CN1177032A

CN1177032A - 高强气相防锈原纸的生产方法

Info

Publication number: CN1177032A
Application number: CN 96119405
Authority: CN
Inventors: 汤聘渔; 纪纯才; 夏令军
Original assignee: FENGCHENG PAPER MILL GEN LIAONING PROV
Current assignee: FENGCHENG PAPER MILL GEN LIAONING PROV
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-25

Abstract

本发明涉及的是用于制造包装金属材料及设备的包装纸的包装原纸的生产方法,其主要技术特点是该防锈原纸是以本色长纤维针叶牛皮木浆为原料,以三聚氰胺甲醛树脂为增强剂,经打浆、磨浆、加增强剂和在中性条件下抄造及复卷制成,其中的三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛在pH值为8～9的碱性条件下进行加成反应,然后与酸在pH值为2～4的酸性条件下进行聚合反应制成,待树脂呈微蓝色投入成浆纸浆中。

Description

高强气相防锈原纸的生产方法

本发明涉及的是包装原纸的生产方法，尤其是用于包装各种金属材料的防锈包装纸的包装原纸的生产方法。

运输尤其是远洋运输金属材料、设备，对其所使用的防锈包装原纸有较高的技术指标要求，特别要具有较高的干、湿强度；还有一些化学指标，如氯化物、硫酸盐和PH值都要达到金属防锈的最低含量要求，目的是该防锈原纸涂敷防锈剂后，在具有一定透气、透湿的指标要求下使用这种防锈纸产品能经得起海雾湿气的侵袭和海面风浪的吹打，不致于因上述强度指标差而破损，导致金属材料产生锈蚀，产品质量下降，造成很大的经济损失和信誉损失。提高防锈纸的干、湿强度是其生产的关键技术所在，因此增强剂的选型和合成制备成为技术改进的关键点。要同时提高防锈原纸的干、湿强度，首选的增强剂是三聚氰胺甲醛树脂，原有技术中它是由三聚氰胺与甲醛加成反应、再与盐酸聚合反应制成的胺基类树脂，简称TMM，但金属包装原纸中绝对禁止各种腐蚀成份的存在，尤其是氯根及硫酸根的存在，因此防锈原纸的生产中绝对不能使用TMM增强剂。该技术问题难以解决，使国内在该产业技术存在空白，造成国内需求主要依赖进口。进口产品中较典型的是日本惠和商工(株)生产的气相防锈纸，它的各项技术指标如表2所示，即实行JISZ1535-1986.1级的技术标准。要使国内产品在国际市场上占有一席之地，就必须使自己的气相防锈包装纸产品干、湿强度的物理指标超过该技术标准，并在其它技术指标如氯根、硫酸根等也要更胜一筹。

本发明的发明目的在于提供一种用于生产防止金属制品锈蚀包装纸的中性气相包装原纸的生产方法，尤其提供一种生产达到优质防锈标准的，干、湿强度指标优于日本JISZ1535-1986气相防锈包装纸规定的高强度技术标准，即如表1所列各项技术指标之要求的高强气相防锈原纸的生产方法。

主要技术指标 (表1)

指标名称	单位		要求
指标名称	单位		要求	撕裂度	干	mN	＞1450
湿	mN	＞650			干	mN	＞1450
湿	mN	＞650	耐破度		干	KPa	＞450
湿	KPa	＞135			干	KPa	＞450

抗张强度	干	纵	KN/m	＞6.5
		纵		＞6.5	横	＞3.3
		湿		纵	横	＞3.3	KN/m	＞2.0
	横		＞1.0	纵				＞2.0
	横		＞1.0	透气度	um/Pa.s			＞0.85
PH值				透气度	um/Pa.s			＞0.85	6.0-8.0
PH值				硫酸盐	mg/kg			＜300	6.0-8.0
氯化物	mg/kg			硫酸盐	mg/kg			＜300	＜300

实现上述发明目的的生产高强气相防锈原纸的工艺方法，其技术方案是：该原纸是以本色长纤维针叶牛皮木浆为原料、以三聚氰胺甲醛树脂为增强剂、经打浆、磨浆、加药成浆、并在中性条件下抄造和复卷制成，其特征在于三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺、甲醛用酸制备的，其制备方法是：由三聚氰胺与甲醛在酸碱性为8～9的条件下进行加成反应，再与酸混合在酸碱度为2～4的条件下完成聚合反应，待溶液呈兰白色即可以三聚氰胺甲醛树脂的有效成份可按绝干浆料的0.08～0.4％投入纸浆中。

在本技术方案中，所说的酸为磷酸或醋酸。

依上述的技术方案，其反应机理是三聚氰胺在微碱性的条件下与甲醛反应，形成羟甲基化缩合物(I)、(II)，其反应式如下：此时，加入一定量的磷酸或醋酸，在PH值为2～4的酸性条件下，羟甲基三聚氰胺进行自动限聚合反应，形成约20个链节、带有阳电荷的胶粒，容易被纸浆纤维所吸附，聚合形成不溶性键状高分子聚合体和网状式体型结构，其结构式为：

进而在高温烘缸中，使树脂充分成熟、固化完成机内交联，保持了原纸透气、透湿的性能，是防锈原纸的干、湿强度双效增强剂。在本制备生产方法中，因为在聚合反应中由醋酸或磷酸取代盐酸，去除了原三聚氰胺甲醛树脂TMM中对金属有强烈腐蚀性的氯根；特别需要指出的是磷离子的存在对金属不但无腐蚀作用，反而有良好的防锈保护作用，尤其是原纸中的磷原子能与涂敷原纸的防锈剂有机配合，达到更有效的防锈作用，这是其他现有的各类增强剂所不具备而恰巧适应于金属防锈原纸的一大特性。依本发明的技术方案所生产的气相防锈原纸，不仅干、湿强度超过日本JISZ1535-1986标准中规定的1级品强度指标，而且其他性能也都达到了该标准，可由后附的日本惠和(株)和本发明的试制品的同类气相防锈原纸强度性能对照表加以说明，由表2表明本发明技术所生产的防锈原纸具有很好的干、湿强度性能。

下面通过实施例详细说明本发明的技术方案，但所举实施例并不限制本发明技术方案。

本发明的高强气相防锈原纸的生产工艺是将本色长纤维针叶牛皮木浆打浆，经磨浆，此时加入自行配制好的三聚氰胺甲醛树脂增强剂，调整酸碱度为6～8后，上网抄纸，经真空滤水、压榨、烘干、复卷，最终制成高强气相防锈原纸。

下面以生产70～120克/m²的气相防锈原纸为实例具体说明本发明的技术内容。将本色长纤维针叶牛皮木浆打浆、磨浆，调整打浆浓度为8～10％、磨浆浓度为3.5～4.5％，然后调整成浆浓度为2.5～3.0％，按绝干浆料重量的1～5％加入已自行制备好的浓度为8％的三聚氰胺甲醛树脂，再调整上网浓度为0.2～0.25％及6～8的酸碱度上网抄纸，经真空滤水、压榨、烘干、复卷，制成高强气相防锈原纸。以上所述的打浆浓度、磨浆浓度、上网浓度可根据实际生产设备和通常的造纸规律来确定。三聚氰胺甲醛树脂浓度和其加入量可根据上述比例关系推导：浓度高，加入的比例减少；浓度低，加入的比例增加。在本实施例中，低于/超过1～5％的加入量，会达不到所需干、湿强度/造成药品的浪费。在该工艺中，其关键技术在于三聚氰胺甲醛树脂增强剂的制备工艺方法，该增强剂的好坏直接影响气相防锈原纸的强度性能。本发明所选用的三聚氰胺甲醛树脂增强剂，是一种稳定性差、贮存期短为特性的化学药品，因此基本由用户自行配制而成。由于在制备三聚氰胺甲醛树脂中，加成、聚合反应的快慢与药品浓度、温度的变化成正比，因此可根据实际生产的进程设定参加反应的药品浓度和反应温度，而不受以下实施例工艺参数的限制。本技术选用了醋酸或磷酸制备三聚氰胺甲醛树脂，本实施例是以三班四倒工作制设定的药品浓度和反应温度，制备浓度为8％的三聚氯胺甲醛树脂，测定三聚氰胺、甲醛、磷酸与水的重量配比以1∶2∶2∶10为最佳，其中选用的是浓度为37％甲醛，若配制其它浓度的三聚氰胺甲醛树脂可根据上述比例进行推导，其具体配制工艺是：称量所需药品，首先在塑料或陶瓷材质容器内将三聚氰胺溶于95％的水中，升温至55℃以上，在酸碱度为8～9的碱性条件下加入甲醛，保持55～60℃的温度下加成反应30～45分钟，酸碱度的调节最好选用火碱，调整的PH值范围在8.3～9，当调整PH值为8.5～9的最佳范围内时，成纸质量高，否则加成反应难以彻底，有白色粉末沉淀物，甲醛挥发较强，工人操作环境很差，也就是在此反应中要达到不见三聚氰胺颗粒和白色物为最佳。然后当温度降至40℃左右，最佳的温度条件是在35～38℃时，迅速加入磷酸并搅拌均匀，测定其PH值为2～4，开始聚合反应。在该聚合反就过程中，因为PH值太低反应时间延长，过高反应时间加快，药品容易变质，经反复实验，其PH值的最好设定在3～4之间，随后加入其余5％清水使温度降至30℃左右，并保持该温度静置10～12小时后，药品呈兰白色后即可入浆使用。若因故放置时间述24小时，只要药品未复白凝固者，仍可使用。

本发明的另一实施例是聚合反应中，也可用醋酸来进行树脂的制备，但由于醋酸属于弱酸，用量相应来说太大，而且用该树脂制成的防锈原纸的综合性能较用磷酸制备的树脂差。

在上述聚合反应过程中，要控制反应温度与环境温度的温差不超过5～7℃为宜，能够实现干、湿强度比超过30％以上，达到30～46％。

当原浆经打浆、磨浆及成浆后，将已制好的三聚氰胺甲醛树脂投入纸浆中，经真空滤水、压榨及烘干实现树脂与纤维的机内交联。在此过程中，上网的PH值要控制在6～8的中性范围内，才能保证所生产出的防锈原纸对包装金属无腐蚀作用。

在抄造工序中，由于成浆中加入酸性药液后，造成叩解度下降，上网浆的滤水速度加快，影响纤维组织的均匀度，导致原纸强度不匀和下降。为解决这一问题，减慢上网滤水速度，使纤维分布均匀、成纸强度增加，因此增加其叩解度到42～45°SR，并能够防止涂布防锈剂时蝴蝶斑的生成。

表2是本发明生产工艺试制生产的防锈原纸与日本惠和(株)的同类产品强度测定数据对照表，它说明以下事实：

1.干时耐破度：试制品为0.71KPa、日本产品为0.42KPa，即试制品的干时耐破度为日本产品的1.7倍。

2.浸湿1小时后的湿时耐破度：试制品为330KPa、日本为75KPa，即试制品的湿时耐破度为日本产品的4.4倍。

3.浸湿后耐破度指标的降低和保留情况是，试制品湿耐破度为干时耐破度的46.5％，日本产品湿耐破度为干时耐破度的18.7％，即试制品湿后耐破度保留情况为日本产品的2.5倍，是名符其实的湿强纸。

试制产品与国外产品强度指标对比表 (表2)

指标名称		单位	日本惠和(株)产品	本次试制产品
指标名称		单位	日本惠和(株)产品	本次试制产品	干抗张强度	MD	Kn/m	4.30	8.20
CD	2.40	5.60				MD		4.30	8.20
CD	2.40	5.60	干耐破度			kPa		0.42	0.71
干撕裂度	MD	N	干耐破度		1.90	kPa	1.90	0.42	0.71
	MD		CD	2.40	1.90	2.20	1.90
	湿抗张强度		CD	2.40	MD	2.20	Kn/m	0.81(18.8％)	3.5(42.7％)
CD		0.43(17.8％)	2.6(46.4％)		MD			0.81(18.8％)	3.5(42.7％)
CD		0.43(17.8％)	2.6(46.4％)	湿耐破度		KPa		75(18.7％)	330(46.5％)
湿撕裂度	MD	N	1.8(95％)	湿耐破度		KPa	2.7(142％)	75(18.7％)	330(46.5％)
	MD		1.8(95％)	CD	2.3(96％)	3.1(141％)	2.7(142％)

Claims

1.一种高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于该防锈原纸是以本色长纤维针叶牛皮木浆为原料，以三聚氰胺甲醛树脂为增强剂，经打浆、磨浆、加增强剂和在中性条件下抄造及复卷制成，其中三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛在PH值为8～9的碱性条件下进行加成反应，然后与酸在PH值为2～4的酸性条件下进行聚合反应制成，待树脂呈微兰色投入成浆纸浆中。

2.根据权利要求1所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于所述的酸为磷酸。

3.根据权利要求1所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于所述的酸为醋酸。

4.根据权利要求1所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于三聚氰胺与甲醛的加成反应是在PH值为8.3～9的碱性条件下进行的。

5.根据权利要求1或4所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于三聚氰胺与甲醛的加成反应是在PH值为8.5～9的碱性条件下进行的。

6.根据权利要求1所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于聚合反应是在PH值为3～4的酸性条件下进行。

7.根据权利要求1所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于聚合反应的反应温度与环境温度的温差不超过5～7℃。

8.根据权利要求1或2所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于三聚氰胺、甲醛、磷酸与水的重量配比为1∶2∶2∶10。

9.根据权利要求1、2或3所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于成浆的叩解度为42～45°SR。

10.根据权利要求1、4、6或7所述的高强气相防锈原纸的生产方法，其特征在于在55～60℃的温度条件下三聚氰胺与甲醛加成反应30～45分钟，当温度降至35～38℃时，加入磷酸进行聚合反应，待呈兰色后投入浆中。