功能性造紙用增強劑的配方及制備方法

功能性造紙用增強劑的配方及制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種功能性造紙用增強劑的配方及制備方法。所述功能性造紙用增強劑的配方，包括以下重量百分含量的組分：淀粉40～60%、電荷改性劑5～30%、接枝劑1～20%、交聯劑1～15%、氫氧化鈉1～8%、酸1～3%。本發明采用所述電荷改性劑為活性基團，可以使產品的一端緊密與填料結合，一端緊密與纖維結合，牢牢捆綁碳酸鈣及纖維，起到碳酸鈣與纖維強橋作用，提高了填料的留著機率，使單程留著率大大提高，在紙張失水過程中，沒有多余填料及細小纖維的流失。同時，所述接枝劑通過交聯的方式與淀粉分子結合，提高了產品的成膜性，增強了膜的韌性和強度，提高了膜的抗撕裂性，極大的增強了紙張的強度。
【專利說明】功能性造紙用增強劑的配方及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及造紙工業【技術領域】，尤其涉及一種功能性造紙用增強劑的配方及制備方法。
【背景技術】
[0002]造紙工業中，隨著市場競爭日趨激烈，市場已經逐漸由原來的粗放型市場轉變為
產品質量和價格的競爭。如何提高產品質量，降低生產成本關系著每個造紙企業的核心利益。
[0003]生產廠家一般通過以下途徑來提高產品質量，降低生產成本:(1)在保證質量不變的情況下，通過增加填料用量，提高紙張灰份，降低木漿用量，從而降低成本；(2)在保證質量不變的情況下，少用或不用高價格的針葉漿、闊葉漿等長纖維漿，多用低價格的楊木漿、草漿等短纖維漿，從而減少木漿的進口依賴度，降低成本；(3)在保證紙機正常運行的情況下，提高車速，從而提高單位時間的產量，降低成本。其中，增強劑在里面起著至關重要的作用。一種好的增強劑，不僅可以彌補差漿造成的強度損失，還可以在保證產品質量的情況下提高填料的用量，也可以因為強度的提高而提高紙機的車速，從而提高產品產量，降低生產成本。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種電荷密度大，絮凝能力強，對填料包裹能力強，對木漿的吸附能力強，產品成膜性好，能彌補因灰份提高而造成的紙張強度的損失，能夠提高紙張的抗撕裂度，提高或保證產品松厚度的功能性造紙用增強劑的配方及制備方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:功能性造紙用增強劑的配方，包括以下重量百分含量的組分:淀粉40~60%、電荷改性劑5~30%、接枝劑I~20%、交聯劑I~15%、氫氧化鈉I~8%、酸I~3%。
[0006]作為優選的技術方案，所述功能性造紙用增強劑的配方，包括以下重量百分含量的組分:淀粉40~50%、電荷改性劑10~25%、接枝劑10~15%、交聯劑5~10%、氫氧化鈉
3~8%、酸I~3%。
[0007]作為對上述技術方案的改進,所述淀粉選自馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉中的一種或幾種任意比例的混合物；所述酸選自鹽酸、硫酸、磷酸或草酸中的一種或幾種任意比例的混合物。
[0008]作為對上述技術方案的改進，所述電荷改性劑選自季胺鹽、叔胺鹽、聚合氯化鋁、酰胺或硫酸鋁中的一種或幾種任意比例的混合物；所述接枝劑選自丙烯酸甲酯、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種或幾種任意比例的混合物。
[0009]作為對上述技術方案的改進，所述交聯劑選自三偏磷酸鈉、三氯氧磷、環氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、馬來酸酐、混合酸酐、環氧化合物石油基單體或二乙烯基砜中的一種或幾種任意比例的混合物。
[0010]本發明還提供了上述功能性造紙用增強劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)表面電荷化處理:
將重量百分含量為5?30%電荷改性劑總重量的15?70%，加入到預混罐中，開啟攪拌；然后將重量百分含量為I?8%氫氧化鈉總重量的10?80%加入到所述預混罐中預混；將重量百分含量為40?60%淀粉加入到混合器中，開動混合器，并將所述預混罐中的混合物噴入到混合器中，混合10?30min，制得電荷化粉料；
將剩余的所述氫氧化鈉加水配成質量濃度為5?20%的溶液后，與剩余的所述電荷改性劑混合均勻，制得電荷化溶液；
(2)接枝交聯反應:
將所述電荷化粉料加入到反應器中，升溫至50?130°C，反應0.5?3小時，然后將重量百分含量為I?3%酸加入到反應器中，混合均勻后出料，制得粉料混合物，加入到擠壓機的進料斗里；
將重量百分含量為I?20%接枝劑加入到反應器中，加水配成質量濃度為20%的溶液，升溫至50?80°C，將所述電荷化溶液加入到反應器中，升溫至60?90°C進行反應，至PH值為7?9，制得接枝劑溶液；
將擠壓機進行升溫，擠壓機各溫區溫度分別控制在:1?3區為50?90°C，4?7區為70?150°C，8?11區為80?150°C;開動擠壓機，分別用加料泵將所述接枝劑溶液和重量百分含量為I?15%的交聯劑加入到擠壓機中；開動進料器，將進料斗中的所述粉料混合物均勻加入到擠壓機中進行擠出，發生交聯反應；
(3)氣流干燥:
將擠出物料通過氣流干燥機進行氣流干燥，氣流干燥機進風溫度根據所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包裝:
將干燥完成的物料進行破碎后過80目篩，計量包裝，制得產品。
[0011]其中:
所述淀粉選自馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉中的一種或幾種任意比例的混合物；
所述酸選自鹽酸、硫酸、磷酸或草酸中的一種或幾種任意比例的混合物；
所述電荷改性劑選自季胺鹽、叔胺鹽、聚合氯化鋁、酰胺或硫酸鋁中的一種或幾種任意比例的混合物；
所述接枝劑選自丙烯酸甲酯、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種或幾種任意比例的混合物；
所述交聯劑選自三偏磷酸鈉、三氯氧磷、環氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、馬來酸酐、混合酸酐、環氧化合物石油基單體或二乙烯基砜中的一種或幾種任意比例的混合物。
[0012]由于采用了上述技術方案，功能性造紙用增強劑的配方，包括以下重量百分含量的組分:淀粉40?60%、電荷改性劑5?30%、接枝劑I?20%、交聯劑I?15%、氫氧化鈉I?8%、酸I?3% ;本發明采用所述電荷改性劑為活性基團，可以使產品的一端緊密與填料結合，一端緊密與纖維結合，牢牢捆綁碳酸鈣及纖維，起到碳酸鈣與纖維強橋作用，提高了填料的留著機率，使單程留著率大大提高，在紙張失水過程中，沒有多余填料及細小纖維的流失，良好的留著保障了低的白水濃度。同時，所述接枝劑通過交聯的方式與淀粉分子結合，提高了產品的成膜性，增強了膜的韌性和強度，提高了膜的抗撕裂性，極大的增強了紙張的強度。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0014]實施例1
功能性造紙用增強劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)表面電荷化處理:
將重量百分含量為15%的聚合氯化鋁(電荷改性劑)總重量的40%，加入到預混罐中，開啟攪拌；然后將重量百分含量為5%的氫氧化鈉總重量的40%加入到所述預混罐中預混；將重量百分含量為60%的淀粉加入到混合器中，開動混合器，并將所述預混罐中的混合物噴入到混合器中，混合30min，制得電荷化粉料；
將剩余的聚合氯化鋁加入到預混罐中，并將剩余的所述氫氧化鈉加水配成質量濃度為20%的溶液后也加入到預混罐中，混合均勻，制得電荷化溶液；
(2)接枝交聯反應:
將所述電荷化粉料加入到反應器中，升溫至120°C，反應I小時，然后將重量百分含量為2%的鹽酸加入到反應器中，混合均勻后出料，制得粉料混合物，加入到擠壓機的進料斗里；
將重量百分含量為13%的丙烯酸甲酯(接枝劑)加入到反應器中，加水配成質量濃度為20%的溶液，升溫至60°C，將所述電荷化溶液加入到反應器中，升溫至80°C進行反應，至PH值為7?9，制得接枝劑溶液；
將擠壓機進行升溫，擠壓機各溫區溫度分別控制在:1?3區為50?90°C，4?7區為130?150°C，8?11區為120?140°C;開動擠壓機，分別用加料泵將所述接枝劑溶液和重量百分含量為5%的馬來酸酐(交聯劑)加入到擠壓機中；開動進料器，將進料斗中的所述粉料混合物均勻加入到擠壓機中進行擠出，發生交聯反應；
(3)氣流干燥:
將擠出物料通過氣流干燥機進行氣流干燥，氣流干燥機進風溫度根據所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包裝:
將干燥完成的物料進行破碎后過80目篩，計量包裝，制得產品。
[0015]本實施例中所述淀粉選自馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的混合物。
[0016]實施例2
功能性造紙用增強劑的制備方法，包括以下步驟: (1)表面電荷化處理:
將重量百分含量為25%的酰胺(電荷改性劑)總重量的40%，加入到預混罐中，開啟攪拌；然后將重量百分含量為3%的氫氧化鈉總重量的40%加入到所述預混罐中預混；將重量百分含量為50%的淀粉加入到混合器中，開動混合器，并將所述預混罐中的混合物噴入到混合器中，混合30min，制得電荷化粉料；
將剩余的酰胺加入到預混罐中，并將剩余的所述氫氧化鈉加水配成質量濃度為20%的溶液后也加入到預混罐中，混合均勻，制得電荷化溶液；
(2)接枝交聯反應:
將所述電荷化粉料加入到反應器中，升溫至110°C，反應2小時，然后將重量百分含量為2%的鹽酸加入到反應器中，混合均勻后出料，制得粉料混合物，加入到擠壓機的進料斗里；
將重量百分含量為10%的丙烯酸甲酯(接枝劑)加入到反應器中，加水配成質量濃度為20%的溶液，升溫至80°C，將所述電荷化溶液加入到反應器中，升溫至90°C進行反應，至PH值為7?9，制得接枝劑溶液；
將擠壓機進行升溫，擠壓機各溫區溫度分別控制在:1?3區為50?90°C，4?7區為130?150°C，8?11區為120?140°C;開動擠壓機，分別用加料泵將所述接枝劑溶液和重量百分含量為5%的混合酸酐(交聯劑)加入到擠壓機中；開動進料器，將進料斗中的所述粉料混合物均勻加入到擠壓機中進行擠出，發生交聯反應；
(3)氣流干燥:
將擠出物料通過氣流干燥機進行氣流干燥，氣流干燥機進風溫度根據所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包裝:
將干燥完成的物料進行破碎后過80目篩，計量包裝，制得產品。
[0017]實施例3
功能性造紙用增強劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)表面電荷化處理:
將重量百分含量為30%的硫酸鋁(電荷改性劑)總重量的40%，加入到預混罐中，開啟攪拌；然后將重量百分含量為8%的氫氧化鈉總重量的40%加入到所述預混罐中預混；將重量百分含量為40%的淀粉加入到混合器中，開動混合器，并將所述預混罐中的混合物噴入到混合器中，混合30min，制得電荷化粉料；
將剩余的硫酸鋁加入到預混罐中，并將剩余的所述氫氧化鈉加水配成質量濃度為20%的溶液后也加入到預混罐中，混合均勻，制得電荷化溶液；
(2)接枝交聯反應:
將所述電荷化粉料加入到反應器中，升溫至120°C，反應1.5小時，然后將重量百分含量為2%的硫酸加入到反應器中，混合均勻后出料，制得粉料混合物，加入到擠壓機的進料斗里；
將重量百分含量為5%的丙烯酸甲酯(接枝劑)加入到反應器中，加水配成質量濃度為20%的溶液，升溫至80°C，將所述電荷化溶液加入到反應器中，升溫至90°C進行反應，至PH值為7?9，制得接枝劑溶液； 將擠壓機進行升溫，擠壓機各溫區溫度分別控制在:1?3區為50?90°C，4?7區為130?150°C，8?11區為120?140°C;開動擠壓機，分別用加料泵將所述接枝劑溶液和重量百分含量為15%的馬來酸酐(交聯劑)加入到擠壓機中；開動進料器，將進料斗中的所述粉料混合物均勻加入到擠壓機中進行擠出，發生交聯反應；
(3)氣流干燥:
將擠出物料通過氣流干燥機進行氣流干燥，氣流干燥機進風溫度根據所要求的水份控制在80?130。。；
(4)粉碎、包裝:
將干燥完成的物料進行破碎后過80目篩，計量包裝，制得產品。
[0018]本發明采用所述電荷改性劑為活性基團，可以使產品的一端緊密與填料結合，一端緊密與纖維結合，牢牢捆綁碳酸鈣及纖維，起到碳酸鈣與纖維強橋作用，提高了填料的留著機率，使單程留著率大大提高，在紙張失水過程中，沒有多余填料及細小纖維的流失，良好的留著保障了低的白水濃度。同時，所述接枝劑通過交聯的方式與淀粉分子結合，提高了產品的成膜性，增強了膜的韌性和強度，提高了膜的抗撕裂性，極大的增強了紙張的強度。
[0019]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.功能性造紙用增強劑的配方，其特征在于，包括以下重量百分含量的組分:淀粉40~60%、電荷改性劑5~30%、接枝劑1~20%、交聯劑1~15%、氫氧化鈉1~8%、酸1~3% 。
2.如權利要求1所述的功能性造紙用增強劑的配方，其特征在于，包括以下重量百分含量的組分:淀粉40~50%、電荷改性劑10~25%、接枝劑10~15%、交聯劑5~10%、氫氧化鈉3~8%、酸1~3% ο
3.如權利要求1或2所述的功能性造紙用增強劑的配方，其特征在于: 所述淀粉選自馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉中的一種或幾種任意比例的混合物； 所述酸選自鹽酸、硫酸、磷酸或草酸中的一種或幾種任意比例的混合物。
4.如權利要求1或2所述的功能性造紙用增強劑的配方，其特征在于: 所述電荷改性劑選自季胺鹽、叔胺鹽、聚合氯化鋁、酰胺或硫酸鋁中的一種或幾種任意比例的混合物； 所述接枝劑選自丙烯酸甲酯、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種或幾種任意比例的混合物。
5.如權利要求1或2所述的功能性造紙用增強劑的配方，其特征在于: 所述交聯劑選自三偏磷酸鈉、三氯氧磷、環氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、馬來酸酐、混合酸酐、環氧化合物石油基單體或二乙烯基砜中的一種或幾種任意比例的混合物。
6.功能性造紙用增強劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)表面電荷化處理: 將重量百分含量為5~30%電荷改性劑總重量的15~70%，加入到預混罐中，開啟攪拌；然后將重量百分含量為I~8%氫氧化鈉總重量的10~80%加入到所述預混罐中預混；將重量百分含量為40~60%淀粉加入到混合器中，開動混合器，并將所述預混罐中的混合物噴入到混合器中，混合10~30min，制得電荷化粉料； 將剩余的所述氫氧化鈉加水配成質量濃度為5~20%的溶液后，與剩余的所述電荷改性劑混合均勻，制得電荷化溶液； (2)接枝交聯反應: 將所述電荷化粉料加入到反應器中，升溫至50~130°C，反應0.5~3小時，然后將重量百分含量為I~3%酸加入到反應器中，混合均勻后出料，制得粉料混合物； 將重量百分含量為I~20%接枝劑加入到反應器中，加水配成質量濃度為20%的溶液，升溫至50~80°C，將所述電荷化溶液加入到反應器中，升溫至60~90°C進行反應，至PH值為7~9，制得接枝劑溶液； 將所述粉料混合物、接枝劑溶液和重量百分含量為1~15%的交聯劑均勻加入到擠壓機中進行擠出，發生交聯反應； (3)氣流干燥: 將擠出物料進行氣流干燥，干燥溫度控制在80~130°C ； (4)粉碎、包裝: 將干燥完成的物料進行粉碎，計量包裝得成品。
7.如權利要求6所述的功能性造紙用增強劑的制備方法，其特征在于:所述淀粉選自馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉或小麥淀粉中的一種或幾種任意比例的混合物； 所述酸選自鹽酸、硫酸、磷酸或草酸中的一種或幾種任意比例的混合物。
8.如權利要求6所述的功能性造紙用增強劑的制備方法，其特征在于: 所述電荷改性劑選自季胺鹽、叔胺鹽、聚合氯化鋁、酰胺或硫酸鋁中的一種或幾種任意比例的混合物； 所述接枝劑選自丙烯酸甲酯、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種或幾種任意比例的混合物。
9.如權利要求6所述的功能性造紙用增強劑的制備方法，其特征在于: 所述交聯劑選自三偏磷酸鈉、三氯氧磷、環氧氯丙烷、甲醛、乙二醛、戊二醛、馬來酸酐、混合酸酐、環氧化合物石油基單體或二乙烯基砜中的一種或幾種任意比例的混合物。
【文檔編號】D21H21/14GK103924480SQ201410133692
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】王希功 申請人:諸城市奧尼生物科技有限公司