CN105714603A - 一种造纸助剂混合物及制法 - 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1220，云母粉1420，陶土2030，聚乙二醇25，聚乙烯蜡14，丙二醇丁醚13，壬基酚聚氧乙烯醚24，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚25，尼泊金酯12，白蜡25，偶氮二甲酰胺1.22，三聚磷酸钠14，乳糖醇24。本发明所得产品可改善纸浆的纤维结构，减少纸浆原料用量，并提高纸的力学强度，降低成本，对环境无污染。

Description

一种造纸助剂混合物及制法
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制法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对纸张的要求越来越高，纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品，纸在交流思想、传播文化、发展科学技术和生产方面，是一种强有力的工具和材料。但是纸张存在它的不足，比如强度较小、易发霉等，难以长期保存。现有的造纸技术虽然也相对成熟，但是由于制备工艺比较复杂，且加上针叶木资源的匮乏以及对环境保护的要求，以上这些复杂的因素，对于造纸助剂提出了新的要求。
申请公布号CN 104695258 A（申请号201310638918.4）的中国专利文献公开了一种造纸助剂混合物，由以下质量百分比的原料配方组分组成:100-200份三联苯醌、100-200份异戊烯萘醌、100-200份蒽酚、100-200份蒽环酮、20-50份辛基酚聚氧乙烯醚、20-50份双酚a聚氧乙烯醚、20-50份月桂醇聚氧乙烯醚、20-50份烷基酚聚氧乙烯醚、50-80份十二烷基苯磺酸钙、50-80份三聚磷酸钠、50-80份月桂酸钠、10-20份有机硅防水剂、10-20份稳定剂。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，它是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。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，该造纸助剂组合物由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。
目前市面上的造纸助剂，其实际使用效果较差，尤其是在纸浆的留着效果、成纸的强度等方面，无法有效改善，因此还需要加强对此方面的研究。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种造纸助剂混合物及制法，以提高纸浆滤水效果和减少消耗，并增强纸张的力学强度，提高质量。
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12-20，云母粉14-20，陶土20-30，聚乙二醇2-5，聚乙烯蜡1-4，丙二醇丁醚1-3，壬基酚聚氧乙烯醚2-4，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2-5，尼泊金酯1-2，白蜡2-5，偶氮二甲酰胺1.2-2，三聚磷酸钠1-4，乳糖醇2-4。
优选方案为，羧甲基纤维素14-18，云母粉16-18，陶土22-28，聚乙二醇3-4，聚乙烯蜡2-3，丙二醇丁醚1.5-2.5，壬基酚聚氧乙烯醚2.5-3.5，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3-4，尼泊金酯1.2-1.8，白蜡3-4，偶氮二甲酰胺1.4-1.8，三聚磷酸钠2-3，乳糖醇2.5-3.5。
更加优选的是，羧甲基纤维素16，云母粉17，陶土25，聚乙二醇3.5，聚乙烯蜡2.5，丙二醇丁醚2，壬基酚聚氧乙烯醚3，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3.5，尼泊金酯1.5，白蜡3.5，偶氮二甲酰胺1.6，三聚磷酸钠2.5，乳糖醇3。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤如下：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨20-30分钟（优选的：研磨25分钟），制成原料粉，过筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加水溶解，匀速搅拌15-35分钟（优选的：匀速搅拌20-30分钟；更加优选的：匀速搅拌25分钟）；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至50-70℃，低速搅拌30-50分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，高速搅拌60-90分钟（优选的：高速搅拌70-80分钟；更加优选的：高速搅拌75分钟），停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（1）过150-350目筛（优选的：过200-300目筛；更加优选的：过250目筛）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（2）加水量为原料质量的4-7倍（优选的：加水量为原料质量的5-6倍；更加优选的：加水量为原料质量的5.5倍）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（2）搅拌速度为50-100转/分钟（优选的：搅拌速度为60-90转/分钟；更加优选的：搅拌速度为75转/分钟）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（3）加热升温至55-65℃（优选的：加热升温至60℃）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（3）低速搅拌35-45分钟（优选的：低速搅拌40分钟）。
所述的一种造纸助剂混合物的制备方法，步骤（3）高速搅拌速度为600-1000转/分钟（优选的：搅拌速度为700-900转/分钟；更加优选的：搅拌速度为800转/分钟）。
本发明提供的一种造纸助剂混合物制备科学，工艺简单。除此之外，本发明的优良效果还表现在：本发明所得产品可改善纸浆的纤维结构，减少纸浆原料用量，并提高纸的力学强度，降低成本，对环境无污染。
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。
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12份，云母粉14份，陶土20份，聚乙二醇2份，聚乙烯蜡1份，丙二醇丁醚1份，壬基酚聚氧乙烯醚2份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2份，尼泊金酯1份，白蜡2份，偶氮二甲酰胺1.2份，三聚磷酸钠1份，乳糖醇2份。上述一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨20分钟，制成原料粉，过150目筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加入原料质量4倍的水溶解，以50转/分钟的速度匀速搅拌15分钟；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至50℃，低速搅拌30分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，以600转/分钟的速度高速搅拌60分钟，停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
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20份，云母粉20份，陶土30份，聚乙二醇5份，聚乙烯蜡4份，丙二醇丁醚3份，壬基酚聚氧乙烯醚4份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚5份，尼泊金酯2份，白蜡5份，偶氮二甲酰胺2份，三聚磷酸钠4份，乳糖醇4份。上述一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨30分钟，制成原料粉，过350目筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加入原料质量7倍的水溶解，以100转/分钟的速度匀速搅拌35分钟；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至70℃，低速搅拌50分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，以1000转/分钟的速度高速搅拌90分钟，停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
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14份，云母粉16份，陶土22份，聚乙二醇3份，聚乙烯蜡2份，丙二醇丁醚1.5份，壬基酚聚氧乙烯醚2.5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3份，尼泊金酯1.2份，白蜡3份，偶氮二甲酰胺1.4份，三聚磷酸钠2份，乳糖醇2.5份。上述一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨20分钟，制成原料粉，过200目筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加入原料质量5倍的水溶解，以60转/分钟的速度匀速搅拌20分钟；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至55℃，低速搅拌35分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，以700转/分钟的速度高速搅拌70分钟，停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
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18份，云母粉18份，陶土28份，聚乙二醇4份，聚乙烯蜡3份，丙二醇丁醚2.5份，壬基酚聚氧乙烯醚3.5份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚4份，尼泊金酯1.8份，白蜡4份，偶氮二甲酰胺1.8份，三聚磷酸钠3份，乳糖醇3.5份。上述一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨30分钟，制成原料粉，过300目筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加入原料质量6倍的水溶解，以90转/分钟的速度匀速搅拌30分钟；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至65℃，低速搅拌45分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，以900转/分钟的速度高速搅拌80分钟，停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
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16份，云母粉17份，陶土25份，聚乙二醇3.5份，聚乙烯蜡2.5份，丙二醇丁醚2份，壬基酚聚氧乙烯醚3份，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3.5份，尼泊金酯1.5份，白蜡3.5份，偶氮二甲酰胺1.6份，三聚磷酸钠2.5份，乳糖醇3份。上述一种造纸助剂混合物的制备方法是：
（1）取云母粉（购自上海金锦乐实业有限公司）和陶土（购自北京灵宝科技有限公司）置于研磨机内，研磨25分钟，制成原料粉，过250目筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素（购自郑州龙生化工产品有限公司）、聚乙二醇（购自上海方野化工有限公司）和三聚磷酸钠（购自湖北盛天恒创生物科技有限公司）混合，置于搅拌容器内，加入原料质量5.5倍的水溶解，以75转/分钟的速度匀速搅拌25分钟；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡（购自武汉兴众诚科技有限公司）、丙二醇丁醚（购自上海一研生物科技有效公司）、壬基酚聚氧乙烯醚（购自天津开发区乐泰化工有限公司）、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚（购自武汉大华伟业医药化工有限公司）和尼泊金酯（购自蒸郑州皇朝化工产品有限公司），加热升温至60℃，低速搅拌40分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡（购自武汉大华伟业医药化工有限公司）、偶氮二甲酰胺（购自上海爱蝶实业有限公司）和乳糖醇（购自安徽中南生物科技有限公司），以800转/分钟的速度高速搅拌75分钟，停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
本发明所用主要原料：
羧甲基纤维素：为无毒无味的白色絮状粉末，性能稳定，易溶于水，其水溶液为中性或碱性透明粘稠液体，可溶于其它水溶性胶及树脂，不溶于乙醇等有机溶剂。CMC可作为粘合剂 、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。
云母粉：是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般在49%左右，Al2O3含量在30%左右。云母粉具有良好的弹性、韧性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业，用途极其广泛。
陶土：是指含有铁质而带黄褐色、灰白色、红紫色等色调，具有良好可塑性的粘土。成分复杂，主要由高岭石、水白云母、蒙脱石、石英和长石组成。具有优异的抗冻融特性；有良好的抗光污染性能、吸音作用和透气性，并且耐风化耐腐蚀性好。
聚乙二醇：性质为无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。还具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等。物化性质为非离子型环氧乙烷缩合物，易溶于水乙醇等溶剂，广泛用于医药、化妆品、化工、橡胶、金属加工、农药`、颜料、纺织等领域，也是酯型表面活性剂的主要原料。
聚乙烯蜡：是一种化工材料，成色为白色小微珠状/片状，由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的，其粘度低，软化点高，硬度好等性能，无毒，热稳定性好，高温挥发性低，在常温下抗湿性能好，耐化学药品能力强，电性能优良，可改善成品的外观。应用于制造色母粒、塑钢、 pvc 管材、热熔胶、橡胶、鞋油、皮革光亮剂、电缆绝缘料、地板蜡、塑料型材、油墨、注塑等产品。
丙二醇丁醚：分子式为C7H16O2，是一种无色透明液体，由于其极低的毒性，较悦人的气味，是很有前途的环保型溶剂。在涂料、清洗剂、油墨、皮革等方面都有广泛的用途。
壬基酚聚氧乙烯醚：为为以壬基酚和环氧乙烷在催化剂作用下缩合反应的非离子表面活性剂，浅黄色软膏状物，具有乳化、润湿、去污、破乳等表面活性，在较宽的pH值范围和温度范围内都很稳定，抗硬水能力强，可与阴、阳离子表面活性剂配伍，是性能良好的非离子表面活性剂。
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。主要用途为消泡剂，还可用于发酵工艺。
尼泊金酯：白色结晶粉末或无色结晶，易溶于醇，醚和丙酮，极微溶于水，主要用作有机合成、食品、化妆品、医药的杀菌防腐剂，也用作于饲料防腐剂。
白蜡：白色或淡黄色固体。有光泽，密度0.950-0.970。熔点80-85℃。不溶于水、乙醇和***。易溶于苯。主要是蜡醇和白蜡醇的酯类。可用于制蜡烛、蜡纸、药膏和上光剂等。
偶氮二甲酰胺：是一种白色或淡黄色粉末，由肼和尿素在氯或硫酸存在下合成而得，无毒，无嗅，不易燃烧，具有自熄性。广泛用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂和橡胶的发泡。
三聚磷酸钠：为一类无定形水溶性线状聚磷酸盐，白色粉末状结晶，流动性较好。易溶于水,其水溶液呈碱性。可用于肉类加工处理、合成洗涤剂配方、纺织品染色,也用作分散剂、助溶剂等。
乳糖醇：又称为乳梨醇，是一种保健型甜味剂，是以乳糖为原料，经还原反应后精制纯化而得。主要用作甜味剂、乳化剂、稳定剂和增稠剂。
试验例1 本发明所得一种造纸助剂混合物（实施例5）的性能测试：
试验方法：选取本发明所得造纸助剂混合物，加入5倍的水稀释，搅拌均匀后，再与纸浆混合，作为实验组；另外选择市售的造纸助剂，作为对照组，采用相同型号的纸抄机，抄片、烘干，制成纸张。分别对两组所制产品进行检测，测试指标包括填料留着率、白水浓度、白度、不透明度、断裂长（纵向）。
试验结果：两组的测试结果如表1所示：
由表1可知，对照组的填料留着率为55%，而实验组为72%，明显优于对照组，说明本发明可降低纸浆消耗，减少成本，且实验组的不透明度为94%，断裂长（纵向）为5391m，均优于对照组，说明本发明所得产品可提高纸张的强度，改善成纸的质量。
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12-20，云母粉14-20，陶土20-30，聚乙二醇2-5，聚乙烯蜡1-4，丙二醇丁醚1-3，壬基酚聚氧乙烯醚2-4，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚2-5，尼泊金酯1-2，白蜡2-5，偶氮二甲酰胺1.2-2，三聚磷酸钠1-4，乳糖醇2-4。
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14-18，云母粉16-18，陶土22-28，聚乙二醇3-4，聚乙烯蜡2-3，丙二醇丁醚1.5-2.5，壬基酚聚氧乙烯醚2.5-3.5，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3-4，尼泊金酯1.2-1.8，白蜡3-4，偶氮二甲酰胺1.4-1.8，三聚磷酸钠2-3，乳糖醇2.5-3.5。
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16，云母粉17，陶土25，聚乙二醇3.5，聚乙烯蜡2.5，丙二醇丁醚2，壬基酚聚氧乙烯醚3，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚3.5，尼泊金酯1.5，白蜡3.5，偶氮二甲酰胺1.6，三聚磷酸钠2.5，乳糖醇3。
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，步骤如下：
（1）取云母粉和陶土置于研磨机内，研磨20-30分钟（优选的：研磨25分钟），制成原料粉，过筛，加水搅拌，除去杂质，加热干燥；
（2）将羧甲基纤维素、聚乙二醇和三聚磷酸钠混合，置于搅拌容器内，加水溶解，匀速搅拌15-35分钟（优选的：匀速搅拌20-30分钟；更加优选的：匀速搅拌25分钟）；
（3）将步骤（1）（2）所制原料混合，依次加入聚乙烯蜡、丙二醇丁醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和尼泊金酯，加热升温至50-70℃，低速搅拌30-50分钟，继续加热至90℃，再加入白蜡、偶氮二甲酰胺和乳糖醇，高速搅拌60-90分钟（优选的：高速搅拌70-80分钟；更加优选的：高速搅拌75分钟），停止加热及搅拌，静置15分钟，喷雾干燥成粉末，即得造纸助剂组合物。
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）过150-350目筛（优选的：过200-300目筛；更加优选的：过250目筛）。
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（2）加水量为原料质量的4-7倍（优选的：加水量为原料质量的5-6倍；更加优选的：加水量为原料质量的5.5倍）。
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）搅拌速度为50-100转/分钟（优选的：搅拌速度为60-90转/分钟；更加优选的：搅拌速度为75转/分钟）。
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）加热升温至55-65℃（优选的：加热升温至60℃）。
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（3）低速搅拌35-45分钟（优选的：低速搅拌40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（3）高速搅拌速度为600-1000转/分钟（优选的：搅拌速度为700-900转/分钟；更加优选的：搅拌速度为800转/分钟）。
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