纸用增强剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纸用增强剂及其制备方法和应用。制备方法包括如下步骤：（１）将瓜尔胶原粉与溶剂和表面活性剂混合，获得混合溶液；（２）将催化剂加入步骤（１）的混合溶液，通入氮气，升温至３５－９０℃，碱化反应０．５－２．０小时；（３）冷却，通氮驱走空气，加入醚化剂进行反应，反应温度为４０－９０℃，时间为２－５小时；（４）冷却至２５－４０℃，加入中和剂使反应物ｐＨ值为６－８，然后从反应产物中收集所说的造纸用增强剂。本发明专利技术在室温遇水能够迅速溶解成澄清溶液，１％水溶液在室温放置１０天以上不会出现沉淀、絮凝、分层以及发霉等现象，粘度基本保持不变，增强效果不受影响，从而可扩大本发明专利技术产品的适用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纸用增强剂的制备方法及其在造纸方面的应用。技术背景目前造纸工业普遍应用改型淀粉和阳离子聚丙烯酰胺作为增强剂，但淀粉来源不一， 种类繁多，直链和支链比例各异，因此严重影响其改性产品质量的稳定性，限制了其推 广应用。许多造纸厂为此选用湿部助剂，造成纸张成本增加。另一方面，阳离子聚丙烯 酰胺不易生物降解，残留单体有一定的毒性，在生活用纸及高档纸的应用中受到限制。 并且含阳离子聚丙烯酰胺的白水回用造成阳电荷富集，影响纸张匀度和抄造系统得稳定 性。瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖胶，从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的 胚乳中提取得到。瓜尔胶主链由(1， 4) P-D甘露糖为单元连接而成，烦,由单个a-D 半乳糖组成并以(1,6)键与主链相接。其独特的分子结构和物理化学特性，使它成为 一种很有潜力的新型环保造纸助剂。天然的瓜尔胶作为造纸助剂时，可以提高纸页强度， 减少灰斑形成并提高纸页匀度，但易造成滤水困难，从而增加了干燥负荷。近年来，由 于瓜尔胶的种植、收割、纯化、粉碎实现工业化，其原料的价格优势日渐明显。并且瓜 尔胶出色的生物降解性能缓解了环境污染问题，符合环保生产理念。目前，关于瓜尔胶的改性研究是基于应用目的而开展的，改性的瓜尔胶主要在日用 化学品，油田化学品、矿山开采、造纸等方面，在国内得到了大规模的市场认同，如美 国专利US3326890、 US3350186, US3483121公开了非离子瓜尔胶的制备工艺。但这些 专利技术存在的主要问题是合成步骤复杂，产品取代度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种纸用增强剂及 其制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制备的纸用增强剂在纸张中的应用。本专利技术的纸用增强剂的制备方法，包括如下步骤(1)将瓜尔胶原粉与溶剂和表面活性剂混合，获得混合溶液；(2)将催化剂加入步骤(1)的混合溶液，通入氮气，升温至35-9(TC，碱化反应 0.5-2.0小时；G)冷却至？ 25°C，通氮驱走空气，加入醚化剂进行反应，反应温度为40-90°C， 时间为2-5小时；(4)体系冷却至25-40°C，加入中和剂使反应物pH值为6-8，然后从反应产物中 收集所说的纸用增强剂。所说的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇中的一种以上；所说的表面活性剂为十六垸基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵或十四烷基二甲基苄基氯化铵的一种以上；所说的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、二乙醇胺、单乙醇胺、三乙醇胺或二乙胺的一种以上；所说的醚化剂为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧氯丙垸或氯乙醇的一种以上； 所说的中和剂为盐酸、冰醋酸、柠檬酸或富马酸的一种以上； 原料的重量份数配方如下瓜尔胶原粉 100-200份，溶剂200-400份，表面活性剂4-10份， 催化剂 25-43份，醚化剂 60-100份。本专利技术制备的纸用增强剂是非离子瓜尔胶，在室温遇水能够迅速溶解成澄清溶液， 不需要高温糊化，操作简单，利于降低能耗和减少设备投资，本专利技术产品抗生物降解能 力与瓜尔胶原粉相比，1%水溶液在室温放置10天以上不会出现沉淀、絮凝、分层以及 发霉等现象，粘度基本保持不变，增强效果不受影响。可以根据纸浆的不同组分、打浆 度以及其它助剂的添加量来调整其用量，从而发挥协同增效作用，扩大本专利技术产品的适 用范围，如特种纸、巻烟纸以及绘图纸。具体实施方式实施例1100克未经纯化的瓜尔胶原粉(水分为11.5%，重量)，分散到200克乙醇、22克 水和4克表面活性剂的混合液中，加入到1000ml的四口烧瓶中，通氮气，室温下搅拌 十分钟，加入25克氢氧化钠水溶液(氢氧化钠溶液重量浓度为32%)，然后在水浴中加 入到35'C碱化2个小时后，冷却至3(TC后，将物料转移到1000ml的反应釜中，充氮驱 氧，加入环氧乙垸60克，反应温度从室温升至50。C反应5个小时，降温，用冰醋酸调 pH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9: l,体积)洗涤一次，抽滤，用无水乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为7(TC条件下干燥4个小 时，将烘干后的固体粉碎到100目。最后制得非离子瓜尔胶，重量为130克(水分为8.84%)，外观为淡黄色粉末状物 质，其1%的水溶液为微黄色透明粘性溶液，粘度为2500cps (25°C， 4#转子，60rpm)。实施例2200克未经纯化的瓜尔胶原粉(水分为11.5%，重量)，分散到340克异丙醇、43 克克和8克表面活性剂的混合液中，加入到1000ml的四口烧瓶中，通氮气，室温下搅 拌十分钟，加入30克氢氧化钾水溶液(氢氧化钾溶液浓度为32%)，然后在水浴中加入 到45C碱化1个小时后，冷却至3(TC后，将物料转移到1000ml的反应釜中，充氮驱氧， 加入环氧丙垸75克，反应温度从室温升至6(TC反应3小时，降温，用盐酸调PH值到 7.0左右。物料经抽滤，用乙醇/水混合液(乙醇水=9: l,体积)洗涤一次，抽滤，用 无水乙醇洗涤一次，抽滤，滤饼在真空、温度为70。C条件下干燥4个小时，将烘干后的 固体粉碎到100目。最后制得非离子瓜尔胶，重量为235克(水分为9.48%)，外观为淡黄色粉末状物 质，其1%的水溶液为微黄色透明粘性溶液，粘度为2800cps (25°C， 4#转子，60rpm)。实施例3200克未经纯化的瓜尔胶原粉(水分为11.5%，重量)，分散到340克甲醇、43克 水和9克表面活性剂的混合液中，加入到1000ml的四口烧瓶中，通氮气，室温下搅拌 十分钟，加入38克氢氧化钠水溶液(氢氧化钠溶液重量浓度为32%)，然后在水浴中加 入到45i:碱化1.5个小时后，冷却至3(TC后，将物料转移到1000ml的反应釜中，充氮 驱氧，加入环氧丙烷90克，反应温度从室温升至75t:反应2.5个小时，降温，用柠檬 酸调PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9: 1，体积)洗涤 一次，抽滤，用无水乙醇洗涤一次，滤饼在真空、温度为7(TC条件下干燥4个小时，将 烘干后的固体粉碎到100目。最后制得非离子瓜尔胶，重量为240克(水分为9.01%)，外观为淡黄色粉末状物 质，其1%的水溶液为微黄色透明粘性溶液，粘度为2750cps (25°C， 4#转子，60rpm)。实施例4200克未经纯化的瓜尔胶原粉(水分为11.5%，重量)，分散到400克乙醇、60克水和IO克表面活性剂的混合液中，加入到1000ml的四口烧瓶中，通氮气，室温下搅拌 十分钟，加入43克氢氧化钠水溶液(氢氧化钠溶液重量浓度为32%)，然后在水浴中加 入到80'C碱化0.5个小时后，冷却至3(TC后，将物料转移到1000ml的反应釜中，充氮 驱氧，加入氯乙醇100克，反应温度从室温升至8(TC反应2个小时，降温，用冰醋酸调 PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9: 1，体积)洗涤一次， 抽滤，用无水乙醇洗涤一次，滤饼在真空、温度为7(TC条件下干燥4个小时，将烘干后 的固体粉碎到100目，最后制得非离子瓜尔胶，重量为232克(水分为8.92%)，外观为淡黄色粉末状物 质，其1%的水溶液为微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸用增强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（１）将瓜尔胶原粉与溶剂和表面活性剂混合，获得混合溶液；（２）将催化剂加入步骤（１）的混合溶液，通入氮气，升温至３５－９０℃，碱化反应０．５－２．０小时；（３）冷却 ，通氮驱走空气，加入醚化剂进行反应，反应温度为４０－９０℃，时间为２－５小时；（４）体系冷却至２５－４０℃，加入中和剂使反应物ｐＨ值为６－８，然后从反应产物中收集所说的纸用增强剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，李改霞，田久旺，
申请(专利权)人：上海东升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]