CN107938424A

CN107938424A - 一种增强剂及其制备方法以及所述增强剂的应用

Info

Publication number: CN107938424A
Application number: CN201711153315.XA
Authority: CN
Inventors: 韦丹
Original assignee: Guanhong Chemicals (yangzhou) Co Ltd
Current assignee: Guanhong Chemicals (yangzhou) Co Ltd
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-04-20

Abstract

本发明涉及一种增强剂及其制备方法以及所述增强剂的应用。所述的增强剂制作成微胶囊形式，即在增强剂芯材外包裹壁材形成微胶囊。本发明通过微胶囊技术，将增强剂实现微胶囊化，提高增强剂的粒径，增加增强剂的留着率（留着率基本可实现90%以上的留着）同时因有微胶囊壁材的保护，可以实现阴/阳离子干强剂的同时添加，实现更好的强度提升幅度。

Description

一种增强剂及其制备方法以及所述增强剂的应用

技术领域

本发明涉及一种增强剂及其制备方法以及所述增强剂的应用，该增强剂特别应用于造纸行业之中。

背景技术

目前造纸行业所用增强剂主要分为二大类，一类为天然高分子化合物，例如淀粉、瓜尔胶、壳聚糖等，一类为有机高分子合成的聚合物，包括不同电荷性能及不同分子量的聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物、聚乙烯亚胺等等。

不论何种增强剂在应用时，均不可避免需要以液态形式加入到纸机系统中（即使原本是固体，也需要冲泡或是蒸煮为液体进行添加），这样就不可避免的导致增强剂的流失问题，从而影响增强剂的增强效果，同时流失的增强剂对纸机白水循环系统造成很大的负担。

同时，高分子量的有机合成聚合增强剂的应用，固然可以很大程度的提升纸张强度，但不可避免的会对纸机的脱水产生一定的负面影响，从而限制纸机的车速，减少纸机产量，给工厂实际生产带来一定的困扰。

为此有必要，发明一种新型高效的增强剂，解决上述问题。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种微胶囊形式的增强剂并将其应用在造纸行业之中，能有效提高增效效果的增强剂及其制备方法。

为此本发明采用的技术方案是：所述的增强剂制作成微胶囊形式，即在增强剂芯材外包裹壁材形成微胶囊。

所述增强剂芯材包括阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂、非离子型增强剂中的一种或多种；

所述微胶囊壁材选用天然高分子材料或者半合成高分子材料或者高分子合成材料。

所述微胶囊壁材质量浓度控制在0.1%~5%，添加量控制在芯材质量的10%~95%。

在增强剂制备过程之中，还应用乳化剂、油相分离剂、分散剂；以及必要时应用pH调节剂。

所述乳化剂选用能够将增强剂芯材容易分散成乳液的乳化剂，所述分散剂选用低分子蜡类，所述油相分离剂选用石油醚、乙酸乙酯、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠。

所述分散剂选用聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物。

一种增强剂的制备方法，配置好微胶囊壁材溶液，然后将增强剂加入至微胶囊壁材溶液中进行搅动混合并加入乳化剂乳化，接着根据需要加入pH调节剂、油相分离剂、分散剂制备而成。

本发明制备的增强剂应用于造纸技术领域之中，具体的说是将所述增强剂直接加入造纸浆料中进行混合处理。

本发明的优点是：本发明通过微胶囊技术，将增强剂实现微胶囊化，提高增强剂的粒径，增加增强剂的留着率（留着率基本可实现90%以上的留着）同时因有微胶囊壁材的保护，可以实现阴/阳离子干强剂的同时添加，实现更好的强度提升幅度。

本发明在传统阴/阳离子增强剂合成的基础上，引入微胶囊技术，在传统增强剂合成完成后，加入微胶囊材料，使得传统增强剂变成微胶囊的填充物，完成增强剂的微胶囊化。微胶囊化后的增强剂，极大的改善了增强剂的留着，同时也改善了高分子量增强剂对纸机系统滤水的影响，可以实现芯材增强剂的更高分子量，更强电荷性能。并且由于微胶囊壁材的阻隔，可以实现阴/阳离子增强剂的混合应用，利用阴/阳离子的自交联网状作用，进一步提高增强剂应用效果。

具体实施方式

下面对本发明做出进一步的说明：

本发明的增强剂，包括：阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂、非离子型增强剂等一种或多种。

微胶囊壁材一般选用：天然高分子材料，如明胶、阿拉伯胶、松脂、海藻酸钠等;高分子合成材料，如：聚乙二醇、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二乙烯、聚丙烯等。半合成高分子材料，如：羧甲基纤维素、甲基纤维素等。壁材浓度一般控制在0.1%~5%，优选0.5~2%。壁材原料添加量一般控制在10%~95%（对芯材），优选40%~90%。

乳化剂一般选用：OP/NP/TX等或是能够将芯材溶液（增强剂）分散成乳液的乳化剂，用量控制在0.5%~10%之间，优选2~5%，通过高速搅动，实现溶液的乳化，转动转速一般控制在30~500转/分钟，优选100~200转/分钟。

pH调节，一般选用有机酸（如柠檬酸、草酸、醋酸等），无机酸（如盐酸、硫酸、碳酸等），pH一般控制在2.0~6.0之间，优选3.5~5.0；（部分壁材的选型如高分子合成材料）可以省略掉pH调节步骤，但可能会增加升温、降温或是油相分离等过程，用于微胶囊的成型。

油相分离剂，一般选用石油醚、乙酸乙酯、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，优选石油醚、乙酸乙酯。

微胶囊化后粒径一般控制在1um~2mm之间，优选10~30um。

微胶囊分散剂（一般选用低分子蜡类，例如：聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物等），用量一般控制在1%~10%之间，优选3%~6%。达到将固化后的微胶囊新型增强剂，形成均匀的液态，可以是水相、乳液等多种形态后即可投入使用。

实施例一：

干强剂：传统阴离子干强剂（A-PAM），固含15%以上，粘度≥5000cps 。

药品：微胶囊壁材（明胶、阿拉伯胶）、乳化剂（OP-10）、pH调节选用柠檬酸、分散剂选用：聚乙烯-丙烯酸共聚物）。

制备出传统造纸用阴离子增强剂(A-PAM)：

分别配制微胶囊壁材溶液（明胶与阿拉伯胶溶液），浓度2%。在制备完成的阴离子增强剂A-PAM中加入阿拉伯胶溶液，阿拉伯胶添加量控制在80%（对芯材）通过高速搅动，实现溶液的乳化，转动转速一般控制在150转/分钟，在乳化后的溶液中加入明胶溶液，明胶添加量控制在对阿拉伯胶在1:1范围内，加入乳化剂OP-10,用量控制在2%，调节溶液pH4.5左右，形成微胶囊颗粒。再加入分散剂聚乙烯-丙烯酸共聚物，用量控制在3%，形成均匀的悬浮液后可直接使用,微胶囊粒径控制在40um。

在LBKP与NBKP、BCTMP的混合浆料中，加入一定量的新型增强剂，用量一般在2~10kg/吨纸，优选5kg/吨纸，与传统增强剂（20kg/吨纸）进行比较，再在浆料中加入助留剂等功能性助剂后，再进行手抄纸抄造，比较手抄纸强度：

通过新型增强剂的应用，可以实现5kg/吨纸的用量，替代传统增强剂20kg/吨纸的用量，说明新型增强剂，通过微胶囊化，实现了增强剂留着率的明显提升，提高了增强剂的增强效果。

实施例二：

干强剂：传统阳离子干强剂（C-PAM），固含20%以上，粘度≥4000cps

药品：微胶囊壁材（PEG聚乙二醇）、乳化剂（聚氧乙烯醚）、分散剂选用：聚丙烯酰胺类）。

传统造纸用阳离子增强剂(C-PAM)

配制微胶囊壁材溶液（PEG），浓度4%。在制备完成的阳离子增强剂C-PAM中加入PEG溶液，PEG添加量控制在50%（对芯材）,在高速搅动时加入乳化剂（聚氧乙烯醚），实现溶液的乳化，转动转速一般控制在250转/分钟，在乳化后的溶液中加入石油醚（用量一般控制在1%~50%，优选10%~20%），在溶液中形成微胶囊颗粒。过滤、脱水干燥后，得到微胶囊。再将微胶囊按30%的浓度分散在水中，现时加入分散剂聚丙烯酰胺，用量一般控制在0.3%~15%，优选6%~9%，得到均一相的稳定的微胶囊新型增强剂，微胶囊粒径控制在150um

在OCC浆料中，加入一定量的新型增强剂，用量一般在4~15kg/吨纸，优选10kg/吨纸，与传统增强剂（30kg/吨纸）进行比较：

通过新型增强剂的应用，可以实现10kg/吨纸的用量，替代传统增强剂30kg/吨纸的用量，纸机车速也有较明显的提升，说明微胶囊化的新型增强剂，实现了增强剂留着率的明显提升，并提高了纸机系统滤水速度，提高了增强剂的增强效果。

实施例三：

干强剂：传统阳离子干强剂（C-PAM），固含20%以上，粘度≥4000cps ，传统传统阴离子干强剂（A-PAM），固含15%以上，粘度≥5000cps

药品：微胶囊壁材（明胶）、乳化剂（TX-100辛基苯基聚氧乙烯醚）、絮凝剂：选用阴离子及阳离子聚丙烯酰胺，分散剂选用：聚丙烯酰胺类）。pH调节剂，选用草酸

配制微胶囊壁材溶液（明胶），浓度3%。在制备完成的阳离子增强剂C-PAM中加入明胶溶液，明胶添加量控制在100%（对芯材）,在高速搅动时加入乳化剂（TX-100），乳化剂用量：20%，实现溶液的乳化，转动转速一般控制在200转/分钟，在乳化后的溶液中加入草酸，pH控制在5.0左右，使明胶析出，型成微胶囊，加入阳离子聚丙烯酰胺的絮凝剂，将反应完成的微胶囊沉析出来备用。

配制微胶囊壁材溶液（明胶），浓度3%。在制备完成的阴离子增强剂A-PAM中加入明胶溶液，明胶添加量控制在150%（对芯材）,在高速搅动时加入乳化剂（TX-100）,乳化剂添加量：30%，实现溶液的乳化，转动转速一般控制在250转/分钟，在乳化后的溶液中加入草酸，pH控制在4.5左右，使明胶析出，型成微胶囊，加入阴离子聚丙烯酰胺的絮凝剂，将反应完成的微胶囊沉析出来，与之前制备的微胶囊按一定比例混合（一般混合比例控制在0.2:1~5:1之间，优选1：1~2：1），在混合后的微胶囊增强剂中加入分散剂聚丙烯酰胺，用量一般控制6%，得到均一相的稳定的微胶囊新型增强剂，微胶囊粒径控制在200um

在OCC浆料中，加入一定量的新型增强剂，用量一般在4~10kg/吨纸，优选6kg/吨纸，与传统增强剂（30kg/吨纸）进行比较：

通过新型增强剂的应用，可以实现6kg/吨纸的用量，替代传统增强剂30kg/吨纸的用量，纸机车速也有较明显的提升，说明微胶囊化的阴/阳离子新型增强剂，实现了增强剂留着率的明显提升，并提高了纸机系统滤水速度，提高了增强剂的增强效果。

Claims

1.一种增强剂，其特征在于，所述的增强剂制作成微胶囊形式，即在增强剂芯材外包裹壁材形成微胶囊。

2.根据权利要求1所述的一种增强剂，其特征在于，所述增强剂芯材包括阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂、非离子型增强剂中的一种或多种；

所述微胶囊壁材选用天然高分子材料或者半合成高分子材料，或者是高分子合成材料。

3.根据权利要求2所述的一种增强剂，其特征在于，所述微胶囊壁材质量浓度控制在0.1%~5%，添加量控制在芯材质量的10%~95%。

4.根据权利要求1所述的一种增强剂，其特征在于，在增强剂制备过程之中，还应用乳化剂、油相分离剂、分散剂；以及必要时应用pH调节剂。

5.根据权利要求4所述的一种增强剂，其特征在于，所述乳化剂选用能够将增强剂芯材容易分散成乳液的乳化剂，所述分散剂选用低分子蜡类，所述油相分离剂选用石油醚、乙酸乙酯、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求5所述的一种增强剂，其特征在于，所述分散剂选用聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物。

7.一种增强剂的制备方法，其特征在于：配置好微胶囊壁材溶液，然后将增强剂加入至微胶囊壁材溶液中进行搅动混合并加入乳化剂乳化，接着根据需要加入pH调节剂、油相分离剂、分散剂制备而成。

8.一种上述任一权利要求所述的增强剂的应用，其特征在于，应用于造纸技术领域之中。

9.根据权利要求8所述的增强剂的应用，其特征在于，将所述增强剂直接加入造纸浆料中进行混合处理。

10.根据权利要求8或9所述的增强剂的应用，其特征在于，微胶囊化的增强剂胶囊粒径控制在1um~2mm之间。