CN112080957A - 烧碱蒽醌高效蒸煮助剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法包括如下重量比的原料：蒽醌(D90≤10um)1‑10份；连二亚硫酸钠1‑10份；氢氧化钠1‑10份；异辛醇醚磷酸酯1‑5份；硫酸铝0.2‑2份；去离子水10‑100份。蒽醌在常温碱性环境下与连二亚硫酸钠反应生成蒽氢醌(AHQ)，将AHQ溶液再与耐碱性、耐高温渗透剂进行复配,并添加硫酸铝，制得SAQ助剂。本发明工艺简单，改善了传统AQ难溶于水溶于碱的特性，在常温下反应，可加快蒸煮高温过程中的药液渗透，提高脱木素效率，缩短浆料的蒸煮时间10‑30分钟，提高纸浆得率1‑2％，并降低黑液硅含量，减少黑液结垢。
Description
技术领域
本发明涉及化学制浆技术领域，特别涉及一种烧碱蒽醌高效蒸煮助剂及其制备方法。
背景技术
木素是造纸植物纤维原料中的主要化学成分之一，木素是有苯丙烷结构单位(即C6-C3单元)通过醚键、碳-碳键等连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物，残留木素对纸浆和纸张的化学及物理性能有很大的影响。在化学制浆中，通常添加蒸煮助剂提供脱木素的效率、降低漂白用药及提高纸浆得率等。
蒽醌(AQ)是目前化学制浆常用的蒸煮助剂，AQ在碱性环境下，把碳水化合物的隐形醛基变为羧基，避免了剥皮反应，提高了纸浆得率，但AQ难溶于水，也难溶于碱，在蒸煮过程中与蒸煮液混合不均匀，很难发挥其最大效能,并且蒽醌价格较高，使用AQ助剂后造成管道结垢，不利于连续化生产；
通常认为AQ传质的本质，是木片对“AQ吸收”是氧化还原循环反应引起的“溶解和不溶解“的循环造成的。最初不溶解的AQ粒子悬浮在蒸煮液或沉积在木片表面。由于这些粒子是不溶解的，故不能进入木片内部，随着温度上升，AQ开始与从木片中溶解并进入液相的碳水化合物反应转化为可溶性的AHQ。AHQ于是就能扩散进入木片之内，再与木素反应，重新变成AQ，AQ脱木素反应理论实质是AQ必须转化为可溶解的AHQ。
表面活性剂具有洗涤、润湿、渗透、分散、乳化、柔软、消泡等方面的作用和功能。它可以促进蒸煮液对纤维原料的润湿，加速蒸煮化学品和其他化学品的渗透和均匀扩散，从而促进蒸煮液对木材或非木材木素和树脂的脱除，将表面活性剂加到蒸煮助剂中具有很大应用前景。
近年来，开发出AQ与表面活性剂复配技术，例如李佩燚等人公开了《一种造纸蒸煮助剂及其制备方法》(CN103132355A)，采用复配乳化剂制备溶剂溶解蒽醌，制备分散稳定性的O/W蒽醌乳液，助剂制备过程中需要升温至95-125℃；陈朝民公开了一种《一种造纸蒸煮助剂及其制备方法》(CN104762844A)，将阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂烷基糖苷复配，添加聚天冬氨酸、蒽氢醌、多硫化钠，助剂制备过程中需要升温至95-105℃。以上反应都是AQ的W/O乳液或者O/W乳液，AQ需进一步生产AHQ，才能进行脱木素反应，且需要高温条件下制备，工艺复杂。
发明内容
本发明提供了一种烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法及其设备，其目的是为了解决背景技术中蒽醌难溶于水，也难溶于碱导致蒸煮不均匀、纸浆得率不高、工艺复杂、需要在高温条件下制备、蒸煮时间长、易产生黑液结垢的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂包括如下重量比的原料：
其中，还包括如下重量比的原料：仲烷基磺酸钠1-5份。
其中，还包括如下重量比的原料：十二烷基硫酸钠1-5份。
本发明的实施例提供的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、原材料准备：将蒽醌(D90≤10um)1-10份，连二亚硫酸钠1-10份，氢氧化钠1-10份，异辛醇醚磷酸酯钾盐1-5份，硫酸铝0.2-2份，去离子水10-100份，等原材料准备；
S2、初次混合搅拌：将氢氧化钠、异辛醇醚磷酸酯、硫酸铝、去离子水等均质搅拌均匀1-30分钟；
S3、再次混合搅拌：在混合后溶液中加入蒽醌(D90≤10um)、连二亚硫酸钠，继续均质搅拌1-30分钟。
其中，所述S1中还包括如下材料的准备：仲烷基磺酸钠1-5份；十二烷基硫酸钠1-5份。
其中，所述S2中，还包括加入炔二醇表面活性剂，均质搅拌均匀。
其中，所述S2中，采用磁力搅拌器搅拌。
其中，所述S3中，在真空状态或充氮气条件下加入连二亚硫酸钠。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
采用超细AQ(D90≤10um)，可以在常温碱性环境下，与连二亚硫酸钠反应，转化为AHQ；本发明采用耐碱耐高温表面活性剂与AHQ复配，保证蒸煮高温碱性环境下的蒸煮药液的高效分散；本发明添加的硫酸铝，可与氢氧化钠生成偏铝酸钠，Al2(SO4)3+8NaOH＝2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O，偏铝酸钠再与蒸煮液中溶出的硅反应生成硅铝酸盐吸附在纤维上，阻止硅向黑液中转移，从而减少进入黑液中的硅，提高浆的洗净度，减少黑液结垢及加速蒸发。
附图说明
图1为本发明的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的问题，提供了一种烧碱蒽醌高效蒸煮助剂包括如下重量比的原料：
所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、原材料准备：将蒽醌(D90≤10um)1-10份，连二亚硫酸钠1-10份，氢氧化钠1-10份，异辛醇醚磷酸酯钾盐1-5份，硫酸铝0.2-2份，去离子水10-100份，仲烷基磺酸钠1-5份；十二烷基硫酸钠1-5份的原材料准备；
S2、初次混合搅拌：将氢氧化钠、异辛醇醚磷酸酯、硫酸铝、去离子水、炔二醇表面活性剂采用磁力搅拌器均质搅拌，均匀1-30分钟；
S3、再次混合搅拌：在混合后溶液中加入蒽醌(D90≤10um)，在真空状态或充氮气条件下加入连二亚硫酸钠，继续均质搅拌1-30分钟。
实施例1
常温下，将AQ 3份，异辛醇醚磷酸酯2份，NaOH4份，硫酸铝0.1份，去离子水，24份置于磁力搅拌器搅拌10min，在真空状态下加入保险粉7份，搅拌10min，制得SAQ蒸煮助剂，并进行蒸煮试验。AA 12.5％，H因子1300，空白样蒸煮得率45.59％，添加助剂样蒸煮得率47.01％，黑液SiO2含量空白样180ppm，助剂样70ppm。
实施例2
常温下，将AQ 2份，异辛醇醚磷酸酯2份，仲烷基磺酸钠1份，十二烷基硫酸钠1份，NaOH4份，硫酸铝0.05份，去离子水24份，置于磁力搅拌器搅拌15min，在充氮气条件下加入保险粉7份，搅拌12min，制得SAQ蒸煮助剂，并进行蒸煮试验。AA 13.5％，H因子1200，空白样蒸煮得率46.95％，添加助剂样蒸煮得率48.23％，黑液SiO2含量空白样206ppm，助剂样106ppm。
实施例2
常温下，将AQ 2份，异辛醇醚磷酸酯2份，NaOH 2份，硫酸铝0.05份，去离子水24份，置于磁力搅拌器搅拌10min，在充氮气条件下加入保险粉7份，搅拌15min，制得SAQ蒸煮助剂，并进行蒸煮试验。AA 14.5％，H因子1100，空白样蒸煮得率47.04％，添加助剂样蒸煮得率48.83，黑液SiO2含量空白样172ppm，助剂样80ppm。
采用本发明所提供的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其技术优点体现如下：
采用超细AQ(D90≤10um)，可以在常温碱性环境下，与连二亚硫酸钠反应，转化为AHQ；本发明采用耐碱耐高温表面活性剂与AHQ复配，保证蒸煮高温碱性环境下的蒸煮药液的高效分散；本发明添加的硫酸铝，可与氢氧化钠生成偏铝酸钠，Al2(SO4)3+8NaOH＝2NaAlO2+3Na2SO4+4H2O，偏铝酸钠再与蒸煮液中溶出的硅反应生成硅铝酸盐吸附在纤维上，阻止硅向黑液中转移，从而减少进入黑液中的硅，提高浆的洗净度，减少黑液结垢及加速蒸发。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种烧碱蒽醌高效蒸煮助剂，其特征在于，包括如下重量比的原料：
2.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂，其特征在于，还包括如下重量比的原料：仲烷基磺酸钠1-5份。
3.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂，其特征在于，还包括如下重量比的原料：十二烷基硫酸钠1-5份。
4.一种权利要求1至3中任意一项所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原材料准备：将蒽醌(D90≤10um)1-10份，连二亚硫酸钠1-10份，氢氧化钠1-10份，异辛醇醚磷酸酯钾盐1-5份，硫酸铝0.2-2份，去离子水10-100份，等原材料准备；
S2、初次混合搅拌：将氢氧化钠、异辛醇醚磷酸酯、硫酸铝、去离子水等均质搅拌均匀1-30分钟；
S3、再次混合搅拌：在混合后溶液中加入蒽醌(D90≤10um)、连二亚硫酸钠，继续均质搅拌1-30分钟。
5.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其特征在于，所述S1中还包括如下材料的准备：仲烷基磺酸钠1-5份；十二烷基硫酸钠1-5份。
6.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，还包括加入炔二醇表面活性剂，均质搅拌均匀。
7.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，采用磁力搅拌器搅拌。
8.根据权利要求1所述的烧碱蒽醌高效蒸煮助剂的制备方法，其特征在于，所述S3中，在真空状态或充氮气条件下加入连二亚硫酸钠。
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