CN109680537B - 一种新型层间结合胶和制备方法及其在造纸层间喷淋中的应用 - Google Patents

一种新型层间结合胶和制备方法及其在造纸层间喷淋中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型层间结合胶和制备方法及其在造纸层间喷淋中的应用。该新型层间结合胶的制备方法，包括步骤：(1)将含酚造纸废弃物、甲醛类单体与强碱性物质的混合水溶液，于65℃～85℃下反应60～300分钟；(2)然后向步骤(1)的反应产物中加入阳离子醚化剂，于70～90℃反应120～300分钟，经冷却过滤后制得新型层间结合胶。将采用本发明方法制备的新型层间结合胶，应用于纱管纸、箱板纸、再生牛皮卡等纸种的生产工艺中，可部分或全部替代层间喷淋淀粉，并有效可提高成纸层间结合强度、环压强度、耐折强度、耐破强度等强度指标，且其原料广泛，价格实惠；有效减少造纸废弃物排放，减轻污染，有利环境保护；因此发展前景十分可观。

Description

一种新型层间结合胶和制备方法及其在造纸层间喷淋中的 应用
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种新型层间结合胶和制备方法及其在箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸层间喷淋中的应用。
背景技术
随着人们生活水平不断提高，网络购物已成为人们日常主要购物方式；物流、包装行业也随之迅速发展；箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸等纸市场需求量很大；且对包装纸质量要求也越来越高。箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸等纸种，一般是由普通废纸回收再生或添加少量的其它浆配抄生产的，因此其质量的提高受到一定的限制。就一般而言，在设备满足工艺要求时，为提高其成纸质量，通常可采用如下途径：一是优化废纸的质量或选用质量好的废纸；二是添加少量草类或二次长纤维本色浆，以达到提高成纸纸质量的目的；三是使用成本较低且增强效果好的化学助剂。尤其是第三种方法，越来越为众多厂家关注和采用。本发明将含酚底物、甲醛类单体的造纸废弃物进行化学合成一种新型层间结合胶，可提高成纸层间结合强度、环压、耐破、耐折等强度指标；并减少部分造纸废弃物排放，保护环境；预计市场前景广阔。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种新型层间结合胶和制备方法及其在箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸层间喷淋中的应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种新型层间结合胶和制备方法，包括步骤：
(1)将含酚造纸废弃物、甲醛类单体与强碱性物质的混合水溶液，于65℃～85℃下反应60～300分钟；
(2)然后向步骤(1)的反应产物中加入阳离子醚化剂，于70～90℃反应120～300分钟，经冷却过滤后制得新型层间结合胶。
进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，各组分原料采用的重量份数如下：
Figure BDA0001903239310000021
进一步优选地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，各组分原料采用的重量份数如下：
Figure BDA0001903239310000022
更进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，各组分原料采用的重量份数如下：
Figure BDA0001903239310000023
进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，所述含酚造纸废弃物为腐浆、浆渣、木皮、各种纸浆制浆过程中的任一阶段产生的废液、制浆废液提取物、含硅白泥中的一种或多种的混合物。
进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，所述甲醛类单体为甲醛、多聚甲醛中的一种或多种。
进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，所述阳离子醚化剂为β-卤烷基叔胺化合物、2,3-环氧丙基叔胺化合物、3-氯-2-羟丙基叔胺化合物、β-卤烷基季胺化合物、2,3-环氧丙基季胺化合物、3-氯-2-羟丙基季胺化合物中的一种或多种。
进一步地，在所述的新型层间结合胶的制备方法中，所述强碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、氨水、有机胺中的一种或多种。
本发明的第二个方面是提供一种如上述所述方法制备的新型层间结合胶，所述新型层间结合胶的固含量为10～50％，粘度为200～600cps，pH为3～11。
本发明的第三个方面是提供一种上述所述的新型层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用。
进一步地，在所述的新型层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用中，所述新型层间结合胶在纱管纸、箱板纸、再生牛皮卡等纸种生产工艺中的应用。
进一步地，在所述的新型层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用中，所述新型层间结合胶在层间喷淋时添加量为5～50kg/t纸。
进一步地，在所述的新型层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用中，提高层间结合强度3％～25％、环压强度3％～20％、耐破强度3％～15％，耐折强度3～26％
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)本发明通过对含酚底物、甲醛类单体的造纸废弃物化学改性，应用于箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸层间喷淋；
(2)本发明制备的新型层间结合胶可在纸机现用喷淋设备直接添加，无需做改变，操作简单；
(3)使用本发明制备的新型层间结合胶在层间喷淋应用后，成纸内结合强度、环压强度、耐折强度、耐破强度均有明显增加，并且成纸色相基本无变化；
(4)通过本发明可处理造纸废弃物，减少环境污染，实现资源回收再利用；
(5)本发明制备的新型层间结合胶应用于箱板纸、再生牛皮卡、纱管纸生产中，可明显提高成纸层间结合强度、环压、耐破、耐折等强度指标。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
(一)新型层间结合胶的制备：
(1)将60份含有含酚底物的造纸废弃物、20份甲醛与10份氢氧化钠混合溶液在70℃下反应300分钟；
(2)然后再向(1)反应产物中加入10份阳离子醚化剂2,3-环氧丙基叔胺化合物、3-氯-2-羟丙基叔胺化合物，70℃反应300分钟，经冷却过滤后制得新型层间结合胶。制得的新型层间结合胶固含量为12％，粘度为250cps，pH为4.05。
(二)本实施例制备的新型层间结合胶在山东某纱管纸厂上机应用
(1)实验生产条件：
纸机类型：叠网纸机；
生产车速：270m/min左右；
抄纸幅宽：2650mm；
生产纸种：450g/m2纱管纸；
原工艺：层间喷淋淀粉20公斤/吨纸，环压指数在15N.m/g左右，层间结合强度在400J/m2。每小时溶解320公斤淀粉。
(2)直接将新型层间结合胶加入淀粉溶解罐中，以新型层间结合胶原液为折干淀粉的30％的量加入。
(3)根据成纸指标及时调整淀粉、新型层间结合胶用量。
(4)实验前后数据汇总如表1所示：
表1新型层间结合胶的应用实验数据
Figure BDA0001903239310000041
(5)结论：
通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶替代部分或全部淀粉后，成纸环压强度提高4.3～9.3％；内结合强度提高10～18％。
以及通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶替代部分或全部淀粉后，成纸白度、色相与原工艺纸样一致。
实施例2
(一)新型层间结合胶的制备：
(1)将80份含有含酚底物的造纸废弃物、5份三聚甲醛与5份氢氧化钾混合溶液在80℃下反应200分钟；
(2)然后再向(1)反应产物中加入10份阳离子醚化剂β-卤烷基叔胺化合物、2,3-环氧丙基叔胺化合物，80℃反应200分钟，经冷却过滤后制得新型层间结合胶。本实施例制得的新型层间结合胶固含量15％，粘度为348cps，pH为4.18。
(二)本实施例制备的新型层间结合胶在浙江某纱管纸厂上机应用
(1)实验生产条件：
纸机类型：3200mm多圆网纸机；
纸机车速：117m/min；
生产纸种：420g/㎡纱管纸
原工艺：层间喷淋淀粉25公斤/吨纸，环压强度>15Nm/g,内结合>320J/m2。
(2)直接将新型层间结合胶加入淀粉溶解罐中，以新型层间结合胶原液为折干淀粉的30％的量加入。
(3)根据成纸指标及时调整淀粉、新型层间结合胶用量。
(4)实验前后数据汇总如表2所示：
表2新型层间结合胶的应用实验数据
Figure BDA0001903239310000051
Figure BDA0001903239310000061
(5)结论：
通过试验结果可以看出，通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶替代部分或全部淀粉后，成纸环压强度提高5.2～7.1％；内结合强度提高12～19％。
以及通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶替代部分或全部淀粉后，成纸白度、色相与原工艺纸样一致。
实施例3
(一)新型层间结合胶的制备
(1)将100份含有含酚底物的造纸废弃物、5份三聚甲醛与氢氧化钠、15份氨水混合溶液在85℃下反应60分钟；
(2)然后再向(1)反应产物中加入20份阳离子醚化剂2,3-环氧丙基季胺化合物、3-氯-2-羟丙基季胺，90℃反应120分钟，经冷却过滤后制得新型层间结合胶。本实施例制备的新型层间结合胶固含量为18％，粘度为483cps，pH为5.63。
(二)本实施例制备的新型层间结合胶在山东某厂再生牛卡纸上机应用
(1)实验生产条件：
纸机类型：6600mm叠网纸机；
纸机车速：970m/min；
生产纸种：130克再生牛卡纸
原工艺：层间喷淋淀粉10公斤/吨纸
(2)直接将新型层间结合胶加入淀粉溶解罐中，以新型层间结合胶原液5公斤/吨纸替代5公斤/吨纸的干淀粉。
(3)根据成纸指标及时调整淀粉、新型层间结合胶用量。
(4)实验前后数据汇总如表3所示：
表3新型层间结合胶的应用实验数据
Figure BDA0001903239310000071
(5)结论：
通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶等量替代原工艺层间喷淋增强剂后，成纸耐破强度提高10％；耐折强度20～26％；成纸白度、色相与原工艺纸样相当。
通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶3公斤/吨纸替代原工艺层间喷淋增强剂5公斤/吨纸后，成纸耐破强度提高0.7％；耐折强度4～5％，与原工艺纸样基本相当；成纸白度、色相与原工艺纸样一致。
通过试验结果可以看出，层间喷淋用东升新型层间结合胶6公斤/吨纸替代原工艺层间喷淋增强剂10公斤/吨纸后，成纸纸各项指标相当。
本发明通过一系列的研究、实验，证实用本方法制得的新型层间结合胶，此新型层间结合胶应用于纱管纸、箱板纸、再生牛皮卡生产中工艺中，可部分或全部替代层间喷淋淀粉，并提高层间结合强度10～19％、环压强度4～10％、耐破强度10％，耐折强度20～26％。其原料广泛，价格实惠；有效减少造纸废弃物排放，减轻污染，有利环境保护；因此发展前景十分可观。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种层间结合胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含酚造纸废弃物、甲醛类单体与强碱性物质的混合水溶液，于65℃～85℃下反应60～300分钟；
(2)然后向步骤(1)的反应产物中加入阳离子醚化剂，于70～90℃反应120～300分钟，经冷却过滤后制得层间结合胶；
各组分原料的重量份数如下：
Figure FDA0002952964040000011
2.根据权利要求1所述的层间结合胶的制备方法，其特征在于，所述含酚造纸废弃物为腐浆、浆渣、木皮、各种纸浆制浆过程中的任一阶段产生的废液、制浆废液提取物、含硅白泥中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的层间结合胶的制备方法，其特征在于，所述甲醛类单体为甲醛、多聚甲醛中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的层间结合胶的制备方法，其特征在于，所述阳离子醚化剂为β-卤烷基叔胺化合物、2,3-环氧丙基叔胺化合物、3-氯-2-羟丙基叔胺化合物、β-卤烷基季胺化合物、2,3-环氧丙基季胺化合物、3-氯-2-羟丙基季胺化合物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的层间结合胶的制备方法，其特征在于，所述强碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、氨水、有机胺中的一种或多种。
6.一种如权利要求1～5任一项所述方法制备的层间结合胶，其特征在于，所述层间结合胶的固含量为10～50％，粘度为200～600cps，pH为3～11。
7.一种如权利要求6所述的层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用。
8.根据权利要求7所述的层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用，其特征在于，所述层间结合胶在纱管纸、箱板纸、再生牛皮卡纸种生产工艺中的应用。
9.根据权利要求7所述的层间结合胶在造纸层间喷淋中的应用，其特征在于，所述层间结合胶在层间喷淋时添加量为5～50kg/t纸。
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