CN107724173A - 一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，该抗潮剂包括以下组分：羧甲基纤维素钠、阳离子聚丙烯酰胺、硅灰石、钠水玻璃、瓜尔胶、改性尿素；通过上述各组分的相互作用，该抗潮剂可完全替代固体表面施胶剂或液体苯丙或AKD表面施胶剂，不仅具有提高高强度瓦楞原纸环压强度和抗返潮的优点，还具有增强高强度瓦楞原纸耐高温，高湿，高寒的优势。

Description

一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂
技术领域
本发明涉及造纸表面施胶的技术领域，尤其涉及一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂。
背景技术
随着包装行业的发展，对瓦楞原纸的需求也发展迅速，据资料介绍，从全球范围统计，瓦楞材料消费量约占全部纸和纸板消费量的1/3。由于瓦楞原纸附加值低，价值不高，获利也不高，国内许多纸厂并不重视该产品的生产，但随着中国经济的发展，包装量的增加，瓦楞原纸尤其是高强瓦楞原纸市场需求量会越来越大，瓦楞原纸要求纤维组织应均匀，纸幅厚薄应一致，且具有一定的环压强度、抗张强度和耐折度；色泽亮黄，纸面平整，水分适当。目前瓦楞纸主要解决的就是有关环压强度问题。
在瓦楞原纸生产过程中合理使用一些化学品，能显著提高产品的性能，满足市场需求。目前瓦楞原纸生产过程中使用的化学品主要有增强剂、施胶剂等几大类。对于国内的瓦楞原纸生产来说，应用较多仍是松香类的湿强剂，而高档瓦楞纸应考虑表面施胶。通过双面施胶，能够在瓦楞原纸的表面形成两个施胶膜层，提高纸的挺度，进而改善瓦楞原纸的环压强度。
日前，应用于表面施胶的化学助剂大体可分为(1)天然高分子化合物主要是淀粉类，来源广、价格低、易生物降解，在表面施胶剂市场上占重要地位，如中国专利公开号CN105505255A采用高压喷雾制备成纳米级的淀粉，进行表面施胶；缺点是，此类物质制备的表面施胶剂在使用过程中会造成大量的淀粉浪费，其粘度较差、成膜性及抗水性，无法满足要求高强瓦楞纸的生产。(2)合成聚合物类，由于可赋予纸张更优异的性能，近年来发展比较迅速，相继出现了烷基烯酮二聚体(AKD)、石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、硅酮聚合物、苯乙烯类共聚物、聚氨酯及氟碳聚合物等产品，相关的专利报道近年来也较多，如中国专利公布号CN101787664A和CN103437245A提供了丙烯酰胺类的表面施胶剂来替代传统的淀粉类，但此类化合物的缺点是由于结构决定性质，性质决定功能，而导致功能性较为单一，抗水性，表面强度差，无法满足高强度瓦楞纸的环压强度。
发明内容
本发明是为了克服现有背景技术中的不足之处，本发明提供了一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，按质量占比包括以下组分：羧甲基纤维素钠10-20％、阳离子聚丙烯酰胺30-40％、硅灰石10-15％、钠水玻璃15-25％、改性尿素5-10％和瓜尔胶5-10％。
优选的，所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，按质量占比包括以下组分：羧甲基纤维素钠10％、阳离子聚丙烯酰胺30％、硅灰石15％、钠水玻璃25％、改性尿素10％和瓜尔胶10％。
优选的，所述阳离子聚丙烯酰胺为相对分子量60-90万的白色粉末，粒径为200-300目。
优选的，所述硅灰石的化学组成为二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅含量40-50％，碳酸钙含量45-50％。
优选的，所述钠水玻璃的固含量为55％，模数为3.2。
优选的，所述改性尿素是采用乙二醛与尿素的单体聚合制备而得，其中，乙二醛与尿素的摩尔比为1.25-1.75:1，反应pH为5-6，反应温度为50-55℃，反应时间3-3.5h。
优选的，所述表面抗潮剂的添加量为7-12kg/吨纸。
一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)改性尿素的制备，称取乙二醛与尿素，将尿素和溶于去离子水中，升温至尿素完全溶解后，加入氧化还原引发剂，调节反应溶液的pH值至6，滴加乙二醛，恒温50℃，在200r/min搅拌下反应3h，得到淡黄色黏稠乳液，之后经破乳、洗涤、抽滤和干燥后得改性尿素粉末；
2)表面抗潮剂的制备：称取羧甲基纤维素钠、阳离子聚丙烯酰胺、硅灰石、钠水玻璃、瓜尔胶和上述改性尿素混合均匀，造粒，得表面抗潮剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.以阳离子聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠为基料：(1)极性酰胺基能与纤维表面的纤维素分子的羟基形成氢键，提高纤维间的结合，增加纸的干强度；(2)羧甲基纤维素钠有优秀的成膜性及整膜转移性能，通过表面施胶后，能在纸或纸板的表面形成很好的封闭性及抗油性，还可以作为分散剂，能将与其复配使用的无机微粒或其它胶体微粒充分分散开形成稳定均一的体系。
2.添加硅灰石，钠水玻璃，由于两者的纤维的形态介于植物纤维与传统填料碳酸钙之间，性状相当于植物细小纤维，具有较高的长径比、较好的热稳定性和化学稳定性，具有提高瓦楞纸环压强度和抗张指数。
3.添加瓜尔胶、改性尿素代替传统的淀粉，不仅可以提高瓦楞纸的表面强度，和抗水性，也能弥补添加的高分子材料的单一功能的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
1)改性尿素的制备，称取摩尔比为1.5:1的乙二醛与尿素，将尿素和蒸馏水混合，升温至尿素完全溶解后，加入氧化还原引发剂。调节反应溶液的pH值至6.0，滴加乙二醛，恒温50℃，在200r/min搅拌下反应3h，得到淡黄色黏稠乳液，离心破乳，丙酮洗涤，抽滤，干燥得改性尿素粉末；
2)表面抗潮剂的制备：分别称取质量占比如下组分：羧甲基纤维素钠10％；相对分子量80万，粒径为200目的阳离子聚丙烯酰胺白色粉末30％；化学组成为SiO2含量45％，CaO含量50％的硅灰石15％；固含量为55％，模数为3.2的钠水玻璃25％；上述改性尿素10％；瓜尔胶10％，分别加入到高速分散机中，进行分散5min，干燥至相对湿度在10％，进行造粒，粒径1mm，得表面抗潮剂；
实施例2
本实施例的制备方案同实施例1，不同的是步骤(2)中聚丙烯酰胺白色粉末质量占比为40％，瓜尔胶质量占比为5％，改性尿素质量占比为5％。
实施例3
本实施例的制备方案同实施例1，不同的是步骤(2)中聚丙烯酰胺白色粉末质量占比为40％，硅灰石质量占比为10％，钠水玻璃质量占比为20％。
实施例结果测试：
1表面施胶：将表面抗潮剂按7kg/吨纸和2Kg淀粉一起升温至95℃进行糊化，保温20分钟，即可制得高强度瓦楞纸的表面施胶剂，将制备的施胶剂均匀涂在瓦楞原纸上，施胶量7g/m2，烘干之后恒温恒湿处理24h以平衡水分，对比材料只采用淀粉进行表面施胶。
2.性能测试：按照照国标GB/T2679.8-1995的规定,用环压强度压缩仪测定瓦楞原纸的环压强度；按照GB/T453-1989的规定，用卧式抗张强度试验机测定瓦楞原纸的抗张强度；按GB/T457-1979的规定，用纸张耐折度测定仪测定瓦楞原纸的耐折度，按照GB/T1540-2002的规定，用表面吸收重量测定仪测定瓦楞原纸的抗水性能。
3.实施例结果：经测试数据如下：
测试项目 对比组 实施例1 实施例2 实施例3
环氧指数(纵横平均)N.m/g 4.3 7.1 6.1 6.7
抗张指数(纵横平均)N.m/g 53.45 72.3 68.41 70.21
耐折度(纵横平均)次 8 23 25 20
Cobb值g/m2 15 7 5 10
最后说明：尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同。

Claims (8)

1.一种高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述表面抗潮剂按质量占比包括以下组分：羧甲基纤维素钠10-20％、阳离子聚丙烯酰胺30-40％、硅灰石10-15％、钠水玻璃15-25％、改性尿素5-10％和瓜尔胶5-10％。
2.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，按质量占比包括以下组分：羧甲基纤维素钠10％、阳离子聚丙烯酰胺30％、硅灰石15％、钠水玻璃25％、改性尿素10％和瓜尔胶10％。
3.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺为相对分子量60-90万的白色粉末，粒径为200-300目。
4.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述硅灰石的化学组成为二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅含量40-50％，碳酸钙含量45-50％。
5.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述钠水玻璃的固含量为55％，模数为3.2。
6.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述改性尿素采用乙二醛与尿素的单体聚合制备而得，其中，乙二醛与尿素的摩尔比为1.25-1.75:1，反应pH为5-6，反应温度为50-55℃，反应时间3-3.5h。
7.根据权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂，其特征在于，所述表面抗潮剂的添加量为7-12kg/吨纸。
8.一种权利要求1所述的高强度瓦楞纸用的表面抗潮剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)改性尿素的制备，称取乙二醛与尿素，将尿素和溶于去离子水中，升温至尿素完全溶解后，加入氧化还原引发剂，调节反应溶液的pH值至6，滴加乙二醛，恒温50℃，在200r/min搅拌下反应3h，得到淡黄色黏稠乳液，之后经破乳、洗涤、抽滤和干燥后得改性尿素粉末；
2)表面抗潮剂的制备：称取羧甲基纤维素钠、阳离子聚丙烯酰胺、硅灰石、钠水玻璃、瓜尔胶和上述改性尿素混合均匀，造粒，得表面抗潮剂。
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