功能性造纸用增强剂的配方及制备方法

功能性造纸用增强剂的配方及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种功能性造纸用增强剂的配方及制备方法。所述功能性造纸用增强剂的配方，包括以下重量百分含量的组分：淀粉40～60%、电荷改性剂5～30%、接枝剂1～20%、交联剂1～15%、氢氧化钠1～8%、酸1～3%。本发明采用所述电荷改性剂为活性基团，可以使产品的一端紧密与填料结合，一端紧密与纤维结合，牢牢捆绑碳酸钙及纤维，起到碳酸钙与纤维强桥作用，提高了填料的留着机率，使单程留着率大大提高，在纸张失水过程中，没有多余填料及细小纤维的流失。同时，所述接枝剂通过交联的方式与淀粉分子结合，提高了产品的成膜性，增强了膜的韧性和强度，提高了膜的抗撕裂性，极大的增强了纸张的强度。
【专利说明】功能性造纸用增强剂的配方及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及造纸工业【技术领域】，尤其涉及一种功能性造纸用增强剂的配方及制备方法。
【背景技术】
[0002]造纸工业中，随着市场竞争日趋激烈，市场已经逐渐由原来的粗放型市场转变为
产品质量和价格的竞争。如何提高产品质量，降低生产成本关系着每个造纸企业的核心利益。
[0003]生产厂家一般通过以下途径来提高产品质量，降低生产成本:(1)在保证质量不变的情况下，通过增加填料用量，提高纸张灰份，降低木浆用量，从而降低成本；(2)在保证质量不变的情况下，少用或不用高价格的针叶浆、阔叶浆等长纤维浆，多用低价格的杨木浆、草浆等短纤维浆，从而减少木浆的进口依赖度，降低成本；(3)在保证纸机正常运行的情况下，提高车速，从而提高单位时间的产量，降低成本。其中，增强剂在里面起着至关重要的作用。一种好的增强剂，不仅可以弥补差浆造成的强度损失，还可以在保证产品质量的情况下提高填料的用量，也可以因为强度的提高而提高纸机的车速，从而提高产品产量，降低生产成本。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷密度大，絮凝能力强，对填料包裹能力强，对木浆的吸附能力强，产品成膜性好，能弥补因灰份提高而造成的纸张强度的损失，能够提高纸张的抗撕裂度，提高或保证产品松厚度的功能性造纸用增强剂的配方及制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:功能性造纸用增强剂的配方，包括以下重量百分含量的组分:淀粉40~60%、电荷改性剂5~30%、接枝剂I~20%、交联剂I~15%、氢氧化钠I~8%、酸I~3%。
[0006]作为优选的技术方案，所述功能性造纸用增强剂的配方，包括以下重量百分含量的组分:淀粉40~50%、电荷改性剂10~25%、接枝剂10~15%、交联剂5~10%、氢氧化钠
3~8%、酸I~3%。
[0007]作为对上述技术方案的改进,所述淀粉选自马铃薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉中的一种或几种任意比例的混合物；所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸或草酸中的一种或几种任意比例的混合物。
[0008]作为对上述技术方案的改进，所述电荷改性剂选自季胺盐、叔胺盐、聚合氯化铝、酰胺或硫酸铝中的一种或几种任意比例的混合物；所述接枝剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯胺、丙烯腈、苯乙烯或丁二烯中的一种或几种任意比例的混合物。
[0009]作为对上述技术方案的改进，所述交联剂选自三偏磷酸钠、三氯氧磷、环氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、马来酸酐、混合酸酐、环氧化合物石油基单体或二乙烯基砜中的一种或几种任意比例的混合物。
[0010]本发明还提供了上述功能性造纸用增强剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)表面电荷化处理:
将重量百分含量为5?30%电荷改性剂总重量的15?70%，加入到预混罐中，开启搅拌；然后将重量百分含量为I?8%氢氧化钠总重量的10?80%加入到所述预混罐中预混；将重量百分含量为40?60%淀粉加入到混合器中，开动混合器，并将所述预混罐中的混合物喷入到混合器中，混合10?30min，制得电荷化粉料；
将剩余的所述氢氧化钠加水配成质量浓度为5?20%的溶液后，与剩余的所述电荷改性剂混合均匀，制得电荷化溶液；
(2)接枝交联反应:
将所述电荷化粉料加入到反应器中，升温至50?130°C，反应0.5?3小时，然后将重量百分含量为I?3%酸加入到反应器中，混合均匀后出料，制得粉料混合物，加入到挤压机的进料斗里；
将重量百分含量为I?20%接枝剂加入到反应器中，加水配成质量浓度为20%的溶液，升温至50?80°C，将所述电荷化溶液加入到反应器中，升温至60?90°C进行反应，至PH值为7?9，制得接枝剂溶液；
将挤压机进行升温，挤压机各温区温度分别控制在:1?3区为50?90°C，4?7区为70?150°C，8?11区为80?150°C;开动挤压机，分别用加料泵将所述接枝剂溶液和重量百分含量为I?15%的交联剂加入到挤压机中；开动进料器，将进料斗中的所述粉料混合物均匀加入到挤压机中进行挤出，发生交联反应；
(3)气流干燥:
将挤出物料通过气流干燥机进行气流干燥，气流干燥机进风温度根据所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包装:
将干燥完成的物料进行破碎后过80目筛，计量包装，制得产品。
[0011]其中:
所述淀粉选自马铃薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉中的一种或几种任意比例的混合物；
所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸或草酸中的一种或几种任意比例的混合物；
所述电荷改性剂选自季胺盐、叔胺盐、聚合氯化铝、酰胺或硫酸铝中的一种或几种任意比例的混合物；
所述接枝剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯胺、丙烯腈、苯乙烯或丁二烯中的一种或几种任意比例的混合物；
所述交联剂选自三偏磷酸钠、三氯氧磷、环氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、马来酸酐、混合酸酐、环氧化合物石油基单体或二乙烯基砜中的一种或几种任意比例的混合物。
[0012]由于采用了上述技术方案，功能性造纸用增强剂的配方，包括以下重量百分含量的组分:淀粉40?60%、电荷改性剂5?30%、接枝剂I?20%、交联剂I?15%、氢氧化钠I?8%、酸I?3% ;本发明采用所述电荷改性剂为活性基团，可以使产品的一端紧密与填料结合，一端紧密与纤维结合，牢牢捆绑碳酸钙及纤维，起到碳酸钙与纤维强桥作用，提高了填料的留着机率，使单程留着率大大提高，在纸张失水过程中，没有多余填料及细小纤维的流失，良好的留着保障了低的白水浓度。同时，所述接枝剂通过交联的方式与淀粉分子结合，提高了产品的成膜性，增强了膜的韧性和强度，提高了膜的抗撕裂性，极大的增强了纸张的强度。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0014]实施例1
功能性造纸用增强剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)表面电荷化处理:
将重量百分含量为15%的聚合氯化铝(电荷改性剂)总重量的40%，加入到预混罐中，开启搅拌；然后将重量百分含量为5%的氢氧化钠总重量的40%加入到所述预混罐中预混；将重量百分含量为60%的淀粉加入到混合器中，开动混合器，并将所述预混罐中的混合物喷入到混合器中，混合30min，制得电荷化粉料；
将剩余的聚合氯化铝加入到预混罐中，并将剩余的所述氢氧化钠加水配成质量浓度为20%的溶液后也加入到预混罐中，混合均匀，制得电荷化溶液；
(2)接枝交联反应:
将所述电荷化粉料加入到反应器中，升温至120°C，反应I小时，然后将重量百分含量为2%的盐酸加入到反应器中，混合均匀后出料，制得粉料混合物，加入到挤压机的进料斗里；
将重量百分含量为13%的丙烯酸甲酯(接枝剂)加入到反应器中，加水配成质量浓度为20%的溶液，升温至60°C，将所述电荷化溶液加入到反应器中，升温至80°C进行反应，至PH值为7?9，制得接枝剂溶液；
将挤压机进行升温，挤压机各温区温度分别控制在:1?3区为50?90°C，4?7区为130?150°C，8?11区为120?140°C;开动挤压机，分别用加料泵将所述接枝剂溶液和重量百分含量为5%的马来酸酐(交联剂)加入到挤压机中；开动进料器，将进料斗中的所述粉料混合物均匀加入到挤压机中进行挤出，发生交联反应；
(3)气流干燥:
将挤出物料通过气流干燥机进行气流干燥，气流干燥机进风温度根据所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包装:
将干燥完成的物料进行破碎后过80目筛，计量包装，制得产品。
[0015]本实施例中所述淀粉选自马铃薯淀粉和玉米淀粉的混合物。
[0016]实施例2
功能性造纸用增强剂的制备方法，包括以下步骤: (1)表面电荷化处理:
将重量百分含量为25%的酰胺(电荷改性剂)总重量的40%，加入到预混罐中，开启搅拌；然后将重量百分含量为3%的氢氧化钠总重量的40%加入到所述预混罐中预混；将重量百分含量为50%的淀粉加入到混合器中，开动混合器，并将所述预混罐中的混合物喷入到混合器中，混合30min，制得电荷化粉料；
将剩余的酰胺加入到预混罐中，并将剩余的所述氢氧化钠加水配成质量浓度为20%的溶液后也加入到预混罐中，混合均匀，制得电荷化溶液；
(2)接枝交联反应:
将所述电荷化粉料加入到反应器中，升温至110°C，反应2小时，然后将重量百分含量为2%的盐酸加入到反应器中，混合均匀后出料，制得粉料混合物，加入到挤压机的进料斗里；
将重量百分含量为10%的丙烯酸甲酯(接枝剂)加入到反应器中，加水配成质量浓度为20%的溶液，升温至80°C，将所述电荷化溶液加入到反应器中，升温至90°C进行反应，至PH值为7?9，制得接枝剂溶液；
将挤压机进行升温，挤压机各温区温度分别控制在:1?3区为50?90°C，4?7区为130?150°C，8?11区为120?140°C;开动挤压机，分别用加料泵将所述接枝剂溶液和重量百分含量为5%的混合酸酐(交联剂)加入到挤压机中；开动进料器，将进料斗中的所述粉料混合物均匀加入到挤压机中进行挤出，发生交联反应；
(3)气流干燥:
将挤出物料通过气流干燥机进行气流干燥，气流干燥机进风温度根据所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包装:
将干燥完成的物料进行破碎后过80目筛，计量包装，制得产品。
[0017]实施例3
功能性造纸用增强剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)表面电荷化处理:
将重量百分含量为30%的硫酸铝(电荷改性剂)总重量的40%，加入到预混罐中，开启搅拌；然后将重量百分含量为8%的氢氧化钠总重量的40%加入到所述预混罐中预混；将重量百分含量为40%的淀粉加入到混合器中，开动混合器，并将所述预混罐中的混合物喷入到混合器中，混合30min，制得电荷化粉料；
将剩余的硫酸铝加入到预混罐中，并将剩余的所述氢氧化钠加水配成质量浓度为20%的溶液后也加入到预混罐中，混合均匀，制得电荷化溶液；
(2)接枝交联反应:
将所述电荷化粉料加入到反应器中，升温至120°C，反应1.5小时，然后将重量百分含量为2%的硫酸加入到反应器中，混合均匀后出料，制得粉料混合物，加入到挤压机的进料斗里；
将重量百分含量为5%的丙烯酸甲酯(接枝剂)加入到反应器中，加水配成质量浓度为20%的溶液，升温至80°C，将所述电荷化溶液加入到反应器中，升温至90°C进行反应，至PH值为7?9，制得接枝剂溶液； 将挤压机进行升温，挤压机各温区温度分别控制在:1?3区为50?90°C，4?7区为130?150°C，8?11区为120?140°C;开动挤压机，分别用加料泵将所述接枝剂溶液和重量百分含量为15%的马来酸酐(交联剂)加入到挤压机中；开动进料器，将进料斗中的所述粉料混合物均匀加入到挤压机中进行挤出，发生交联反应；
(3)气流干燥:
将挤出物料通过气流干燥机进行气流干燥，气流干燥机进风温度根据所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包装:
将干燥完成的物料进行破碎后过80目筛，计量包装，制得产品。
[0018]本发明采用所述电荷改性剂为活性基团，可以使产品的一端紧密与填料结合，一端紧密与纤维结合，牢牢捆绑碳酸钙及纤维，起到碳酸钙与纤维强桥作用，提高了填料的留着机率，使单程留着率大大提高，在纸张失水过程中，没有多余填料及细小纤维的流失，良好的留着保障了低的白水浓度。同时，所述接枝剂通过交联的方式与淀粉分子结合，提高了产品的成膜性，增强了膜的韧性和强度，提高了膜的抗撕裂性，极大的增强了纸张的强度。
[0019]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.功能性造纸用增强剂的配方，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分:淀粉40~60%、电荷改性剂5~30%、接枝剂1~20%、交联剂1~15%、氢氧化钠1~8%、酸1~3% 。
2.如权利要求1所述的功能性造纸用增强剂的配方，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分:淀粉40~50%、电荷改性剂10~25%、接枝剂10~15%、交联剂5~10%、氢氧化钠3~8%、酸1~3% ο
3.如权利要求1或2所述的功能性造纸用增强剂的配方，其特征在于: 所述淀粉选自马铃薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉中的一种或几种任意比例的混合物； 所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸或草酸中的一种或几种任意比例的混合物。
4.如权利要求1或2所述的功能性造纸用增强剂的配方，其特征在于: 所述电荷改性剂选自季胺盐、叔胺盐、聚合氯化铝、酰胺或硫酸铝中的一种或几种任意比例的混合物； 所述接枝剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯胺、丙烯腈、苯乙烯或丁二烯中的一种或几种任意比例的混合物。
5.如权利要求1或2所述的功能性造纸用增强剂的配方，其特征在于: 所述交联剂选自三偏磷酸钠、三氯氧磷、环氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、马来酸酐、混合酸酐、环氧化合物石油基单体或二乙烯基砜中的一种或几种任意比例的混合物。
6.功能性造纸用增强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)表面电荷化处理: 将重量百分含量为5~30%电荷改性剂总重量的15~70%，加入到预混罐中，开启搅拌；然后将重量百分含量为I~8%氢氧化钠总重量的10~80%加入到所述预混罐中预混；将重量百分含量为40~60%淀粉加入到混合器中，开动混合器，并将所述预混罐中的混合物喷入到混合器中，混合10~30min，制得电荷化粉料； 将剩余的所述氢氧化钠加水配成质量浓度为5~20%的溶液后，与剩余的所述电荷改性剂混合均匀，制得电荷化溶液； (2)接枝交联反应: 将所述电荷化粉料加入到反应器中，升温至50~130°C，反应0.5~3小时，然后将重量百分含量为I~3%酸加入到反应器中，混合均匀后出料，制得粉料混合物； 将重量百分含量为I~20%接枝剂加入到反应器中，加水配成质量浓度为20%的溶液，升温至50~80°C，将所述电荷化溶液加入到反应器中，升温至60~90°C进行反应，至PH值为7~9，制得接枝剂溶液； 将所述粉料混合物、接枝剂溶液和重量百分含量为1~15%的交联剂均匀加入到挤压机中进行挤出，发生交联反应； (3)气流干燥: 将挤出物料进行气流干燥，干燥温度控制在80~130°C ； (4)粉碎、包装: 将干燥完成的物料进行粉碎，计量包装得成品。
7.如权利要求6所述的功能性造纸用增强剂的制备方法，其特征在于:所述淀粉选自马铃薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麦淀粉中的一种或几种任意比例的混合物； 所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸或草酸中的一种或几种任意比例的混合物。
8.如权利要求6所述的功能性造纸用增强剂的制备方法，其特征在于: 所述电荷改性剂选自季胺盐、叔胺盐、聚合氯化铝、酰胺或硫酸铝中的一种或几种任意比例的混合物； 所述接枝剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯胺、丙烯腈、苯乙烯或丁二烯中的一种或几种任意比例的混合物。
9.如权利要求6所述的功能性造纸用增强剂的制备方法，其特征在于: 所述交联剂选自三偏磷酸钠、三氯氧磷、环氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、马来酸酐、混合酸酐、环氧化合物石油基单体或二乙烯基砜中的一种或几种任意比例的混合物。
【文档编号】D21H21/14GK103924480SQ201410133692
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】王希功 申请人:诸城市奥尼生物科技有限公司