20Kg、稳定剂二乙烯三胺五乙酸6Kg和本耐强碱清洁制浆助剂8Kg，在70℃水温下反应3小时得粗浆料。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的用于造纸的漂白精浆。

实施例7漂白精浆的主要指标如下：

指标	白度	硬度	打浆度SR	得率%	湿重	PH
								76	13.1	30	70	2.5	7

实施例7中，粗浆料经挤浆机分离出的水可以在配制疏解液时使用，应根据水中氢氧化钠、稳定剂以及本助剂的残存含量补至限定值。浓缩机和挤干机出来的水经气浮处理后可用于除砂稀浆的配制。

实施例8

本耐强碱清洁制浆助剂在使用棉杆生产纤维纸浆的应用。

棉杆预处理：棉杆经切短、压裂、去除尘土和杂质，1.0t。

制浆：经预处理的棉杆送至预浸器，预浸器预先加入浸泡水3t，再加入NaOH40Kg、稳定剂二乙烯三胺五乙酸10Kg和耐强碱清洁制浆助剂7Kg，在70℃水温下反应1小时得粗浆料。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的本色浆。

实施例9

本耐强碱清洁制浆助剂在使用蔗渣生产纤维纸浆的应用。

蔗渣预处理：蔗渣经去除杂，1.0t。

制浆：经预处理的蔗渣送至预浸器，预浸器预先加入浸泡水2.5t，再加入NaOH50Kg、稳定剂二乙烯三胺五乙酸15Kg和本耐强碱清洁制浆助剂10Kg，在80℃水温下反应1.5小时得粗浆料。粗浆料经挤浆机脱水至浓度为30-35%，将脱水后的粗浆料进入配浆池，加水配制成浓度为8-12%的中浓浆，中浓浆进行磨浆处理。经磨浆处理的中浓浆加水配制成浓度为0.5-1%的稀浆，稀浆经除砂器进行除砂处理。除砂后的稀浆经压力筛除去草节等杂质。经筛选后的稀浆进入浓缩机浓缩，再经挤浆机挤干处理，得到浓度为30-40%的本色浆。

以上各实施例还可以将植物纤维制浆原料在加入NaOH、稳定剂二乙烯三胺五乙酸和本耐强碱清洁制浆助剂的浸泡液中常温下浸泡12-24小时，也可制得粗纸浆，浸泡时间的长短根据具体植物纤维制浆原料确定。

以上各实施例所涉及的原料均为国产原料，便于采购和降低生产成本。适当调整本助剂原材料的配比，可以用于多种植物纤维的制浆工艺。本助剂优良的耐碱特性，可以显著提高制浆质量并减少药剂的用量。

Claims (5)

1.耐强碱清洁制浆助剂，其特征在于其重量组成为：

所述合成非离子表面活性剂的重量组成为：

合成醇4-10，环氧乙烷n10-30，环氧丙烷m10-30。

2.根据权利要求1所述的耐强碱清洁制浆助剂，其特征在于：所述偏磷酸盐是偏磷酸钠或偏磷酸钾。

3.根据权利要求1或2所述的耐强碱清洁制浆助剂，其特征在于所述清洁制浆耐碱助剂的重量组成为：

所述合成非离子表面活性剂重量组成为：

合成醇6，环氧乙烷n15，环氧丙烷m15。

4.根据权利要求1所述的耐强碱清洁制浆助剂在植物纤维纸浆生产工艺中的应用。

5.根据权利要求4所述的耐强碱清洁制浆助剂在植物纤维纸浆生产工艺中的应用，其特征在于：耐强碱清洁制浆助剂的用量按植物纤维原料绝干重量的0.2-0.8%加入水中，其水量是植物纤维原料绝干重量的2.5-5倍，按植物纤维原料绝干重量2-5%加入氢氧化钠，在60-80℃下浸泡1-5小时或在常温下浸泡12-24小时即制得粗纸浆。