CN105586805A - 一种纸张耐折增强剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纸用耐折增强剂的制备方法，所述方法包括：1、将淀粉、水、氢氧化物、次氯酸盐或过硫酸盐、阳离子醚化剂混合反应制备两性淀粉；2、将树脂与两性淀粉混合，在70-95℃条件下，反应30-60分钟；3、将步骤2中得到的产物与聚丙烯胺混合，在60-80℃条件下，反应30-120分钟，即得所述耐折增强剂。本发明提供方法制备的耐折增强剂在降低浆料中木浆配比的前提下，表面施胶或涂布，在提高纸张耐折的同时，与传统工艺相比，使其表面强度得到提高，与现有技术相比，其耐折度及表面强度都有极大的提高。

Description

一种纸张耐折增强剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纸张增强剂的制备方法，尤其涉及一种纸张耐折增强剂的制备方法。

背景技术

在造纸工业中，市场竞争日益激烈，如何提高产品质量和生产成本是造纸行业的核心问题，其中，纸张的干强度是纸的结构特性之一。

纸张的干强度主要是随着纤维网络形成和干燥之后纤维之间键合而获得的。事实上，纸的强度主要取决于单根纤维的强度和纤维之间的键合程度、数量、纤维键合的分布等等。纤维网络的强度可以通过机械打浆和精浆得到提高，这是因为提高打浆度后，微细纤维的数量增加了，从而增加了纤维之间键的形成。在纤维之间结合力中，尽管存在着共价键、离子键和范德华力，但是起关键作用的是氢键。与其他键所不同的是，氢键在极短的距离内才能形成，而且必须在分子近距离接触时才能相互作用。

传统牛皮挂面纸的生产方法，是用增加挂面量即增加木浆比例的办法，来提高成纸的表面强度和耐折度，因此需要较高的生产成本，消耗更多的木材资源，且木浆比例的增加又带来了生产过程的复杂性。

现有技术中申请号201110166423.7的发明专利公开了一种纸张耐折增强剂的制备方法：(1)制取聚乙稀醇的水溶液：将聚乙稀醇加入水中，聚乙稀醇与水的比例为100∶500～570；(2)制取羧甲基纤维素的水溶液：将羧甲基纤维素加入水中，羧甲基纤维素与水的比例为100∶1200～1300；(3)将上述聚乙稀醇制成的水溶液和羧甲基纤维素制成的水溶液，放入反应釜中，充分搅拌均匀；(4)加入壳聚糖和淀粉，搅拌3-5分钟，成混合液，(5)将干强剂稀释18-22倍后，加入上述混合液，搅拌50～70分钟；(6)补加清水，清水量与上述(2)的总量比例为1∶12.5-13.5；(7)加磷酸调PH值至5-6；即得所述产品。

发明内容

本发明的目的在于：在降低浆料中木浆配比的前提下，表面施胶或涂布，在提高纸张耐折的同时，与传统工艺相比，使其表面强度得到提高。

本发明是通过以下步骤和方法实现的：

1)将淀粉、氢氧化物、次氯酸盐或过硫酸盐、阳离子醚化剂混合反应制备两性淀粉；

2)相对于所述淀粉绝干质量3-8％的树脂与步骤1)中所得两性淀粉混合，在70-95℃条件下，反应30-60分钟；

3)步骤2)中得到的产物与相对于所述淀粉绝干质量5-16％的聚丙烯胺在60-80℃条件下，反应30-120分钟，即得所述耐折增强剂。

优选的，氢氧化物为元素周期表IA和IIA族金属的氢氧化物中的一种或几种，更优选为碱金属氢氧化物中的任意一种或几种，更优选为氢氧化钠、氢氧化钾中的任意一种或几种，更优选为氢氧化钠。

优选的，所述次氯酸盐优选为铵盐或金属盐中的任意一种或几种。

优选的，所述次氯酸盐优选为元素周期表IA和IIA族金属的次氯酸盐中的一种或几种，更优选为次氯酸钠、次氯酸钾中的任意一种或其组合，更优选为次氯酸钠。

优选的，所述过硫酸盐优选为铵盐或金属盐中的任意一种或几种。

优选的，所述过硫酸盐优选为所述铵盐或金属盐优选为元素周期表IA和IIA族金属的过硫酸盐中的一种或几种，更优选为过硫酸钠、过硫酸钾中的任意一种或其组合，更优选为过硫酸钠。

优选的，步骤1)中所述的淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的任意一种或几种。

优选的，步骤1)中所述的阳离子醚化剂选自3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2-氯乙基二乙基胺、N-(2,3-环氧丙基)二乙基胺、3-氯-2-羟丙基二乙基叔胺及2,3-环氧丙基三甲基氯化铵中的任意一种或几种。

优选的，所述步骤1)中淀粉、氢氧化物、次氯酸盐有效氯或过硫酸盐、阳离子醚化剂的重量比5-30∶0.5-6.0∶0.01-2.0∶0.01-3；更优选为，总重量的质量百分比：淀粉用量5％-30％、氢氧化物用量0.5％-6.0％、次氯酸盐有效氯0.01％-2.0％有效氯或过硫酸盐0.01％-2.0％、阳离子醚化剂用量0.01％-3％；更优选，其余部分为水。

优选的，步骤2)中所述树脂至少选自聚酰胺多胺环氧树脂或聚酰胺聚脲环氧树脂的一种或其组合。

优选的，步骤3)中所述加入聚丙烯酰胺后，反应时间为60-90分钟。

优选的，步骤3)中所述所加的聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或两性聚丙烯酰胺中的一种或几种。

优选的，步骤3)中所述所加的聚丙烯酰胺的分子量为50-100万。

优选的，一种制备步骤1)中所述的两性淀粉的方法，步骤如下：

第一步：把氢氧化物、次氯酸盐有效氯或过硫酸盐溶解到水中；

第二步：加入淀粉，得淀粉乳；

第三步：所述淀粉乳保持在70-95℃的条件下，使淀粉糊化，直到淀粉糊变透明；

第四步：继续在70-95℃的条件下保温至上述淀粉糊液颜色变为微黄色，加入阳离子醚化剂，反应30-60分钟，即得所述两性淀粉溶液。

本发明的有益效果：

该增强剂具有良好的亲和力和优良的成膜性，用于纸张涂布或施胶，可以大大提高纸张的耐折度，同时与传统工艺相比，可使纸张的表面强度提高15--25％。用于湿部添加，能够和纤维形成良好的稳固的结合，明显提高纸张的环压强度和耐破强度。

具体实施方式

实施例1

(1)在1000g水中加入10g氢氧化钠和50g次氯酸钠(9％有效氯)，搅拌均匀直至无不溶物存在，边搅拌边加入玉米淀粉200g(水分为13％)，搅拌均匀后得到淀粉乳，加热至95℃，保温糊化10分钟，然后加入14.5g3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵溶液(质量浓度为69％)，继续95℃保温反应60分钟，既得两性淀粉溶液；

(2)向(1)中加入聚酰胺多胺环氧树脂5.22g，在95℃反应30分钟；将体系温度降至80℃；

(3)向(2)中加入阳离子聚丙烯酰胺8.7g，在80℃反应60分钟，降至室温，既得耐折增强剂。

实施例2

(1)在1000g水中，加入30g氢氧化钠和10g过硫酸钾，搅拌均匀直至无不溶物存在，在搅拌下，加入木薯淀粉150g(水分为13％)，搅拌均匀后得到淀粉乳，计入升温到80℃.保温糊化20分钟，然后加入20g2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(质量浓度为50％)，继续80℃保温反应30分钟，得两性淀粉溶液；

(2)向(1)中加入聚酰胺多胺环氧树脂7.83g，在80℃保温反应40分钟；

(3)向(2)中加入阴离子聚丙酰胺27.84g，在80℃反应60分钟后，降至室温，既得耐折增强剂。

实施例3

(1)在1000g水中加入10g氢氧化钠和40g次氯酸钠(9％有效氯)，搅拌均匀直至无不溶物存在，边搅拌边加入马铃薯淀粉200g(水分为13％)，搅拌均匀后得到淀粉乳，加热至70℃，保温糊化30分钟，然后加入20gN-(2,3-环氧丙基)二乙基胺溶液(质量浓度为69％)，继续70℃保温反应60分钟，既得两性淀粉溶液；

(2)向(1)加入聚酰胺聚脲环树脂10.44g，在70℃保温反应60分钟后，降温至60℃；

(3)向(3)中加入两性聚丙烯酰胺17.4g，在60℃保温反应90分钟，降至室温，既得耐折增强剂；

实施例4

(1)在1000g水中加入12g氢氧化钠和30g次氯酸钠(9％有效氯)，搅拌均匀直至无不溶物存在，边搅拌边加入小麦淀粉250g(水分为13％)，搅拌均匀后得到淀粉乳，加热至95℃，保温糊化10分钟，然后加入25g溶液3-氯-2-羟丙基二乙基叔胺(质量浓度为50％)，继续95℃保温反应60分钟，既得两性淀粉溶液；

(2)向(1)加入聚酰胺聚脲环树脂8.7g，在95℃保温反应30分钟后，降温至75℃；

(3)向(3)中加入两性聚丙烯酰胺13.92g，在75℃保温反应80分钟，降至室温，既得耐折增强剂；

实施例5

将实施例1-4制备的耐折增强剂稀释后，将牛皮箱板纸平铺在水平涂布机上，一端固定，用涂布棒将施胶液均匀涂在纸张表面，进行双面涂饰，然后在压光烘干机上烘干，干燥后进行纸张性能检测。

实施例1-4和对比应用例中，涂布处理前、后牛皮箱板纸的耐折度及表面强度的对比数据如下：

备注：对比样为申请号为201110166423.7中制备方法所得产品；

从表可以看出，相对于对比样，实施例1-4制备的耐折增强剂稀释后，进行表面处理后，用于牛皮箱板纸、铜版纸及白板纸等，其耐折度及表面强度都有极大的提高。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将淀粉、水、氢氧化物、次氯酸盐或过硫酸盐、阳离子醚化剂混合反应制备两性淀粉；

2)相对于所述淀粉绝干质量3-8％的树脂与步骤1)中所得两性淀粉混合，在70-95℃条件下，反应30-60分钟；

3)步骤2)中得到的产物与相对于所述淀粉绝干质量5-16％的聚丙烯胺在60-80℃条件下，反应30-120分钟，即得所述耐折增强剂。

2.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的阳离子醚化剂选自3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2-氯乙基二乙基胺、N-(2,3-环氧丙基)二乙基胺、3-氯-2-羟丙基二乙基叔胺及2,3-环氧丙基三甲基氯化铵中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中淀粉、氢氧化物、次氯酸盐有效氯或过硫酸盐、阳离子醚化剂的重量比5-30∶0.5-6.0∶0.01-2.0∶0.01-3。

5.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中树脂至少包括聚酰胺多胺环氧树脂、聚酰胺聚脲环氧树脂中的任意一种或其组合。

6.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的聚丙烯酰胺选自阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或两性聚丙烯酰胺中的任意一种或几种。

7.根据权利要求6中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的重均分子量为50-100万。

8.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中反应时间为60-90分钟。

9.根据权利要求1中所述纸张耐折增强剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，操作步骤如下：

第一步：把氢氧化物、次氯酸盐或过硫酸盐溶解到水中；

第二步：加入淀粉，得到淀粉乳；

第三步：所述淀粉乳保持在70-95℃的条件下，使淀粉糊化，直到得到透明的淀粉糊；

第四步：继续在70-95℃的条件下保温至上述淀粉糊液颜色变为微黄色，加入阳离子醚化剂，反应30-60分钟，即得两性淀粉溶液。

10.一种如权利要求1所述纸张耐折增强剂的制备方法制备的纸张耐折增强剂。