一种造纸制浆助剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及纺织印染助剂技术领域，具体涉及一种造纸制浆助剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着造纸制浆技术不断发展，人们对纸浆要求的不断提高，逐渐出现了漂白。纸浆漂白的目的是：以合理的费用，在保持纸浆良好强度和适宜的造纸性能的情况下，使用适量药品和合理的方法，消除纸浆中有色物质和杂质，从而生产一定白度的纸浆。纸浆的漂白方法也多种多样，从其发展历史来看，人们主要从漂白剂、漂白助剂和漂白设备及工艺两方面进行研究和开发。造纸漂白技术从最早的氧漂白发展到氯气漂白，再到后来采用次氯酸钠、次氯酸钙、连二亚硫酸盐、过氧化氢、二氧化氯、臭氧等漂白。随着技术的发展，人们正在开发高效、低污染和多组分、多功能的漂白剂和漂白助剂。
3.传统的造纸漂白技术包括氯化、碱处理、次氯酸盐漂白、二氧化氯漂白、过氧化氢漂白、氧脱木素、臭氧漂白以及连二亚硫酸钠漂白等。从漂白所用的药品来看，传统的漂白方法包括氧化剂漂白和还原剂漂白，氧化剂漂白是利用漂白剂的氧化作用除去纸浆中残留的木素，破坏发色基团，使木素分子氧化溶出。而还原性漂白是指有选择的破坏纸浆中的发色集团结构，并不除去浆中的木素。
4.在制浆阶段的双氧水漂白中，为了防止重金属离子对双氧水的催化分解，常用硅酸钠作双氧水漂白的稳定剂，靠吸附作用使fe3+离子吸附在胶体表面。但它在强碱性体系中并不稳定，为了更好地降低制浆漂白过程中双氧水的用量，需要研究出一种助剂与双氧水配合使用达到协同漂白的效果。
5.文章“双氧水稳定剂的组成及其稳定性的研究”研究了聚丙烯酸类化合物对双氧水的分解速率的影响；文章“利用含丙烯酸的废水合成双氧水稳定剂的探讨”以含丙烯酸为原料合成聚丙烯酸钠作为双氧水稳定剂；但单独使用聚丙烯酸钠效果并不是很好。发明专利cn105625013b提到了利用聚丙烯酸、钛酸四丁酯、联吡啶、山梨糖醇、甘油的复配物用于纺织的双氧水稳定剂，但配方相对较为复杂。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种效果明显、过程简单的造纸制浆助剂及其制备方法。
7.本发明提供的技术方案具体如下所述。
8.一种造纸制浆助剂及其制备方法，其制备原料包括以下质量份的组分：10-20份丙烯酸类单体、5-20份的水、0.1-0.5份引发剂、1-10份螯合剂。
9.优选地，所述的丙烯酸类单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种。
10.优选地，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、次硫酸氢钠甲醛中的一种或多种。
11.优选地，所述的螯合剂为氨基三乙酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、谷氨酸二乙酸四钠、甲基甘氨酸二乙酸中的一种或多种。
12.本发明还提供一种造纸制浆助剂的制备方法，具体包括以下步骤：
13.步骤1：将丙烯酸类单体和去离子水加入到反应釜中，升温至70-80℃，搅拌溶解均匀；
14.步骤2：向反应釜中加入引发剂，升温至100-120℃，保温0.5-1h；
15.步骤3：降至常温加入液碱调节至中性；
16.步骤4：加入螯合剂，并调节ph值至9-10，搅拌均匀后出料。
17.本发明中，丙烯酸类单体通过引发剂聚合为聚丙烯酸类化合物，聚丙烯类化合物与螯合剂共同作用，能有效络合fe3+、ca2+、mg2+等金属离子，减少金属离子催化双氧水的分解，使双氧水更有效的作用于木素的发色基团，从而降低双氧水的用量，还能够与双氧水配合使用达到协同增强漂白效果的目的。相比与单独使用丙烯酸类单体作为双氧水稳定剂，效果更加显著。
18.本发明提供了一种安全环保，生产成本低的制浆助剂及其制备方法。除此之外，本发明的优良效果还表现在：本发明所制产品能够有效抑制制浆漂白过程中双氧水过快的分解，从而降低双氧水的用量；同时，还能够与双氧水配合使用达到协同增强漂白效果的目的。
具体实施方式
19.结合下面实施例对本发明进行进一步的阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
20.实施例1
21.一种造纸制浆助剂的制备方法，包括如下步骤：
22.步骤1：将10质量份的丙烯酸和5质量份的去离子水加入到反应釜中，升温至70-80℃，搅拌溶解均匀；
23.步骤2：向反应釜中加入0.1质量份的过硫酸钾和0.2质量份的亚硫酸氢钠，升温至100℃，保温0.5-1h；
24.步骤3：降至常温加入液碱调节至中性；
25.步骤4：加入5质量份的羟基乙叉二膦酸，并调节ph值至9-10，搅拌均匀后出料。
26.实施例2
27.一种造纸制浆助剂的制备方法，包括如下步骤：
28.步骤1：将14质量份的丙烯酸甲酯和10质量份的去离子水加入到反应釜中，升温至70-80℃，搅拌溶解均匀；
29.步骤2：向反应釜中加入0.1质量份的过硫酸钠和0.4质量份的次硫酸氢钠甲醛，升温至110℃，保温0.5-1h；
30.步骤3：降至常温加入液碱调节至中性；
31.步骤4：加入3质量份的二乙烯三胺五乙酸和3质量份的乙二胺四乙酸，并调节ph值至9-10，搅拌均匀后出料。
32.实施例3
33.一种造纸制浆助剂的制备方法，包括如下步骤：
34.步骤1：将18质量份的甲基丙烯酸和12质量份的去离子水加入到反应釜中，升温至70-80℃，搅拌溶解均匀；
35.步骤2：向反应釜中加入0.1质量份的过硫酸铵和0.3质量份的亚硫酸氢钠，升温至120℃，保温0.5-1h；
36.步骤3：降至常温加入液碱调节至中性；
37.步骤4：加入1质量份的羟基乙叉二膦酸、1质量份的乙二胺四乙酸、1质量份的谷氨酸二乙酸四钠和1质量份的甲基甘氨酸二乙酸，并调节ph值至9-10，搅拌均匀后出料。
38.实施例4
39.一种造纸制浆助剂的制备方法，包括如下步骤：
40.步骤1：将20质量份的甲基丙烯酸乙酯和20质量份的去离子水加入到反应釜中，升温至70-80℃，搅拌溶解均匀；
41.步骤2：向反应釜中加入0.1质量份的过硫酸钾和0.4质量份的亚硫酸氢钠，升温至120℃，保温0.5-1h；
42.步骤3：降至常温加入液碱调节至中性；
43.步骤4：加入2质量份的氨基三乙酸、2质量份的羟基乙叉二膦酸、2质量份的二乙烯三胺五乙酸和2质量份的乙二胺四乙酸，并调节ph值至9-10左右，搅拌均匀后出料。
44.对比例1
45.与实施例1大体相同，不同的是，步骤(4)中不再加入5重量份的羟基乙叉二膦酸。
46.对比例2
47.按照中国专利申请cn201210348706.8的实施例1配制得到的造纸制浆助剂。
48.实施效果
49.(1)双氧水分解测试步骤及结果
50.准确移取20ml双氧水与60ml去离子水于250ml的烧瓶中，加入2g的制浆助剂，加热煮沸，温度为95-98℃，于沸腾条件下每隔15min移取10ml的混合溶液于100ml的锥形瓶中，加入6mol/l的硫酸溶液2.5ml，用0.2mol/l的kmno4标准溶液标定。当溶液有无色至刚好出现红色时且30s内红色不褪去判定为滴定终点，记录消耗的kmno4的体积。计算双氧水分解率，具体如下表1。
51.表1实施例1-4和对比例1-2的双氧水分解率测试结果
52.53.由此可见，与对比例相比，本发明所制备的纸浆助剂对双氧水的分解率较低，具有较好的稳定效果。
54.(2)纸浆漂白测试步骤及结果
55.步骤1：取30g绝干纸浆并稀释至一定的25％浓度，放入密封袋中；按顺序添加如下化学物质加入密封袋中：naoh 11kg/吨绝干浆，二乙烯三胺五乙酸(dtpa)1.5kg/吨绝干浆，h2o240kg/吨绝干浆，助剂2.5kg/吨绝干浆；揉搓至化学品与纸浆混合均匀，然后将密封袋放入95℃的水浴锅中，保温60min；将密封袋取出，然后用ro-水洗涤，挤干；
56.步骤2：把挤干的纸浆重复步骤1；
57.步骤3：完成步骤2后，取15g纸浆，用抄片机抄纸，成纸后，用白度仪测试白度。
58.纸浆漂白测试结果如表2所示。
59.表2实施例1-4和对比例1-2的纸浆漂白测试结果
[0060][0061][0062]
由此可见，与对比例相比，本发明所制备的纸浆助剂能有效的提高纸浆的漂白效果。
[0063]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。