专利名称：无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝的制备方法
技术领域：
本发明属于造纸工业施胶助剂的制备方法，具体是一种无机高分子类助剂复聚硫酸铝的制备方法。
背景技术：
造纸工业是一个与国民经济和社会文明建设息息相关的产业。在经济发达国家纸的消费量增长速度与国内生产总值同步，我国亦然。1990年至1999年间，我国纸和纸板的消费量，年均增长约10.4％。据预测，“十五”末，我国纸和纸板的年消费量将达5000万吨，年人均纸制品的消费量将达38kg左右，然而较之于发达国家，例如美国，我国2005年人均消费量，只不过是美国1999年人均消费量的九分之一。随着经济发展及文明程度的提高，我国人均纸制品的消费量，必然会逐步增长。消费促生产，因而我国纸和纸板的生产，也必然呈现为逐步增长的发展过程。造纸工业作为经济发展的支柱产业之一的地位，是不会被忽视。然而，就我国造纸行业的现状看，资源、资金及技术等主要方面，都还不能完全适应市场发展的需要，因而就整体而言，经济效益尚不理想，属薄利行业。本发明的目的，就是想为造纸企业拓宽一些利润空间。
就造纸工业产品看，除大约占总产量10％左右的个人生活用纸之外，其余的占80-90％的各种纸张及纸制品，在生产过程中，都需要进行不同类型和不同程度的施胶工艺。其中，相当大的部份还要添加造纸填料的工艺。就当前看，施胶剂主要有属阴离子的松香胶和属中性的丙酮胶，而填料为碳酸钙及滑石粉等。无论施胶剂和填料，都不可能同各类造纸纤维自动结合，都需要通过化学助剂的作用，才能使各类造纸纤维同施胶剂及填料结合在一起，也才能达到生产出不同用途的纸张及纸板的目的。造纸化学助剂主要有硫酸铝、阳离子氧化淀粉，聚丙稀酰胺等。其中又以硫酸铝和阳离子氧化淀粉为主。这两种助剂在生产中，我国年耗用量都在百万吨以上。
本发明所生产的无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝，就是用来代替硫酸铝和阳离子氧化淀粉。据原轻工部、四川省及重庆市造纸检测站——重庆造纸研究院数十次检测，证明造纸中如以松香胶作施胶剂，本发明产品的效果是硫酸铝的四倍以上，可节省单项成本50％以上和一定运力及能耗。如果是用丙酮胶作施胶剂，本发明产品可代替阳离子氧化淀粉，填料留着率完全能达到使用阳离子氧化淀粉的效果，单项成本可节省40％以上，还能使国家每年少耗用数以百万吨计的粮食原料。因此，保护本发明的知识产权和开发利用本发明产品，是有相当的经济价值和社会效用的。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
发明内容
本发明的无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝的制备方法是，将18水硫酸铝950kg热溶后，加入1-4kg氮化合物助剂，最后加入100-120kg固含量为98％的工业硫酸，加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎后得复聚硫酸铝产品，或在生产硫酸铝的过程中，当硫酸铝处于液态时，按前述顺序及计量标准(以产品为固体计算)，分次加入助剂及硫酸，加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎后得复聚硫酸铝产品。
上述方案中，氮化合物助剂，只能是尿素和硫胺。
本发明的技术方案，是经过发明人七年的反复实践，数以千次的实验才研制出来的。本发明的产品，2006年2月至6月，经重庆造纸研究院连续检测，证明用它代替硫酸铝和阳离子氧化淀，造出的纸张，在防水性和填料留着率方面，都完全达到要求。因此无论在制作工艺、产品性能和生产成本等方面，都显现出巨大的进步和优越性，是值得保护和开发利用的。
本发明无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝产品，其理论上的化学反应式大致为本发明无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝产品外观为灰白色晶体，块状或粉状，溶于水，为较强酸性物质，英文缩写CPSA。
产品主要质量指标AL2O3＞14％Fe ＜0.52水不溶物 ＜0.15砷 ＜0.0005重金属(以PB计) ＜0.002PH值(1％溶液)1-2本发明的理论依据1、经长期对某些低分子金属盐类的研究实验，证实例如聚合硫酸铁等，之所以能从低分子化合物转化成高分子聚合体，其实都是不同的氧化过程。只要氧化环境和氧化剂得当，某些低分子金属盐类化合物，可在极短时间内，改变分子结构，使分子量急剧增大，实现从低分子化合，物向高分子聚合体转化，新产品就出现了。经过长期的筛选，选定了98％工业硫酸这种强氧化剂，实现了快速反应，使处于低分子状的液态硫酸铝，在瞬间实现了向高分子结构的转变和分子量的增大。
2、造纸助剂，如硫酸铝、阳离子氧化淀粉和聚丙稀酰胺等，在造纸过程中是使木、竹、苇、草、蔗渣等植物纤维，由于电化学、架桥、吸附等正负磁场作用下的效应，将属于阴离子性质的植物纤维同施胶剂和填料等絮凝在一起。而复聚硫酸铝在水解过程中，所产生的多元羟基分子，比硫酸铝水解后正电荷更强，吸附力更大，因而产生数倍于硫酸铝的絮凝效果。这也是它低成本的主要原因。
下面通过实施例，进一步描述本发明，本发明不限于所述实施例。
具体实施例方式实施例一将950kg18水硫酸铝热溶后，加入1-2kg尿素，最后加入100kg98％工业硫酸，加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝产品。
实施例二将950kg18水硫酸铝热溶后，加入3-4kg硫胺，最后加入110kg98％工业硫酸，加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝产品。
实施例三在生产硫酸铝的过程中，当硫酸铝处于液态时，按上述实施例的顺序及计量标准(以产品为固体计算)，分次加入助剂及98％工业硫酸，然后经加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝产品。本实施例的方法，可在不改动现有硫酸铝生产的原有设备及工艺，无须进行另外投资建厂的情况下生产本发明产品。生产硫酸铝和生产本发明产品相比较，本发明产品的生产成本不会超过8％，而产品的附加值却可成倍增长，实现了产品的升级换代。
权利要求
1.一种无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝的制备方法，其特征在于是将950kg18水硫酸铝热溶后，加入1-4kg氮化合物助剂，最后加入100-120kg98％工业硫酸，加热蒸发浓缩，常温固化，粉碎得造纸助剂复聚硫酸铝产品，或在生产硫酸铝过程中，当硫酸铝处于液态时，按前述顺序及计量标准以(产品为固体计算)，分次加入助剂及硫酸，经蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得造纸助剂复聚硫酸铝产品。
2.根据权利1所述无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝的制备方法，其特征在于所述氮化合物为尿素或硫胺。而硫酸则必须是98％工业硫酸，数量应控制在100-120kg之间。
全文摘要
本发明是一种无机高分子类造纸助剂复聚硫酸铝的制备方法，是将950kg18水硫酸铝热溶，加入1－4kg氮化合物助剂，最后加入100－120kg硫酸，加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得造纸助剂复聚硫酸铝产品，或在生产硫酸铝过程中，当硫酸铝处于液态时，按前述顺序及计量标准(以产品为固体计算)，分次加入助剂及硫酸，经加热蒸发、浓缩，常温固化，粉碎得造纸助剂复聚硫酸铝产品。本发明工艺简单，成本低廉，所得产品质量高效，用它对造纸生产过程进行施胶及填料留着的助剂，是硫酸铝的四倍以上效果，也可代替阳离子氧化淀粉，单项成本比硫酸铝可节省50％以上，比阳离子氧化淀粉节省40％以上。
文档编号D21H17/00GK1948616SQ2006100545
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者黄建邺 申请人:黄建邺