CN105714600A - 一种造纸助剂混合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羧甲基纤维素510，珍珠岩2834，蒙脱土2530，异丙醇25，硬脂酸聚氧乙烯酯13，N羟甲基丙烯酰胺25，烷基酚聚氧乙烯醚12，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚24，水杨酸0.51.5，石蜡26，焦磷酸钠13，乳糖醇25。本发明所制产品安全，无毒无害，可有效提高纸张强度和白度，增强平整性和柔软性。

Description

一种造纸助剂混合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸助剂领域，特别是涉及一种造纸助剂混合物及其制备方法。
背景技术
造纸用助剂是在制浆造纸过程中为赋予加工工艺和产品某些性能而添加的辅助化学品。造纸用助剂在现代化造纸工业生产中，特别是在提高质量、增加品种方面起着重要的作用。造纸助剂主要可分为制浆工艺用助剂、抄造工艺用助剂和成纸用助剂3类，制浆和抄造工艺用助剂，以改进工艺效果为主，一般很少留存在纸浆或纸内，对纸浆和纸张质量仅起辅助作用。成纸用助剂大多留着在纸内，对纸的质量起直接作用,可改善纸张的质量,或赋予纸张某些特殊性能。
公布号CN 103451993 A（申请号201310330527.6）的中国专利文献公开了一种凹凸棒粘土造纸助剂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：凹凸棒土30-50、高岭土15-20、木质素磺酸钙5-10、三乙醇胺4-8、双 ( 二辛氧基焦磷酸酯基 ) 乙撑钛酸酯1-2、聚丙烯酰胺10-15、乳化剂MS-9032-3、羧甲基纤维素3-4、十二烷基苯磺酸钠1-3、乌洛托品1-2、六偏磷酸钠3-5、十二烷基二甲基苄基氯化铵2-3、 N,N'-乙撑双硬脂酰胺1-2、亚硝酸二环已胺0.5-1、磷酸三丁酯2-3、聚合氯化铝5-10、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇1-2。公布号CN 103882771 A（申请号201410065585.5）的中国专利文献公开了一种造纸助剂组合物及其制备方法，包含以下重量份的组分制成：聚氧丙基甘油醚30-35份、硬脂酸甘油酯20-30份、玻璃纤维20-30份、碳酸钙晶须10-15份、聚六亚甲基盐酸胍10-15份、4，4’-二苯基甲烷 - 二异氰酸酯3-5份和硫酸氢二钠2-5份。公布号CN 104343051 A（申请号201410511132.0）的中国专利文献公开了一种凹土级造纸助剂，由下述重量份的原料组成的：凹凸棒土60-70、三氟化铝2-3、海泡石粉10-20、膨润土20-30、聚氧乙烯甘油醚2-3、金盏花浸泡油0.3-1、硼氢化钠1-2、羟基乙叉二膦酸3-4、硝酸银0.3-0.5、二溴海因0.5-2、十六烷基三甲基氯化铵1-2、偏钒酸铵0.4-1、干酪素1-2、木质素磺酸钙3-4、聚乙二醇10002-3组成。
造纸工业是以纤维为原料的化学加工工业，在制浆、抄纸和纸加工过程中都离不开造纸助剂。随着造纸业的不断进步，纸张的品种越来越多，质量档次也越来越高，为了更好的改善纸张的内聚力，提高纸张的强度，需要研究出一种助剂提高纸张质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉的造纸助剂混合物及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羧甲基纤维素5-10，珍珠岩28-34，蒙脱土25-30，异丙醇2-5，硬脂酸聚氧乙烯酯1-3，N-羟甲基丙烯酰胺2-5，烷基酚聚氧乙烯醚1-2，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2-4，水杨酸0.5-1.5，石蜡2-6，焦磷酸钠1-3，乳糖醇2-5。
优选的方案中，羧甲基纤维素6-9，珍珠岩30-32，蒙脱土26-29，异丙醇3-4，硬脂酸聚氧乙烯酯1.5-2.5，N-羟甲基丙烯酰胺3-4，烷基酚聚氧乙烯醚1.2-1.8，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2.5-3.5，水杨酸0.7-1.3，石蜡3-5，焦磷酸钠1.5-2.5，乳糖醇3-4。
更加优选的，羧甲基纤维素7.5，珍珠岩31，蒙脱土27.5，异丙醇3.5，硬脂酸聚氧乙烯酯2，N-羟甲基丙烯酰胺3.5，烷基酚聚氧乙烯醚1.5，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3，水杨酸1，石蜡4，焦磷酸钠2，乳糖醇3.5。
一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗2-3次，烘干，一起高速研磨20-30分钟（优选的，研磨25分钟），取出，过筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为400-800转/分钟（优选的，转速为500-700转/分钟；更加优选的，转速为600转/分钟），制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆15-25分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，加完原料后继续搅拌，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（1）高速研磨转速为3000-5000转/分钟（优选的，高速研磨转速为3500-4500转/分钟；更加优选的，高速研磨转速为4000转/分钟）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（1）过180-260目筛（优选的，过200-240目筛；更加优选的，过220目筛）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（2）温水的温度为50-70℃（优选的，温水的温度为55-65℃；更加优选的，温水的温度为60℃）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（3）继续打浆18-22分钟（优选的，继续打浆20分钟）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（4）搅拌速度为500-1000转/分钟（优选的，搅拌速度为600-900转/分钟；更加优选的，搅拌速度为750转/分钟）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（4）继续搅拌50-80分钟（优选的，继续搅拌60-70分钟；更加优选的，继续搅拌65分钟）。
本发明提供的一种造纸助剂混合物配方合理，制备简单。除此之外，本发明的优良效果还表现在：本发明所制产品安全，无毒无害，可有效提高纸张强度和白度，增强平整性和柔软性。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
本发明所用原料，如羧甲基纤维素购自肥城雨田化工有限公司，珍珠岩购自灵寿县灵泉矿产品加工厂，蒙脱土购自灵寿县巨石矿产品加工厂，异丙醇购自济南普莱华化工有限公司，硬脂酸聚氧乙烯酯购自青岛优索化学科技有限公司，N-羟甲基丙烯酰胺购自济南宏巨化工有限公司，烷基酚聚氧乙烯醚购自济南英出化工科技有限公司，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚购自江苏省海安石油化工厂，水杨酸购自济南英出化工科技有限公司，石蜡购自济宁华凯树脂有限公司，焦磷酸钠购自青岛优索化学科技有限公司，乳糖醇购自河南安锐生物科技有限公司。
实施例 1 一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羧甲基纤维素5份，珍珠岩28份，蒙脱土25份，异丙醇2份，硬脂酸聚氧乙烯酯1份，N-羟甲基丙烯酰胺2份，烷基酚聚氧乙烯醚1份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2份，水杨酸0.5份，石蜡2份，焦磷酸钠1份，乳糖醇2份。
一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗2次，烘干，一起3000转/分钟高速研磨20分钟，取出，过180目筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入50℃温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为400转/分钟，制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆15分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，搅拌速度为500转/分钟，加完原料后继续搅拌50分钟，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
实施例 2 一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羧甲基纤维素10份，珍珠岩34份，蒙脱土30份，异丙醇5份，硬脂酸聚氧乙烯酯3份，N-羟甲基丙烯酰胺5份，烷基酚聚氧乙烯醚2份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚4份，水杨酸1.5份，石蜡6份，焦磷酸钠3份，乳糖醇5份。
一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗3次，烘干，一起5000转/分钟高速研磨30分钟，取出，过260目筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入70℃温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为800转/分钟，制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆25分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，搅拌速度为1000转/分钟，加完原料后继续搅拌80分钟，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
实施例 3 一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羧甲基纤维素6份，珍珠岩30份，蒙脱土26份，异丙醇3份，硬脂酸聚氧乙烯酯1.5份，N-羟甲基丙烯酰胺3份，烷基酚聚氧乙烯醚1.2份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2.5份，水杨酸0.7份，石蜡3份，焦磷酸钠1.5份，乳糖醇3份。
一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗2次，烘干，一起3500转/分钟高速研磨20分钟，取出，过200目筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入55℃温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为500转/分钟，制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆18分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，搅拌速度为600转/分钟，加完原料后继续搅拌60分钟，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
实施例 4 一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羧甲基纤维素9份，珍珠岩32份，蒙脱土29份，异丙醇4份，硬脂酸聚氧乙烯酯2.5份，N-羟甲基丙烯酰胺4份，烷基酚聚氧乙烯醚1.8份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3.5份，水杨酸1.3份，石蜡5份，焦磷酸钠2.5份，乳糖醇4份。
一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗3次，烘干，一起4500转/分钟高速研磨30分钟，取出，过240目筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入65℃温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为700转/分钟，制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆22分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，搅拌速度为900转/分钟，加完原料后继续搅拌70分钟，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
实施例 5 一种造纸助剂混合物，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羧甲基纤维素7.5份，珍珠岩31份，蒙脱土27.5份，异丙醇3.5份，硬脂酸聚氧乙烯酯2份，N-羟甲基丙烯酰胺3.5份，烷基酚聚氧乙烯醚1.5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3份，水杨酸1份，石蜡4份，焦磷酸钠2份，乳糖醇3.5份。
一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗2次，烘干，一起4000转/分钟高速研磨25分钟，取出，过220目筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入60℃温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为600转/分钟，制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆20分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，搅拌速度为750转/分钟，加完原料后继续搅拌65分钟，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
本发明所用原料如下：
羧甲基纤维素：为白色絮状粉末，羧甲基纤维素水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用，广泛应用于石油、食品、医药、纺织和造纸等行业，是最重要的纤维素醚类之一。
珍珠岩：为火山喷发的酸性熔岩，珍珠岩原砂经细粉碎和超细粉碎，可用于橡塑制品、颜料、油漆、油墨、合成玻璃、隔热胶木及一些机械构件和设备中作填充料。
蒙脱土：一种硅酸盐的天然矿物，微溶于苯、丙酮、***等有机溶剂，不溶于水。蒙脱土的应用领域非常广泛，特别是通过无机和有机改性使其富有了许多独特的性能，应用领域更进一步扩大，被誉为“万能材料”，广泛用于有毒物的吸附剂、催化剂、涂层剂，尤其是聚合物-层状纳米复合材料，使聚合物力学性能、阻燃性能、热稳定性能的提高，应用前景广阔。
异丙醇：为无色透明液体，异丙醇是重要的化工产品和原料。主要用于制药、化妆品、塑料、香料、涂料等。
硬脂酸聚氧乙烯酯：为白色至淡黄色膏体至固体，一种非离子表面活性剂，具有优良的乳化、分散、增溶、抗静电、润滑、增稠能力。低泡。具有优良的钙镁分散能力。
N-羟甲基丙烯酰胺：为白色结晶性粉末，可作交联剂，用于纤维的改性、树脂加工、粘合剂及纸张、皮革、金属表面的处理剂，还可用于土壤改良剂等。
烷基酚聚氧乙烯醚：一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用，广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、造纸、石油、冶金、农药、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑料等行业。
聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚：为无色透明油状液体，难溶于水，能与低级脂肪醇、***、丙酮、苯、甲苯、芳香族化合物等有机溶剂混溶，不溶于煤油等矿物油，与酸、碱不发生化学反应，热稳定性良好。
水杨酸：白色针状晶体或毛状结晶性粉末。用作环氧树脂固化的促进剂，也可作为防腐剂。可用来制备水杨酸甲酯、水杨酸乙酯等合成香料。染料工业用作制备直接染料及酸性染料等的原料。还可用作橡胶防焦剂、消毒剂等。
石蜡：为白色或淡黄色半透明固体，广泛用于防潮、防水的包装纸、纸板、某些纺织品的表面涂层和蜡烛生产，还可以制得洗涤剂、乳化剂、分散剂、增塑剂、润滑脂等。
焦磷酸钠：为白色粉状或结晶，造纸工业用于纸张和植物纤维的漂白。能使表面活性剂溶液进一步降低表面张力和界面张力，起到洗涤的助洗作用。
乳糖醇：为白色结晶或结晶性粉末，在医药上可作制剂的赋形剂，而且在牙膏、香烟、口红等化妆品中也有应用。
试验例 1本发明所得一种造纸助剂混合物（实施例5）对纸张强度性能的影响：
试验方法：向制备好的纸浆中，以绝干纤维1.0%的用量加入本发明所制产品，搅拌混匀后抄片，烘干，制得纸张，作为试验组，另设有空白对照组和对照组，空白对照组纸浆中不加任何助剂，对照组纸浆中加入市面上所售造纸助剂，分别制得纸张。将所制纸样在恒温恒湿室内放置24小时，再依据国家标准GB/T453-2002和GB/T455-2002，分别测试纸张的抗张指数和撕裂指数。
结果测得，空白对照组纸样的撕裂指数为2.08 mN·m2/g，抗张指数为43.3 N·m/g，试验组纸样的撕裂指数为5.31 mN·m2/g，抗张指数为59.26 N·m/g，对照组纸样的撕裂指数为4.82 mN·m2/g，抗张指数为48.94 N·m/g，与空白对照组相比，试验组和对照组的纸张强度均有提高，相比对照组，试验组的纸样的撕裂指数提高10.17%，抗张指数提高21.09%。可见本发明所制产品具有显著的提高纸张强度的作用。
应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种造纸助剂混合物，其特征在于，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羧甲基纤维素5-10，珍珠岩28-34，蒙脱土25-30，异丙醇2-5，硬脂酸聚氧乙烯酯1-3，N-羟甲基丙烯酰胺2-5，烷基酚聚氧乙烯醚1-2，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2-4，水杨酸0.5-1.5，石蜡2-6，焦磷酸钠1-3，乳糖醇2-5。
2.如权利要求1所述的一种造纸助剂混合物，其特征在于，羧甲基纤维素6-9，珍珠岩30-32，蒙脱土26-29，异丙醇3-4，硬脂酸聚氧乙烯酯1.5-2.5，N-羟甲基丙烯酰胺3-4，烷基酚聚氧乙烯醚1.2-1.8，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2.5-3.5，水杨酸0.7-1.3，石蜡3-5，焦磷酸钠1.5-2.5，乳糖醇3-4。
3.如权利要求1所述的一种造纸助剂混合物，其特征在于，羧甲基纤维素7.5，珍珠岩31，蒙脱土27.5，异丙醇3.5，硬脂酸聚氧乙烯酯2，N-羟甲基丙烯酰胺3.5，烷基酚聚氧乙烯醚1.5，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3，水杨酸1，石蜡4，焦磷酸钠2，乳糖醇3.5。
4.如权利要求1-3任一所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤是：
（1）取珍珠岩和蒙脱土水洗2-3次，烘干，一起高速研磨20-30分钟（优选的，研磨25分钟），取出，过筛，制得粉料；
（2）将水杨酸、焦磷酸钠和乳糖醇加入温水中溶解，再加入羧甲基纤维素搅拌2小时，转速为400-800转/分钟（优选的，转速为500-700转/分钟；更加优选的，转速为600转/分钟），制得羧甲基纤维素质量浓度为2%的混合液；
（3）将步骤（2）所制混合液在磨浆机上打浆，打浆10分钟后，加入步骤（1）所制粉料，继续打浆15-25分钟，制得浆料，出料；
（4）将步骤（3）所制浆料加入到混合机内，依次加入N-羟甲基丙烯酰胺、异丙醇、烷基酚聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和粉碎的石蜡，加完原料后继续搅拌，出料，喷雾干燥，研磨过筛，分装，即得助剂混合物。
5.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）高速研磨转速为3000-5000转/分钟（优选的，高速研磨转速为3500-4500转/分钟；更加优选的，高速研磨转速为4000转/分钟）。
6.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）过180-260目筛（优选的，过200-240目筛；更加优选的，过220目筛）。
7.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（2）温水的温度为50-70℃（优选的，温水的温度为55-65℃；更加优选的，温水的温度为60℃）。
8.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（3）继续打浆18-22分钟（优选的，继续打浆20分钟）。
9.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（4）搅拌速度为500-1000转/分钟（优选的，搅拌速度为600-900转/分钟；更加优选的，搅拌速度为750转/分钟）。
10.如权利要求4所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，其特征在于，步骤（4）继续搅拌50-80分钟（优选的，继续搅拌60-70分钟；更加优选的，继续搅拌65分钟）。
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