CN108951284A - 具有增强功能的施胶剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有增强功能的施胶剂及其应用。增强剂合成过程中，引入具有施胶功能的疏水基团物质。本发明在传统阴/阳离子增强剂合成的过程中，引入具有疏水基团的物质，使得合成出来的增强剂，达到既能提高纸张强度又能赋予纸张施胶性能（抗水性），可以同时实现增强与抗水双性能的改善。同时，因在干强剂的基团上接枝了具有疏水基团的物质，所产生的新型施胶剂稳定性较传统施胶剂有明显的改善，在使用过程中，施胶剂不再需要进行乳化，操作强度及稳定性得到进一步改善，施胶效果也得以提升。

Description

具有增强功能的施胶剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种具有增强功能的施胶剂及其应用，该施胶剂主要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。
目前造纸行业所用的施胶剂（提供抗水性能）主要有以下几类：一类为浆内施胶剂，包括各种松香胶、AKD(烷基烯酮二聚体)、ASA(烯基琥珀酸酐)及其衍生物。一类为表面施胶剂，包括各种表面施胶用的松厚胶、表面施胶用的AKD及SAE（苯乙稀-丙烯酸聚合物）等。
在传统的造纸工艺中，为达到较好的纸张强度及施胶效果（抗水性能），需要同时在浆内添加增强剂与施胶剂，或是在浆内添加增强剂，同时在表面施胶过程中，再加入表面施胶剂，或是浆内加增强剂与浆料施胶剂的同时，在表面施胶时，也同时加入表面施胶剂。添加过程中，每种药剂均需单独添加，给纸机操作人员增加了工作量的同时，同时添加设备的增多，药品间的互相干扰等，也给纸张品质的不稳定埋下了隐患。
为此有必要，发明一种同时具有增强又有施胶作用的新型施胶剂，来解决上述问题。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种既能提高纸张强度又能赋予纸张施胶性能的具有增强功能的浆料施胶剂。
为此本发明采用的技术方案是：具有增强功能的施胶剂，增强剂合成过程中，引入具有施胶功能的疏水基团物质。
所述增强剂为有机高分子合成的聚合物，所述增强剂包括：阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂、非离子型增强剂中的一种或多种。
所述增强剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物、聚乙烯亚胺。
所述疏水基团的物质包括松香胶、AKD（烷基烯酮二聚体）、带有长链烯烃类的化合物、或是酯类化合物或是酸酐类化合物中的一种或者多种。
所述长链烯烃类的化合物选用含有12~18个C原子的直链烯烃，所述AKD选用C14~16的AKD蜡粉，所述松香胶选用二性松香胶。
具有增强功能的施胶剂，按照以下方式制成：将施胶剂和增强剂的混合液记为A溶液，A溶液中同时加入相关反应基团进行反应、或者在A溶液自反应后再加入相关反应基团进行反应，制备出所述的施胶剂。
所述相关反应基团为阴离子基团、阳离子基团，以及其他反应所需的分枝基团和化学试剂。
具有增强功能的施胶剂的应用，将所述浆料施胶剂加入至纸张浆料中用于纸张的制作。
本发明的优点是：本发明在传统阴/阳离子增强剂合成的过程中，引入具有疏水基团的物质，使得合成出来的增强剂，达到既能提高纸张强度又能赋予纸张施胶性能（抗水性），可以同时实现增强与抗水双性能的改善。同时，因在干强剂的基团上接枝了具有疏水基团的物质，所产生的新型施胶剂稳定性较传统施胶剂有明显的改善，在使用过程中，施胶剂不再需要进行乳化，操作强度及稳定性得到进一步改善，施胶效果也得以提升。
本发明通过在增强剂的合成过程中，引入具有施胶功能的疏水基团，利用增强剂的基团对施胶剂进行保持，最大限度的减少施胶剂的水解现象，提高了施胶剂的留着率，提升了施胶效果。可以实现用更少的新型施胶增强剂，替代传统的增强剂与施胶剂，有利于向集约型社会转型。
具体实施方式
本发明在增强剂的合成过程引入具有疏水基团的物质，该增强剂包括：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。
具有疏水基团的物质包括：松香胶、AKD（烷基烯酮二聚体）、带有长链烯烃类的化合物、或是酯类化合物或是酸酐类化合物等具有疏水基团类的化合物。
疏水基团的物质，一般选用带有长链烯烃类的化合物，AKD及松香胶，其中长链烯烃类化合物优选含有12~18个C原子的直链烯烃。AKD优选C14~16的AKD蜡粉，松香胶优选二性松香胶。
实施例一：
合成过程：在阴离子增强剂合成过程中，在添加阴离子基团之前，先加入经过高速分散后的AKD蜡的乳液或是成品AKD乳液，AKD粒径控制在0.2~3.0um之间，优选0.6~1.2um，将AKD分子中亲水基团与增强剂主体成分的聚丙烯酰胺中的羟基进行结合，另一端的疏水基团朝外，在加入AKD乳液后，将反应温度控制在40~70度，优选50-60度之间，反应时间控制在0.5~4h，优选1~2h之间，在反应完成后，再加入正常合成阴离子增强剂所需的阴离子基团及其它分枝基团。在上述合成过程中，AKD乳液约占阴离子增强剂所有组合的5%~50%，优选15~30%。
具体应用：
在LBKP（漂白化学阔叶浆）与NBKP（漂白化学针叶浆）、BCTMP（漂白化学机械浆）的混合浆料中，加入一定量的新合成的具有增强作用的浆内施胶剂，用量一般在2~30kg/吨纸，优选15-20kg/吨纸，与传统增强剂（30kg/吨纸）及传统AKD浆内施胶剂8kg/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、上胶度、cobb值等施胶性能。
通过新合成的具有增强作用的新型施胶剂的应用，可以实现用20kg/吨纸的用量，替代传统增强剂30kg/吨纸及AKD施胶剂8kg/吨纸的用量，说明新型施胶剂的应用，极大的改善了施胶剂的施胶效率，减少了施胶剂的流失，提升了施胶剂的留着率，并且在合成过程中，引入施胶剂，通过多种基团的接枝共聚，提高了增强剂的增强效果。
实施例二：
合成过程：在阳离子增强剂合成过程中，在添加阳离子基团之后，再加入经过高速分散后的长链烯烃类化合物，长链烯烃类化合物一般选用C原子4~20个之间的化合物，优选C原子12-18个的烯烃化合物。在加入烯烃溶液后，将反应温度控制在40~90度，优选60-80度之间，反应时间控制在0.2~4h，优选1~2h之间，在反应完成后，再加入正常合成阳离子增强剂所需的各类化学品及其它分枝基团。在上述合成过程中，烯烃类化合物约占阳离子增强剂所有组合的2%~40%，优选10~20%。
具体应用：
在OCC废纸浆料中，加入一定量的新合成的具有增强作用的浆内施胶剂，用量一般在10~40kg/吨纸，优选15-20kg/吨纸，与传统增强剂（30kg/吨纸）及传统AKD浆内施胶剂10kg/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、上胶度、cobb值等施胶性能。
在OCC废纸系统中，使用新合成的具有增强作用的施胶剂，可以在更低用量情况下实现更好的施胶效果及更优的强度指标。
实施例三：
合成过程：在合成二性增强剂过程中，在添加阳离子基团之后，阴离子基团之前，再加入经过高速分散后的松香施胶剂，松香胶一般选用阳离子型 、阴离子型、非离子型及二性松香胶，优选二性松香胶。在加入二性松香胶后，将反应温度控制在40~90度，优选55-75度之间，反应时间控制在0.2~8h，优选2~4h之间，在反应完成后，再加入正常合成二性增强剂所需阴离子基团及各类化学品及其它分枝基团。在上述合成过程中，松香类施胶剂约占二性增强剂所有组合的5%~50%，优选15~25%。
具体应用：
在OCC废纸浆料中，加入一定量的新合成的具有增强作用的浆内施胶剂，用量一般在10~40kg/吨纸，优选15-20kg/吨纸，与传统增强剂（30kg/吨纸）及传统ASA浆内施胶剂1.0kg/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、上胶度、cobb值等施胶性能。
在OCC废纸系统中，使用新合成的具有增强作用的施胶剂，可以在更低用量情况下实现更好的施胶效果及更优的强度指标。
增强剂常用的阳离子基团一般有：二甲基甲酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯亚胺等
增强剂常用的阴离子基本一般有：丙烯酸、衣康酸、苯乙烯、丙烯腈等。

Claims (8)

1.具有增强功能的施胶剂，其特征在于，增强剂合成过程中，引入具有施胶功能的疏水基团物质。
2.根据权利要求1所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，所述增强剂为有机高分子合成的聚合物，所述增强剂包括：阳离子增强剂、阴离子增强剂、二性增强剂、非离子型增强剂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，所述增强剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物、聚乙烯亚胺。
4.根据权利要求1所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，所述疏水基团的物质包括松香胶、AKD（烷基烯酮二聚体）、带有长链烯烃类的化合物、或是酯类化合物或是酸酐类化合物中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，所述长链烯烃类的化合物选用含有12~18个C原子的直链烯烃，所述AKD选用C14~16的AKD蜡粉，所述松香胶选用二性松香胶。
6.根据权利要求1所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，按照以下方式制成：将施胶剂和增强剂的混合液记为A溶液，A溶液中同时加入相关反应基团进行反应、或者在A溶液自反应后再加入相关反应基团进行反应，制备出所述的施胶剂。
7.根据权利要求6所述的具有增强功能的施胶剂，其特征在于，所述相关反应基团为阴离子基团、阳离子基团，以及其他反应所需的分枝基团和化学试剂。
8.具有增强功能的施胶剂的应用，其特征在于，将所述浆料施胶剂加入至纸张浆料中用于纸张的制作。
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