CN1075577C - 抗干扰型新闻纸湿部助剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗干扰型新闻纸湿部助剂，它是一种多元变性复合抗干扰的淀粉衍生物，通过如下反应得到：a)将碱性催化剂、阳离子醚化剂与淀粉进行阳离子醚化反应，使阳离子醚化基取代度为0.040～0.065；b)加阴离子剂，磷酸调pH值，进行阳离子化反应，使阴离子酯化基取代度为0.030～0.050；c)加入淀粉用量1～10%的抗干扰剂进行复合反应，后处理得产品。本产品具有较好的助留、助滤效果，使普通新闻纸的裂断长可提高15-20%，产品使用方便，并适用于各种新闻纸的生产。
Description
本发明涉及一种抗干扰型新闻纸湿部助剂。
目前新闻纸生产的纤维原料是机械磨木浆。由于机磨浆中含有30％左右的木质素等树脂成份的干扰，使得在化学浆中使用有效的化学品，如天然产品衍生物阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、两性淀粉和聚丙烯酰胺系列、聚乙烯亚胺(PEI)等，对以机磨浆为主生产的新闻纸浆中效果却很不理想。为了提高新闻纸的质量，国外主要采取对纸机抄造系统进行技术改造和微涂新工艺两种措施，但是这两项措施的投资很大。
本发明的目的是为了克服上述已有技术的不足，提供一种能有效地抵抗这些树脂成份的干扰，及具有较好的助留、助滤效果，增加纸张强度的抗干扰型新闻纸湿部助剂。
本发明产品是一种多元变性淀粉衍生物，通过如下反应得到：
a)阳离子醚化反应：淀粉的阳离子化可以采用湿法、溶剂法、干法和半干法制造，本发明采用半干法工艺制造。将碱性催化剂与阳离子醚化剂混和均匀后，喷淋到淀粉粉末上，搅拌下使充分混和均匀，在30～90℃，通常50～80℃下，反应1～12小时，通常2～4小时，使阳离子醚化基取代度为0.040～0.065；
b)阴离子络合反应：阴离子络合反应可采用湿法与干法工艺，本发明选用干法。降温至50℃以下喷淋阴离子剂，并用酸催化剂调PH值到4～8，搅拌均匀后通过气流干燥法将物料水份降至5～8％，在110～145℃，通常在130～140℃下，反应1～5小时，通常2～4小时，使阴离子酯化基取代度为0.030～0.050，然后冷却至室温；
c)复合反应：加入淀粉用量1～10％的抗干扰剂，并混和均匀，在室温下充分反应，后处理，得抗干扰型新闻纸湿部助剂。
本发明产品还可以通过控制如下参数进行改善，即阳离子醚化基取代度为0.045～0.060，阴离子酯化基取代度为0.030～0.040，抗干扰剂为淀粉用量的2～5％。
碱性催化剂为氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁中的一种或其中两种的复合物。
阳离子醚化剂为伯胺、仲胺、叔胺、季铵及杂类醚化剂。常用4-氯2-丁烯基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、2-二乙胺基乙基氯、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵、β-氯丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、乙撑亚胺中的一种。
阴离子络合剂为三聚磷酸钠和醋酸钠或醋酸酐中一种或两种的混合物，其摩尔比为1∶0.5～2。
酸催化剂为无机酸类，如盐酸、硫酸、磷酸或者它们的复合物。抗干扰剂为聚乙烯亚胺(PEI)、聚合氯化铝(PAC)、改性膨润土和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)中的一种或几种。
本发明抗干扰剂能有效地捕捉新闻纸浆中的杂阴离子树脂成份，协调有关取代基起明显增效作用。
本发明的基本原理是利用淀粉分子中的高阳电荷取代基络合新闻纸浆中的木质素及其它阴离子杂质，排除它们的干扰，而对自身分子中的阴离子取代基起保护作用。利用淀粉分子中络合基及阴离子取代基排除新闻纸浆的阳离子杂质干扰，同时也保护自身分子中的阳离子取代基。这种互补效应加上与抗干扰剂的配合，是本发明的创新之处。
本发明产品能有效地抵抗这些树脂成份的干扰，具有较好的助留、助滤效果，能增加新闻纸的强度，使普通新闻纸的裂断长提高15-20％。本发明产品分子中同时具有阳离子取代基、阴离子取代基及复配有抗干扰剂，不需要分别添加，使用方便。本发明的产品适用于所有新闻纸的生产，尤其对化机浆、机磨浆和再生新闻纸浆效果明显。
本发明的产品电性呈高阳性，是针对机磨浆中木质素等阴离子树脂杂质含量大而设计的，采用高阳弱阴取代方法来制造的。
本发明的产品采用半干法-干法-复合生产工艺制备，反应效率高，基本无三废，易工业化。
本发明的产品采用淀粉为主要原料进行衍生处理，淀粉可以是玉米、马铃薯、木薯、高梁、大麦、小麦、大米等制造的产品。
附图是工艺流程框图。
以下实施例更充分地阐明本发明，但是不作为对本发明的限制。在这些实施例中，除非另有说明，份数和百分比都以干重计，温度都是摄氏度。
实施例1：
将浓度30％的氢氧化钾38份与浓度为50％的4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵68份混合均匀后，喷淋到500份玉米淀粉上，使它们充分混和均匀，反应温度控制在70℃，反应时间为3小时，反应产物为高取代度阳离子化的淀粉，其取代度为0.052，冷却至室温。
分别取三聚磷酸钠和醋酸钠各22.7份和10.1份，混合均匀后加入适量水溶解，与上述制得的阳离子淀粉混和均匀，并用磷酸调PH值(3％浓度下测定)为4.5，先用气流干燥法将水份降至7％，然后升温至135℃，并保温2～3小时，冷却至室温调整水含量，测得阴离子取代度为0.031。
上述生成物与抗干扰剂PP混合均匀，其用量为淀粉的2％，后处理得本发明产品。其中抗干扰剂PP为阳离子PAM(分子量300～500万)及PAC的复合物，复合比为1∶2。
实施例2：
取30％复合催化剂(氢氧化钾与氢氧化钠的复合物)14份与28份50％的β-氯丙基三甲基氯化铵混均后，喷淋到162份木薯淀粉上，使它们充分混合均匀，反应温度控制在70℃，反应时间为3小时，反应产物为高取代度阳离子化的淀粉，取代度为0.060，冷却至室温。
分别取三聚磷酸钠和醋酸钠各7.36份和3.28份，加入适量水溶解，与上述制得的阳离子化的淀粉混均，并用磷酸调PH值(3％浓度下测定)为5.0，先用气流干燥法将水份降至6.5％，然后升温至130～140℃，并保温2～3小时，冷却至室温，测得阴离子取代度为0.035。
上述生成物与抗干扰剂PP混合均匀，PP用量为淀粉的3％，得到本发明产品。
本发明在新闻纸浆中的应用技术应特别注意以下几点：
1、产品的添加量为0.3～3％，较合适的范围是0.5～2.5％，最好为0.8～1.5％。
2、产品的糊化浓度3～7％，最好是5％，先用冷水分散，升温至90～95℃，保温20～30分钟。
3、产品的添加浓度0.5～1.5％，最好为0.8～1.2％。
应用效果
应用1--新闻纸浆的应用试验结果
(1)操作条件
混和浆比例：磨木浆(GP)40％，亚硫酸盐化浆(BSP)25％，脱墨浆(DIP)15％，化机浆(CMP)20％。
叩解度68°SR，定量50g/m2，产品添加量为2％(1％浓度糊化后添加)。
(2)增强和助滤效果
新闻纸的应用效果
| 样品 | 裂断长(m) | 裂断长增长率(％) | 叩解度(°SR) | 叩解度下降率(％) |
| 空白 | 2269 | 68 | ||
| 实施例1 | 2763 | 21.77 | 60 | 11.8 |
| 实施例2 | 2822 | 24.37 | 59 | 13.2 |
| 阳离子淀粉 | 2558 | 12.74 | 61 | 10.3 |
应用2--在再生新闻纸中的应用试验结果
(1)操作条件：叩解度70°SR，定量52g/m2产品添加量为2％(1％浓度糊化后添加)。
(2)增强效果
再生新闻纸浆中增强效果
应用3--添加剂的用量对新闻纸应用效果的影响
| 样品 | 裂断长(m) | 裂断长增长率(％) |
| 空白 | 1875 | |
| 实施例1 | 2451 | 30.72 |
| 实施例2 | 2580 | 37.71 |
| 阳离子淀粉 | 2205 | 17.6 |
(1)操作条件：再生新闻纸，叩解度70°SR，定量52g/m2，产品添加量分别为1％、1.5％、2％(1％浓度糊化后添加)。
(2)增强效果
添加量对再生新闻纸增强效果的影响
| 添加量 | 裂断长(m) | 增长率(％) |
| 空白 | 1875 | |
| 1％ | 2243 | 19.6 |
| 1.5％ | 2419 | 29.0 |
| 2.0％ | 2580 | 37.71 |
Claims (7)
1、一种抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征是通过如下反应得到：
a)阳离子醚化反应：将碱催化剂与阳离子醚化剂混和均匀后，喷淋到淀粉粉末上，搅拌下使充分混和均匀并升温到50～80℃，反应2～4小时，使阳离子醚化基取代度为0.040～0.065；
b)阴离子络合反应：降温到50℃以下喷淋阴离子络合剂，并用酸催化剂调PH值到4～8，搅拌均匀后将物料水份降至5～8％，在130～140℃下，反应2～4小时，使阴离子酯化基取代度为0.030～0.050，然后冷却至室温；
c)复合反应：加入淀粉用量1～10％的抗干扰剂，并混和均匀，在室温下充分反应，后处理，得抗干扰型新闻纸湿部助剂。
2、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的阳离子醚化基取代度为0.045～0.060，阴离子酯化基取代度为0.030～0.040，抗干扰剂为淀粉用量的2～5％。
3、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的碱性催化剂为氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁中的一种或其中两种的混合物。
4、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的阳离子醚化剂为4-氯2-丁烯基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、2-二乙胺基乙基氯，4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵，β-氯丙基三甲基氯化铵，环氧丙基三甲基氯化铵，乙撑亚胺中的一种。
5、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的阴离子络合剂为三聚磷酸钠和醋酸钠或醋酸酐中一种或两种的混合物，其摩尔比为1∶0.5～2。
6、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的酸催化剂为盐酸、硫酸、磷酸或者它们的复合物。
7、如权利要求1所述的抗干扰型新闻纸湿部助剂，其特征在于所述的抗干扰剂为聚乙烯亚胺、聚合氯化铝、改性膨润土和阳离子聚丙烯酰胺中的一种或几种。
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