本发明涉及造纸
技术领域：
，尤其涉及一种高吸附多孔造纸用助留剂的制备方法。
背景技术：
：造纸过程中，浆料中会有很多细小纤维，细小纤维的留着率低，会通过白水浪费掉，而且细小纤维会堆积在滤网的底部，影响纸页的滤水功能，对纸的品质造成不良的影响，因此在抄纸的过程中会在网部添加助留剂，增加细小纤维的留着率，提高纸页的脱水性能。助留剂作为一种纸机网部纤维和细料留着的化学品，是造纸行业中的重要原料之一，其能够减少纸浆中细纤维的流失，减少原材料的消耗。目前常用的助留剂主要有常规助留剂和微粒助留剂两种，常规助留剂是以高聚物为主，并添加明矾、聚合氯化铝或定着剂；微粒助留剂是由阳离子聚丙烯酰胺和微粒子组成。然而，现有技术制备的助留剂虽然能够有效吸附纤维和细料的流失，但在长期使用的过程中，容易造成滤水通道的堵塞，影响网部的滤水，导致生产效率下降，还会增加生产耗损，且现有助留剂对纸浆的纤维吸附作用不强，导致制得的纸浆纤维结构松散、纸张光洁度、平整度较差，无法适应市场需求。因此，亟待开发一种纸浆纤维吸附作用较好的高吸附多孔造纸用助留剂。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前高吸附多孔造纸用助留剂存在对纸浆纤维吸附性不好的缺陷，提供了一种高吸附多孔造纸用助留剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种高吸附多孔造纸用助留剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)称取24～27g柚子皮放入烧杯中，用去离子水冲洗柚子皮，再将冲洗后的柚子皮放入烘箱中烘干，取出研磨粉碎，得到柚子皮颗粒，再将柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液混合搅拌后，取出抽滤，去除滤液，得到滤渣，干燥即为改性柚子皮颗粒；(2)将亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液混合浸泡，得到浸泡亚麻纤维，再将硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠混合置于装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌，搅拌后再向四口烧瓶中加入浸泡亚麻纤维搅拌回流，得到氧化亚麻纤维，用去离子水洗涤氧化亚麻纤维，最后置于烘箱中干燥，冷却出料，得到改性亚麻纤维；(3)将质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸混合置于烧杯中搅拌反应后，再用去离子水冲洗，加热升温，搅拌反应，得到自制硅溶胶，将自制硅溶胶和桃胶混合搅拌，得到改性自制硅溶胶；(4)按重量份数计，分别称取改性柚子皮颗粒、改性亚麻纤维、改性自制硅溶胶、二乙烯基苯、谷氨酰胺和去离子水，混合后超声分散，超声分散后喷雾干燥，收集干燥物即可得高吸附多孔造纸用助留剂。步骤(1)所述的冲洗次数为3～5次，烘干温度为70～75℃，烘干时间为6～8min，粉碎时间为15～21min，柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液的质量比为1：4，混合搅拌时间为16～20min。步骤(2)所述的亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液的质量比为1：7，混合浸泡时间为1～3h，硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠的质量比为3：1，回流温度为120～124℃，回流时间为3～4h，水洗次数为3～5次，干燥温度为85～90℃，干燥时间为35～45min。步骤(3)所述的质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸的体积比为5：1，搅拌反应25～35℃，搅拌反应时间为12～16min，冲洗次数为4～6次，加热升温温度为70～80℃，搅拌反应时间为1～2h，自制硅溶胶和桃胶的质量比为3：1，混合搅拌时间为12～15min。步骤(4)所述的按重量份数计，分别称取60～80份改性柚子皮颗粒、20～30份改性亚麻纤维、20～30份改性自制硅溶胶、1～3份二乙烯基苯、3～5份谷氨酰胺和70～90份去离子水，分散温度为55～65℃，分散超声功率为100～200w，分散时间为35～40min。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：(1)本发明利用碱性溶液对柚子皮进行改性，有利于柚子皮细胞壁表面角质和蜡质层的去除，以及纤维素的结晶和聚合程度的降低，破坏结合层，增加有效的比表面积，有利于柚子皮的吸附性得到提高，又由于碱性溶液能够破坏其纤维素之间的化学键，使皮质结构变得疏松，增加其吸附性能，由此制成造纸用助留剂，从而提高了造纸用助留剂的吸附性，再利用碱溶液和硅烷偶联剂kh-570对亚麻纤维进行表面改性，其中亚麻纤维的主要成分为纤维素，先利用碱溶液对亚麻纤维表面进行改性处理，促使其纤维素的结晶度得到提高，有利于亚麻纤维的力学性能得到提高，同时能够增加亚麻纤维的表面积，使得体系与亚麻纤维表面的粘着面积也得到增加，从而提高体系与亚麻纤维的界面强度，又由于亚麻纤维含有大量的极性官能团，利用硅烷偶联剂kh-570对其进行改性，使得亚麻纤维的极性基团减少，促进了亚麻纤维与基材的相容性，再次有利于造纸用助留剂的吸附性；(2)本发明继续通过具有粘性的桃胶对硅溶胶进行改性，并利用高吸附活性和粘性的改性硅溶胶，发酵反应后会使很多羟基和氨基基体暴露出来，羟基和氨基可以充分接近纸浆中的纤维，具有较好的成膜能力，同时对纤维有足够的黏合强度，并能在纤维间架桥，分子链上有许多正电荷中心和羟基，便于和纤维形成静电结合和氢键，能有效提高纸浆中细纤维和细料的留着率，减少了纸浆原料的投入，降低了纸浆的消耗，进一步提高了造纸用助留剂的吸附性，具有广泛的应用前景。具体实施方式称取24～27g柚子皮放入烧杯中，用去离子水冲洗柚子皮3～5次，再将冲洗后的柚子皮放入烘箱中，在温度为70～75℃的条件下烘干6～8min，取出研磨粉碎15～21min，得到柚子皮颗粒，再按质量比为1：4将柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液混合搅拌16～20min后，取出抽滤，去除滤液，得到滤渣，干燥即为改性柚子皮颗粒；按质量比为1：7将亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液混合浸泡1～3h，得到浸泡亚麻纤维，再将硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠按质量比为3：1混合置于装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌5～7min，搅拌后再向四口烧瓶中加入浸泡亚麻纤维，在温度为120～124℃下搅拌回流3～4h，得到氧化亚麻纤维，用去离子水洗涤氧化亚麻纤维3～5次，最后置于烘箱中，在温度为85～90℃的条件下干燥35～45min，冷却出料，得到改性亚麻纤维；按体积比为5：1将质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸混合置于烧杯中，在25～35℃下搅拌反应12～16min后，再用去离子水冲洗4～6次，加热升温至70～80℃，搅拌反应1～2h，得到自制硅溶胶，按质量比为3：1将自制硅溶胶和桃胶混合搅拌12～15min，得到改性自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取60～80份改性柚子皮颗粒、20～30份改性亚麻纤维、20～30份改性自制硅溶胶、1～3份二乙烯基苯、3～5份谷氨酰胺和70～90份去离子水，混合后在温度为55～65℃、超声功率为100～200w条件下超声分散35～40min，超声分散后喷雾干燥，收集干燥物即可得高吸附多孔造纸用助留剂。实例1称取24g柚子皮放入烧杯中，用去离子水冲洗柚子皮3次，再将冲洗后的柚子皮放入烘箱中，在温度为70℃的条件下烘干6min，取出研磨粉碎15min，得到柚子皮颗粒，再按质量比为1：4将柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液混合搅拌16min后，取出抽滤，去除滤液，得到滤渣，干燥即为改性柚子皮颗粒；按质量比为1：7将亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液混合浸泡1h，得到浸泡亚麻纤维，再将硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠按质量比为3：1混合置于装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌5min，搅拌后再向四口烧瓶中加入浸泡亚麻纤维，在温度为120℃下搅拌回流3h，得到氧化亚麻纤维，用去离子水洗涤氧化亚麻纤维3次，最后置于烘箱中，在温度为85℃的条件下干燥35min，冷却出料，得到改性亚麻纤维；按体积比为5：1将质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸混合置于烧杯中，在25℃下搅拌反应12min后，再用去离子水冲洗4次，加热升温至70℃，搅拌反应1h，得到自制硅溶胶，按质量比为3：1将自制硅溶胶和桃胶混合搅拌12min，得到改性自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取60份改性柚子皮颗粒、20份改性亚麻纤维、20份改性自制硅溶胶、1份二乙烯基苯、3份谷氨酰胺和70份去离子水，混合后在温度为55℃、超声功率为100w条件下超声分散35min，超声分散后喷雾干燥，收集干燥物即可得高吸附多孔造纸用助留剂。实例2称取26g柚子皮放入烧杯中，用去离子水冲洗柚子皮4次，再将冲洗后的柚子皮放入烘箱中，在温度为72℃的条件下烘干7min，取出研磨粉碎18min，得到柚子皮颗粒，再按质量比为1：4将柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液混合搅拌18min后，取出抽滤，去除滤液，得到滤渣，干燥即为改性柚子皮颗粒；按质量比为1：7将亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液混合浸泡2h，得到浸泡亚麻纤维，再将硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠按质量比为3：1混合置于装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌6min，搅拌后再向四口烧瓶中加入浸泡亚麻纤维，在温度为122℃下搅拌回流3.5h，得到氧化亚麻纤维，用去离子水洗涤氧化亚麻纤维4次，最后置于烘箱中，在温度为88℃的条件下干燥40min，冷却出料，得到改性亚麻纤维；按体积比为5：1将质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸混合置于烧杯中，在30℃下搅拌反应14min后，再用去离子水冲洗5次，加热升温至75℃，搅拌反应1.5h，得到自制硅溶胶，按质量比为3：1将自制硅溶胶和桃胶混合搅拌14min，得到改性自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取70份改性柚子皮颗粒、25份改性亚麻纤维、25份改性自制硅溶胶、2份二乙烯基苯、4份谷氨酰胺和80份去离子水，混合后在温度为60℃、超声功率为150w条件下超声分散36min，超声分散后喷雾干燥，收集干燥物即可得高吸附多孔造纸用助留剂。实例3称取27g柚子皮放入烧杯中，用去离子水冲洗柚子皮5次，再将冲洗后的柚子皮放入烘箱中，在温度为75℃的条件下烘干8min，取出研磨粉碎21min，得到柚子皮颗粒，再按质量比为1：4将柚子皮颗粒和质量分数为21％的氢氧化钠溶液混合搅拌20min后，取出抽滤，去除滤液，得到滤渣，干燥即为改性柚子皮颗粒；按质量比为1：7将亚麻纤维和质量分数为27％的氢氧化钠溶液混合浸泡3h，得到浸泡亚麻纤维，再将硅烷偶联剂kh-570和亚硫酸氢钠按质量比为3：1混合置于装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌7min，搅拌后再向四口烧瓶中加入浸泡亚麻纤维，在温度为124℃下搅拌回流4h，得到氧化亚麻纤维，用去离子水洗涤氧化亚麻纤维5次，最后置于烘箱中，在温度为90℃的条件下干燥45min，冷却出料，得到改性亚麻纤维；按体积比为5：1将质量份数为15％的硅酸钠溶液和浓度为10mol/l的盐酸混合置于烧杯中，在35℃下搅拌反应16min后，再用去离子水冲洗6次，加热升温至80℃，搅拌反应2h，得到自制硅溶胶，按质量比为3：1将自制硅溶胶和桃胶混合搅拌15min，得到改性自制硅溶胶；按重量份数计，分别称取80份改性柚子皮颗粒、30份改性亚麻纤维、30份改性自制硅溶胶、3份二乙烯基苯、5份谷氨酰胺和90份去离子水，混合后在温度为65℃、超声功率为200w条件下超声分散40min，超声分散后喷雾干燥，收集干燥物即可得高吸附多孔造纸用助留剂。对比例以淮安市某公司生产的高吸附多孔造纸用助留剂作为对比例对本发明制得的高吸附多孔造纸用助留剂和对比例中的高吸附多孔造纸用助留剂进行检测，检测结果如表1所示：按质量比1:200，将市售巴斯夫造纸用助留剂与水在100r/min转速下搅拌混合10min，得助留液，随后将所得助留液加入到纸浆中，控制助留液添加量为纸浆质量的8％，最后按纸张定量为70g/m2，将添加助留剂后的纸浆利用造纸机，制得成品纸张。分别对使用实例1～3所得造纸用助留剂制成的成品纸张与对比例使用市售巴斯夫造纸用助留剂制成的成品纸张进行性能检测，其检测结果表1测试项目实例1实例2实例3对比例吸附容量(mg/g)0.160.170.190.11留着率(％)86.686.887.876.2纸张白度(％)81.282.683.178.6由表1数据可知，制得的造纸用助留剂助留效果显著，加入到纸浆中细小纤维和细料的留着率较高，同时助留剂使用过程中不会造成滤水通道的堵塞，且本发明助留剂具有改善纸浆纤维结构、提高纸张质量的效果，制成的纸张白度，多孔且吸附性强，明显优于对比例产品。因此，具有广阔的使用前景。当前第1页12