专利名称：：纸用增强剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种纸用增强剂以及在造纸方面的应用。
背景技术：
：目前造纸工业普遍应用改型淀粉和阳离子聚丙烯酰胺作为增强剂，但国内淀粉来源不一，种类繁多，直链和支链比例各异，因此严重影响其改性产品质量的稳定性。国内较大造纸厂不得己选用国外大公司生产的湿部助剂，造成纸张成本增加。另一方面，阳离子聚丙烯酰胺不易生物降解，残留单体有一定的毒性，在生活用纸及高档纸的应用中受到限制。并且含阳离子聚丙烯酰胺的白水回用造成阳电荷富集，影响纸张匀度和抄造系统的稳定性。瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖胶，从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到。瓜尔胶主链由(1，4)P-D甘露糖为单元连接而成，侧链由单个a-D半乳糖组成并以(1，6)键与主链相接。其独特的分子结构和物理化学特性，使它成为一种很有潜力的新型环保造纸助剂。天然的瓜尔胶作为造纸助剂时，可以提高纸页强度，减少灰斑形成并提高纸页匀度。但易造成滤水困难，从而增加了干燥负荷。近年来，由于瓜尔胶的种植，收割，纯化，粉碎实现工业化，其原料的价格优势日渐明显。并且瓜尔胶出色的生物降解性能缓解了环境污染问题，符合环保生产理念。关于瓜尔胶的改性研究是基于应用目的而开展的，改性的瓜尔胶主要在日用化学品，油田化学品、矿山开采、造纸等方面，在国内得到了大规模的市场认同，如美国专利US3326890、US3350186,US3483121公开了非离子瓜尔胶的制备工艺。但这些专利技术存在的主要问题是合成步骤复杂，产品取代度较低。
发明内容本发明的目的在于提供一种纸用增强剂及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明的制备方法，包括如下步骤(1)将40-60重量份溶剂与1020重量份瓜尔胶原粉搅拌混合，然后加入0.2-1重量份催化剂，在35-6(TC反应30-90分钟，降温至25-30。C，充氮驱氧；(2)加入8-12重量份醚化剂，然后加热升温至40-90°C，反应25小时，降温至30-4(TC，加入2-6重量份中和剂使反应物pH值控制在6-8之间，再从反应产物中收集所述纸用增强剂。所说的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇水溶液中的一种以上，溶剂中水的重量浓度为10%-40%，最好为20-30%;催化剂选自二乙烯三胺，三乙烯四胺、四乙烯五胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺等中的一种以上；所说的醚化剂选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷或氯乙醇中的一种以上；所述中和剂是无机酸或有机酸，优选盐酸、冰醋酸、柠檬酸或富马酸中的一种以上；收集方法采用本领域通用方法，例如，可以按如下步骤收集产物将反应物抽滤，滤饼在真空干燥箱中烘干，粉碎成100目，制得所述纸用增强剂。采用上述方法制备的纸用增强剂，具有流动性好、粘度高且稳定等性能，可以用于纸张增强。本发明制备的纸用增强剂是非离子瓜尔胶，在室温遇水能够迅速溶解成澄清溶液，不需要高温糊化，操作简单，利于降低能耗和减少设备投资，本发明产品与瓜尔胶原粉相比，粉体流动性良好，1%水溶液在室温放置10天以上不会出现沉淀、絮凝、分层以及发霉等现象，粘度基本保持不变，增强效果不受影响。可以根据纸衆的不同组分、打浆度以及其它助剂的添加量来调整其用量，从而发挥协同增效作用，扩大本发明产品的适用范围，除巻烟纸外，还用于薄纸、特种纸、绘图纸等。具体实施方式实施例1在100升反应釜中加入乙醇32kg和8kg去离子水，搅拌，加入瓜尔胶原粉20kg，搅拌下加入二乙醇胺0.2kg，在搅拌下加热升温至35。C，在此温度下反应90min,然后降温至25t:，通氮气置换空气，在无氧的氛围中加入环氧乙烷8kg，加热升温至5(TC，在此温度下反应5个小时，然后降温至30°C，用冰醋酸调PH值到,7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗涤一次，抽滤，用95%乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为7(TC条件下干燥2个小时，将烘干后粉碎，过100目筛网得成品；编号为HPG1。实施例2在100升反应釜中加入工业乙醇32kg和8kg去离子水，搅拌，加入瓜尔胶原粉20kg,搅拌下加入三乙醇胺0.5kg，在搅拌下加热升温至4(TC，在此温度下反应75min,然后降温至27。C，然后通氮气置换空气，在无氧的氛围中加入环氧乙垸10kg，加热升温至60。C,在此温度下反应4个小时，然后降温至3(TC，用冰醋酸调PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗涤一次，抽滤，用95%乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为70。C条件下干燥2个小时，将烘干后粉碎，过100目筛网得成品，编号为HPG2。实施例3在100升反应釜中加入工业乙醇28kg和12kg去离子水，搅拌下加入瓜尔胶原粉30kg，搅拌下加入二乙胺0.7kg，在搅拌下加热升温至45。C，在此温度下反应60min,然后降温至3(TC，然后通氮气置换空气，在无氧的氛围中加入环氧丙烷4.5kg，加热升温至5(TC，在此温度下反应5个小时，然后降温至30'C，用冰醋酸调PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗涤一次，抽滤，用95%乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为7(TC条件下干燥2个小时，将烘干后粉碎，过IOO目筛网得成品，编号为HPG3。实施例4在100升反应釜中加入工业乙醇28kg和12kg去离子水，搅拌下加入瓜尔胶原粉20kg，搅拌下加入二乙烯三胺O.汰g，在搅拌下加热升温至5(TC，在此温度下反应50min,然后降温至3(TC，然后通氮气置换空气，在无氧的氛围中加入环氧丙垸10kg，加热升温至7(TC，在此温度下反应3个小时，然后降温至3(TC，用冰醋酸调PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗涤一次，抽滤，用95%乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为70。C条件下干燥2个小时，将烘干后粉碎，过IOO目筛网得成品，编号为HPG4。实施例5在100升反应釜中加入工业乙醇30kg和10kg去离子水，搅拌下加入瓜尔胶原粉20kg，搅拌下加入三乙烯四胺lkg，在搅拌下加热升温至55'C，在此温度下反应30min，然后降温至3(TC，通氮气置换空气，在无氧的氛围中加入环氧丙垸12kg,加热升温至7(TC，在此温度下反应3个小时，然后降温至3(TC，用盐酸调PH值到7.0左右。物料经抽滤、用乙醇/水混合液(乙醇水=9:1)洗涤一次，抽滤，用95%乙醇洗涤一次，洗涤、抽滤、滤饼在真空、温度为70"C条件下干燥2个小时，将烘干后粉碎，过100目筛网即得成品，编号为HPG5。应用实施例1按设计定量50g/r^抄片，瓜尔胶增强剂添加量为5公斤/吨纸(干/干纸)，轻钙加填30%(干/干纸)，称取适量的浆料，按设计的添加量加入瓜尔胶增强剂搅拌1分钟后，加入轻钙搅拌1分钟，在方形抄片机上抄片成形，干燥后0.3Mpa软压光一次检测纸样各指标。添加样品的手抄片物理指标<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从实验结果来看，本发明制备的纸用瓜尔胶增强剂的应用性能与对比样，相比，增强效果较好。权利要求1.纸用增强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将40-60重量份溶剂与10～20重量份瓜尔胶原粉搅拌混合，然后加入0.2-1重量份催化剂，在35-60℃反应30-90分钟，降温至25-30℃，充氮驱氧；(2)加入醚化剂，然后加热升温至40-90℃，反应2～5小时，降温至30-40℃，加入中和剂使反应物pH值控制在6-8之间，再从反应产物中收集所述纸用增强剂；催化剂选自二乙烯三胺，三乙烯四胺、四乙烯五胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种以上；所说的醚化剂选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷或氯乙醇中的一种以上；所述中和剂是无机酸或有机酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料的重量份数比例如下.-溶剂40-60重量份，瓜尔胶原粉1020重量份，催化剂0.2-1重量份，醚化剂8-12重量份。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇水溶液中的一种以上。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，溶剂中水的重量浓度为10%-40%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中和剂是盐酸、冰醋酸、柠檬酸或富马酸中的一种以上。6.根据权利要求15任一项所述方法制备的纸用增强剂。7.根据权利要求6所述的纸用增强剂的应用，其特征在于，用于纸张增强。全文摘要本发明提供了一种纸用增强剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤(1)将40-60重量份溶剂与10～20重量份瓜尔胶原粉搅拌混合，然后加入0.2-1重量份催化剂，在35-60℃反应30-90分钟，降温至25-30℃，充氮驱氧；(2)加入醚化剂，然后加热升温至40-90℃，反应2～5小时，降温至30-40℃，加入中和剂使反应物pH值控制在6-8之间，再从反应产物中收集所述纸用增强剂。本发明制备的纸用增强剂在室温遇水能够迅速溶解，操作简单，粉体流动性和稳定性良好，除卷烟纸外，还用于薄纸、特种纸、绘图纸等。文档编号D21H21/18GK101250837SQ2008100352公开日2008年8月27日申请日期2008年3月27日优先权日2008年3月27日发明者施晓旦,李改霞,王养臣申请人:上海东升新材料有限公司