CN106638136A - 一种造纸助留剂及其制备方法 - Google Patents

一种造纸助留剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种造纸助留剂及其制备方法。由以下步骤制备而成：（1）将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；（2）将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热搅拌反应得反应液B；（3）将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合搅拌；（4）加入反应液B，在室温下搅拌；（5）加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠搅拌；（6）放入超声仪中进行超声振荡即得。本发明的目的是提供一种造纸助留剂，具有较高的吸附率，力学强度性能佳，同时，纸料留着率高。

Description

一种造纸助留剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸助剂领域，具体涉及一种造纸助留剂及其制备方法。
背景技术
制浆造纸工业的进步，除了要依靠机械加工业的技术进步，生产出高效、节能的设备外，很大程度上要依靠制浆造纸工艺的技术进步，而制浆造纸工艺的进步是离不开化学品的。在制浆造纸过程中，除了采用常规化学品外，还要采用各种化学助剂以提高生产效率、减少原材料消耗、改善成品和半成品质量、控制和缓和生产过程中可能发生的障碍、使产品具有某些特殊性质和功能等。据不完全统计，目前国际上纸的品种已达上千种，这都是得益于化学品。造纸助剂的用量虽只占纸张总量的1-2%，但少量的添加却对纸张质量和成本起着重要的作用。近年来随着我国造纸工业持续高速发展，目前我国己有各种新型的废纸脱墨剂、施胶剂、干增强剂、助留剂、杀菌剂、絮凝剂、消泡剂和柔软剂等。现代造纸工业中，助留助滤剂得到了广泛的应用，各种助留助滤剂的性能不断提高，应用技术发展很快，我国造纸工业不断向着高速化、连续化、大型化方向发展，劳动生产率不断提高，又由于世界范围的水资源短缺和防止污染的要求，使得造纸必须封闭循环用水，在这种情况下，从节约能源、降低浆耗和减少造纸排水的处理负荷方面来看，应尽量留着浆中的细小组分和填料，同时又要尽量强化纸机湿部的脱水，最经济的办法是使用高效的助留助滤剂。助留助滤剂能显著提高细小纤维和填料、胶料的留着率，节约纤维原料，加快纸料在纸机网部的滤水，同时可减少抄纸系统白水污染负荷，使纸机正常运转。因此，研究开发高效的造纸助留剂对于节约资源和保护环境都具有重要的作用。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种造纸助留剂，具有较高的吸附率，力学强度性能佳，同时，纸料留着率高。
技术方案：一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1-2份、羧甲基壳聚糖2-5份、蕉麻纤维1-2份、阴离子聚丙烯酰胺3-5份、淀粉1-2份、月桂醇聚氧乙烯醚1-3份、山梨醇酐单月桂酸酯2-5份、山梨醇酐单棕榈酸酯3-6份、改性大豆磷脂2-5份、聚乙烯亚胺0.5-1份、乙二胺四乙酸二钠0.5-1份、环己烷10-20份、去离子水30-50份。
进一步优选的，所述的一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.2-1.8份、羧甲基壳聚糖3-4份、蕉麻纤维1.3-1.7份、阴离子聚丙烯酰胺3.5-4.5份、淀粉1.2-1.7份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5-2.5份、山梨醇酐单月桂酸酯3-4份、山梨醇酐单棕榈酸酯4-5份、改性大豆磷脂3-4份、聚乙烯亚胺0.6-0.9份、乙二胺四乙酸二钠0.6-0.9份、环己烷12-18份、去离子水35-45份。
上述易降解包装材料的制备方法包括以下步骤：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨5-8小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至60-80℃搅拌反应1-2小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速300-500r/min下搅拌10-30分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速200-400r/min下搅拌20-40分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速800-1000r/min下搅拌20-40分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡20-30分钟即得。
进一步优选的，步骤（1）中研磨时间为6-7小时。
进一步优选的，步骤（2）中加热至65-75℃，搅拌时间为1.5小时。
进一步优选的，步骤（3）中转速为350-450r/min，搅拌时间为15-25分钟。
进一步优选的，步骤（4）中转速为350-450r/min，搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤（5）中转速为850-950r/min，搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤（6）中振荡时间为25分钟。
有益效果：本发明的一种造纸助留剂，具有较高的吸附率，可达0.65%，其抗张强度和耐破强度分别达到35.17N/mm和168.6kPa，力学强度性能佳，同时，其纸料留着率最高可达97.2%，助留效果佳。
具体实施方式
实施例1
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1份、羧甲基壳聚糖2份、蕉麻纤维1份、阴离子聚丙烯酰胺3份、淀粉1份、月桂醇聚氧乙烯醚1份、山梨醇酐单月桂酸酯2份、山梨醇酐单棕榈酸酯3份、改性大豆磷脂2份、聚乙烯亚胺0.5份、乙二胺四乙酸二钠0.5份、环己烷10份、去离子水30份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨5小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至60℃搅拌反应1小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速300r/min下搅拌10分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速200r/min下搅拌20分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速800r/min下搅拌20分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡20分钟即得。
实施例2
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.2份、羧甲基壳聚糖3份、蕉麻纤维1.3份、阴离子聚丙烯酰胺3.5份、淀粉1.2份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5份、山梨醇酐单月桂酸酯3份、山梨醇酐单棕榈酸酯4份、改性大豆磷脂3份、聚乙烯亚胺0.6份、乙二胺四乙酸二钠0.6份、环己烷12份、去离子水35份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨6小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至65℃搅拌反应1.5小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速350r/min下搅拌15分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速250r/min下搅拌25分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速850r/min下搅拌25分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡25分钟即得。
实施例3
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.5份、羧甲基壳聚糖3.5份、蕉麻纤维1.5份、阴离子聚丙烯酰胺4份、淀粉1.5份、月桂醇聚氧乙烯醚2份、山梨醇酐单月桂酸酯3.5份、山梨醇酐单棕榈酸酯4.5份、改性大豆磷脂3.5份、聚乙烯亚胺0.75份、乙二胺四乙酸二钠0.75份、环己烷15份、去离子水40份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨6.5小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至70℃搅拌反应1.5小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速400r/min下搅拌20分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速300r/min下搅拌30分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速900r/min下搅拌30分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡25分钟即得。
实施例4
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.8份、羧甲基壳聚糖4份、蕉麻纤维1.7份、阴离子聚丙烯酰胺4.5份、淀粉1.7份、月桂醇聚氧乙烯醚2.5份、山梨醇酐单月桂酸酯4份、山梨醇酐单棕榈酸酯4-5份、改性大豆磷脂4份、聚乙烯亚胺0.9份、乙二胺四乙酸二钠0.9份、环己烷18份、去离子水45份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨7小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至75℃搅拌反应1.5小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速450r/min下搅拌25分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速350r/min下搅拌35分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速950r/min下搅拌35分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡25分钟即得。
实施例5
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土2份、羧甲基壳聚糖5份、蕉麻纤维2份、阴离子聚丙烯酰胺5份、淀粉2份、月桂醇聚氧乙烯醚3份、山梨醇酐单月桂酸酯5份、山梨醇酐单棕榈酸酯6份、改性大豆磷脂5份、聚乙烯亚胺1份、乙二胺四乙酸二钠1份、环己烷20份、去离子水50份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨8小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至80℃搅拌反应2小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速500r/min下搅拌30分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速400r/min下搅拌40分钟；
（5） 加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速1000r/min下搅拌40分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡30分钟即得。
对比例1
本实施例与实施例2的区别在于不含有蕉麻纤维。具体地说是：
一种造纸助留剂，由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.2份、羧甲基壳聚糖3份、阴离子聚丙烯酰胺3.5份、淀粉1.2份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5份、山梨醇酐单月桂酸酯3份、山梨醇酐单棕榈酸酯4份、改性大豆磷脂3份、聚乙烯亚胺0.6份、乙二胺四乙酸二钠0.6份、环己烷12份、去离子水35份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将膨润土放入研磨机中研磨6小时，过200目筛，去除大颗粒得粉末A；
（2） 将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至65℃搅拌反应1.5小时得反应液B；
（3） 将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速350r/min下搅拌15分钟；
（4） 加入反应液B，在室温下转速250r/min下搅拌25分钟；
（5） 加入粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速850r/min下搅拌25分钟；
（6） 放入超声仪中进行超声振荡25分钟即得。
本发明的造纸助留剂的各项性能指标见下表，我们可以看到其具有较高的吸附率，可达0.65%，其抗张强度和耐破强度分别达到35.17N/mm和168.6kPa，力学强度性能佳，同时，其纸料留着率最高可达97.2%，助留效果佳。
表1 造纸助留剂的各项性能指标
产品名称 吸附率（%） 抗张强度（N/mm） 耐破强度（kPa） 纸料留着率（%）
实施例1 0.63 34.96 167.5 95.8
实施例2 0.64 35.03 167.8 96.1
实施例3 0.64 35.09 168.2 96.4
实施例4 0.65 35.17 168.6 97.2
实施例5 0.64 35.12 168.4 96.8
对比例1 0.62 33.95 165.9 92.7

Claims (9)

1.一种造纸助留剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：膨润土1-2份、羧甲基壳聚糖2-5份、蕉麻纤维1-2份、阴离子聚丙烯酰胺3-5份、淀粉1-2份、月桂醇聚氧乙烯醚1-3份、山梨醇酐单月桂酸酯2-5份、山梨醇酐单棕榈酸酯3-6份、改性大豆磷脂2-5份、聚乙烯亚胺0.5-1份、乙二胺四乙酸二钠0.5-1份、环己烷10-20份、去离子水30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种造纸助留剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：膨润土1.2-1.8份、羧甲基壳聚糖3-4份、蕉麻纤维1.3-1.7份、阴离子聚丙烯酰胺3.5-4.5份、淀粉1.2-1.7份、月桂醇聚氧乙烯醚1.5-2.5份、山梨醇酐单月桂酸酯3-4份、山梨醇酐单棕榈酸酯4-5份、改性大豆磷脂3-4份、聚乙烯亚胺0.6-0.9份、乙二胺四乙酸二钠0.6-0.9份、环己烷12-18份、去离子水35-45份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将膨润土和蕉麻纤维混合，放入研磨机中研磨5-8小时，过200目筛，去除大颗粒得混合粉末A；
（2）将羧甲基壳聚糖、阴离子聚丙烯酰胺和去离子水混合，加热至60-80℃搅拌反应1-2小时得反应液B；
（3）将月桂醇聚氧乙烯醚、山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、改性大豆磷脂和环己烷混合，在转速300-500r/min下搅拌10-30分钟；
（4）加入反应液B，在室温下转速200-400r/min下搅拌20-40分钟；
（5）加入混合粉末A、淀粉、聚乙烯亚胺和乙二胺四乙酸二钠，在转速800-1000r/min下搅拌20-40分钟；
（6）放入超声仪中进行超声振荡20-30分钟即得。
4.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中研磨时间为6-7小时。
5.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热至65-75℃，搅拌时间为1.5小时。
6.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中转速为350-450r/min，搅拌时间为15-25分钟。
7.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中转速为350-450r/min，搅拌时间为25-35分钟。
8.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中转速为850-950r/min，搅拌时间为25-35分钟。
9.根据权利要求3所述的一种造纸助留剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中振荡时间为25分钟。
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