CN105926350A - 一种造纸助剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羟丙基纤维素2‑6，白云石粉20‑30，黏土30‑35，聚乙烯醇4‑8，聚甘油脂肪酸酯1‑4，氯化石蜡2‑5，壬基酚聚氧乙烯醚1‑4，聚氧丙烯甘油醚2‑4，对羟基苯甲酸脂0.5‑1，植物蜡1‑3，偶氮二甲酰胺2‑3，六偏磷酸钠1‑3，木糖醇2‑6。本发明所制产品助滤效果好，且可增强纸张强度，使纸张平整柔软，无掉毛现象。

Description

一种造纸助剂及其制备方法
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制备合理、工艺简单的造纸助剂及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羟丙基纤维素2-6，白云石粉20-30，黏土30-35，聚乙烯醇4-8，聚甘油脂肪酸酯1-4，氯化石蜡2-5，壬基酚聚氧乙烯醚1-4，聚氧丙烯甘油醚2-4，对羟基苯甲酸脂0.5-1，植物蜡1-3，偶氮二甲酰胺2-3，六偏磷酸钠1-3，木糖醇2-6。
优选的方案中，羟丙基纤维素3-5，白云石粉22-28，黏土31-34，聚乙烯醇5-7，聚甘油脂肪酸酯2-3，氯化石蜡3-4，壬基酚聚氧乙烯醚2-3，聚氧丙烯甘油醚2.5-3.5，对羟基苯甲酸脂0.6-0.9，植物蜡1.5-2.5，偶氮二甲酰胺2.2-2.8，六偏磷酸钠1.5-2.5，木糖醇3-5。
更加优选的，羟丙基纤维素4，白云石粉25，黏土32.5，聚乙烯醇6，聚甘油脂肪酸酯2.5，氯化石蜡3.5，壬基酚聚氧乙烯醚2.5，聚氧丙烯甘油醚3，对羟基苯甲酸脂0.75，植物蜡2，偶氮二甲酰胺2.5，六偏磷酸钠2，木糖醇4。
一种造纸助剂的制备方法，步骤是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（1）搅拌1-3小时（优选的，搅拌1.5-2.5小时；更加优选的，搅拌2小时）。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（2）过160-240目筛（优选的，过180-220目筛；更加优选的，过200目筛）。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（3）搅拌速度为400-600转/分钟（优选的，搅拌速度为450-550转/分钟；更加优选的，搅拌速度为500转/分钟）。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（4）低速搅拌转速为200-500转/分钟（优选的，搅拌转速300-400转/分钟；更加优选的，搅拌转速为350转/分钟）。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（4）高速搅拌转速为1000-1500转/分钟（优选的，搅拌转速为1100-1400转/分钟；更加优选的，搅拌转速为1250转/分钟）。
所述的一种造纸助剂的制备方法，步骤（4）高速搅拌20-30分钟（优选的，高速搅拌22-28分钟；更加优选的，高速搅拌25分钟）。
本发明提供的一种造纸助剂安全环保，无毒无害。除此之外，本发明的优良效果还表现在：本发明所制产品助滤效果好，且可增强纸张强度，使纸张平整柔软，无掉毛现象。
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，如羟丙基纤维素购自购自青岛优索化学科技有限公司，白云石粉购自山东恒福非金属材料有限公司，黏土购自灵寿县诚恒矿物粉体厂，聚乙烯醇购自上海汇沪实业有限公司，聚甘油脂肪酸酯购自济南东润精化科技有限公司，氯化石蜡购自山东德发化工有限公司，壬基酚聚氧乙烯醚购自济南澳兴化工有限公司，聚氧丙烯甘油醚购自上海亿朗化工有限公司，对羟基苯甲酸脂购自济南盛茉莉化工有限公司，植物蜡购自郑州润业贸易有限公司，偶氮二甲酰胺购自济南恒瑞化工有限公司，六偏磷酸钠购自青州市兴源助剂厂，木糖醇购自济南英出化工科技有限公司。
实施例 1 一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羟丙基纤维素2份，白云石粉20份，黏土30份，聚乙烯醇4份，聚甘油脂肪酸酯1份，氯化石蜡2份，壬基酚聚氧乙烯醚1份，聚氧丙烯甘油醚2份，对羟基苯甲酸脂0.5份，植物蜡1份，偶氮二甲酰胺2份，六偏磷酸钠1份，木糖醇2份。
一种造纸助剂的制备方法是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解1小时，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过160目筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，搅拌速度为400转/分钟，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，搅拌速度为200转/分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌20分钟，搅拌速度为1000转/分钟，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
实施例 2 一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羟丙基纤维素6份，白云石粉30份，黏土35份，聚乙烯醇8份，聚甘油脂肪酸酯4份，氯化石蜡5份，壬基酚聚氧乙烯醚4份，聚氧丙烯甘油醚4份，对羟基苯甲酸脂1份，植物蜡3份，偶氮二甲酰胺3份，六偏磷酸钠3份，木糖醇6份。
一种造纸助剂的制备方法是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解3小时，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过240目筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，搅拌速度为600转/分钟，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，搅拌速度为500转/分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌30分钟，搅拌速度为1500转/分钟，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
实施例 3 一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羟丙基纤维素3份，白云石粉22份，黏土31份，聚乙烯醇5份，聚甘油脂肪酸酯2份，氯化石蜡3份，壬基酚聚氧乙烯醚2份，聚氧丙烯甘油醚2.5份，对羟基苯甲酸脂0.6份，植物蜡1.5份，偶氮二甲酰胺2.2份，六偏磷酸钠1.5份，木糖醇3份。
一种造纸助剂的制备方法是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解1.5小时，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过180目筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，搅拌速度为450转/分钟，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，搅拌速度为300转/分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌22分钟，搅拌速度为1100转/分钟，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
实施例 4 一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羟丙基纤维素5份，白云石粉28份，黏土34份，聚乙烯醇7份，聚甘油脂肪酸酯3份，氯化石蜡4份，壬基酚聚氧乙烯醚3份，聚氧丙烯甘油醚3.5份，对羟基苯甲酸脂0.9份，植物蜡2.5份，偶氮二甲酰胺2.8份，六偏磷酸钠2.5份，木糖醇5份。
一种造纸助剂的制备方法是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解2.5小时，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过220目筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，搅拌速度为550转/分钟，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，搅拌速度为400转/分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌28分钟，搅拌速度为1400转/分钟，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
实施例 5 一种造纸助剂，主要由下列原料制备而成（每份5kg）：羟丙基纤维素4份，白云石粉25份，黏土32.5份，聚乙烯醇6份，聚甘油脂肪酸酯2.5份，氯化石蜡3.5份，壬基酚聚氧乙烯醚2.5份，聚氧丙烯甘油醚3份，对羟基苯甲酸脂0.75份，植物蜡2份，偶氮二甲酰胺2.5份，六偏磷酸钠2份，木糖醇4份。
一种造纸助剂的制备方法是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解2小时，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过200目筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，搅拌速度为500转/分钟，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，搅拌速度为350转/分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌25分钟，搅拌速度为1250转/分钟，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
本发明所用原料如下：
羟丙基纤维素：为白色或类白色粉末，在食品工业中用作乳化剂、稳定剂、助悬剂、增稠剂、成膜剂，用于饮料、糕点、果酱等的制造。
白云石粉：为白色或浅灰白色粉末，在涂料中用量有限，局限于作填充剂，主要起白色颜料作用。主要用作生产高级玻璃器皿、医药用瓶、光学玻璃的原料。
黏土：一种含沙粒很少、有黏性的土壤，可使纸的表面特别光滑和吸收墨水，在颜料工业和医药工业中作填补物。
聚乙烯醇：为白色片状、絮状或粉末状固体，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。
聚甘油脂肪酸酯：是一类新型、高效、性能优良多羟基酯类非离子型表面活性剂。有乳化、粘度调节、结晶调整、品质改良，抗菌等作用。用作造纸类专用消泡剂，还可用作纤维柔软剂、抗静电剂，具有耐热、润滑等性能产品改良剂。
氯化石蜡：为淡黄色油状物，广泛应用在塑料、橡胶、纤维等工业领域作增塑剂，织物和包装材料的表面处理剂，粘接材料和涂料的改良剂，高压润滑和金属切削加工的抗磨剂，防霉剂、防水剂，油墨添加剂等。
壬基酚聚氧乙烯醚：为浅色粘稠状液体，常用的非离子型表面活性剂。广泛应用于洗涤剂、纺织、农药、涂料、皮革、建材、造纸等行业。作为造纸低泡洗涤剂和分散剂，可使纸张产品平滑而均匀。此外，壬基酚聚氧乙烯醚还用来除去废报纸油墨。
聚氧丙烯甘油醚：为无色或黄色非挥发性油状液体，用作一种消泡剂。
对羟基苯甲酸脂：为白色结晶粉末或无色结晶，具有广泛的抗菌作用，对各种霉菌、酵母菌、细菌有效，广泛应用于化工、医药、食品、化妆品、胶片、造纸、印刷、塑料加工等诸多领域。
植物蜡：为淡黄至淡褐色脆性固体，可用于药品、化妆品、蜡烛、油墨、上光蜡、鞋油、皮革润饰剂等的制备。
偶氮二甲酰胺：为一种白色或淡黄色粉末，也可以用于食品工业，增加面团的强度和柔韧性，具有漂白作用，也可作为发泡剂用于多种泡沫塑料发泡。
六偏磷酸钠：食品级的，为透明玻璃片状或白色粉状，主要用作品质改良剂，螯合剂，发酵膨松剂，pH值调节剂等。
木糖醇：为白色结晶或结晶性粉末，能抑制酵母的生长和发酵活性，可作为甜味剂、湿润剂使用。
试验例 1本发明所得一种造纸助剂（实施例5）的助滤性能和增强作用的测定：
试验分为两组，实验组和对照组，实验组使用本发明所制产品，对照组使用市面上购买的造纸助剂。
1、助滤性能的测定
将造纸助剂加入到浆料中，搅拌均匀，于打浆度测定仪上测定其打浆度。
2、撕裂指数和抗张指数测定
将纸浆浆料按2%的浓度疏解，然后以绝干纤维1.0%的用量加入造纸助剂，搅拌混匀后抄片，烘干，制得纸样，纸样恒温恒湿下静置24小时后，按照国家标准GB/T453-2002和GB/T455-2002测试纸张撕裂指数和抗张指数。
3、耐折度测定
取长15cm，宽15mm的纸样8张，用MIT耐折度仪上测量其耐断次数。
测试结果：由表1可知，实验组的助滤效果明显较对照组好，且其撕裂指数和抗张指数也明显较对照组高，其中撕裂指数较对照组提高了18.33%，抗张指数提高了27.11%，可见本发明所制产品助滤效果好，且可显著提高纸张的强度。
表1 不同助剂助滤性能和增强作用的比较
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，其特征在于，主要由下列原料制备而成，均为质量份：羟丙基纤维素2-6，白云石粉20-30，黏土30-35，聚乙烯醇4-8，聚甘油脂肪酸酯1-4，氯化石蜡2-5，壬基酚聚氧乙烯醚1-4，聚氧丙烯甘油醚2-4，对羟基苯甲酸脂0.5-1，植物蜡1-3，偶氮二甲酰胺2-3，六偏磷酸钠1-3，木糖醇2-6。
2.如权利要求1所述的一种造纸助剂，其特征在于，羟丙基纤维素3-5，白云石粉22-28，黏土31-34，聚乙烯醇5-7，聚甘油脂肪酸酯2-3，氯化石蜡3-4，壬基酚聚氧乙烯醚2-3，聚氧丙烯甘油醚2.5-3.5，对羟基苯甲酸脂0.6-0.9，植物蜡1.5-2.5，偶氮二甲酰胺2.2-2.8，六偏磷酸钠1.5-2.5，木糖醇3-5。
3.如权利要求1所述的一种造纸助剂，其特征在于，羟丙基纤维素4，白云石粉25，黏土32.5，聚乙烯醇6，聚甘油脂肪酸酯2.5，氯化石蜡3.5，壬基酚聚氧乙烯醚2.5，聚氧丙烯甘油醚3，对羟基苯甲酸脂0.75，植物蜡2，偶氮二甲酰胺2.5，六偏磷酸钠2，木糖醇4。
4.如权利要求1-3任一所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤是：
（1）取羟丙基纤维素溶于水中，搅拌溶解，制得浓度为2%的羟丙基纤维素溶液；
（2）取白云石粉和黏土烘干，磨粉过筛，得粉料；
（3）将步骤（2）所制粉料投入混合机内，加入聚甘油脂肪酸酯、氯化石蜡和偶氮二甲酰胺和水，搅拌混合均匀后出料，得物料；
（4）将步骤（1）（3）所制溶液和物料投入混合机内低速搅拌15分钟，依次加入壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯甘油醚、聚乙烯醇、粉碎的植物蜡、木糖醇、对羟基苯甲酸脂和六偏磷酸钠后高速搅拌，混匀后出料，喷雾干燥，粉碎过300目筛，即得造纸助剂。
5.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）搅拌1-3小时（优选的，搅拌1.5-2.5小时；更加优选的，搅拌2小时）。
6.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）过160-240目筛（优选的，过180-220目筛；更加优选的，过200目筛）。
7.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）搅拌速度为400-600转/分钟（优选的，搅拌速度为450-550转/分钟；更加优选的，搅拌速度为500转/分钟）。
8.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）低速搅拌转速为200-500转/分钟（优选的，搅拌转速300-400转/分钟；更加优选的，搅拌转速为350转/分钟）。
9.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）高速搅拌转速为1000-1500转/分钟（优选的，搅拌转速为1100-1400转/分钟；更加优选的，搅拌转速为1250转/分钟）。
10.如权利要求4所述的一种造纸助剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）高速搅拌20-30分钟（优选的，高速搅拌22-28分钟；更加优选的，高速搅拌25分钟）。
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