本发明涉及一种干强剂的制备方法，属于造纸工艺中的助剂制备技术领域。
背景技术：
我国造纸工业大量利用废纸浆、草类纤维造纸以及填料的大量应用，使得纸张强度下降，因此提高纸张的强度变得越来越重要，利用干强剂提高纸张强度是一种非常有效的方法。
干强剂是造纸工业中增强纸张强度的一类重要化学品，在造纸行业中，可直接与无机盐离子、纤维以及其他有机高分子发生静电桥梁作用，以达到增强纸张的物理强度。随着人们对纸和纸板需求量的不断的上升，拉动了干强剂需求量的迅猛增长。纸张干强剂已经被广泛用于各类纸和纸张的生产过程中，用以显著增加纸和纸板的干强度，降低优质原材料消耗、提高产品档次，以满足用户不断提出的越来越高的质量要求。
目前，常用的干强剂有天然聚合物如淀粉及其改性物（阳离子淀粉、阴离子淀粉、交联淀粉）、合成聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等一类其他水溶性天然产物类干强剂（如瓜而胶及其衍生物等）。在大多数情况下，仅加热质量分数为0.1～0.75%该类物质就可达到有效的干强效果。淀粉类干强剂价格便宜，但是其用量较大，且只能在一定范围内增加纸张的干强度，制作出的纸张存在耐折度、耐破强度较差的问题；聚丙烯酰胺类聚合物干强剂主要包括阴离子型、阳离子型和两性聚丙烯酰胺，尤其是支链型两性聚丙烯酰胺已成为主流产品。而聚丙烯酰胺类干强剂往往固含量偏低，粘度较高，易造成浆料体系不稳定而产生凝胶，导致浆料的存放时间较短。此外，现有的干强剂由于其配方搭配不合理以及工艺方法不合理，不但耐撕裂度差、耐折度差，还存在生产流程复杂、耗能大、成本高等缺陷。
因此，急需开发出一种具有高效增强效果，定着性好，环保的纸用干强剂及其制备方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前纸张生产所用的干强剂使纸张力学强度变差，导致纸张材料易折损、撕裂的缺陷，提供了一种干强剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种干强剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取600～800g稻壳放入反应釜中，向反应釜中充入氩气排除空气，直至反应釜中气压达到2.0～2.5mpa，向反应釜中添加稻壳质量1.3～1.8%的4-氯苯磺酸，用搅拌器混合搅拌，升高反应釜内温度恒温加热，制得混合产物；
（2）将混合产物与高碘酸钠溶液按质量比1:20投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，用搅拌器混合搅拌，制得混合分散液；
（3）向上述烧杯中加入混合分散液质量2～3倍的硫酸锌溶液，将烧杯置于超声振荡仪中超声振荡，振荡后放入真空干燥箱中干燥直至烧杯中产物质量恒定，制得反应物；
（4）按重量份数计，称取3～5份上述反应物、10～12份甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、8～10份丙烯酰胺、2.0～2.5份n-羟甲基丙烯酰胺、0.5～0.8份过硫酸钾和9～12份去离子水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴锅，并用搅拌器混合搅拌，制得预制产物；
（5）将上述预制产物放入真空干燥箱中干燥，干燥后放入研磨机中研磨，研磨3～5h后过50目筛制得干强剂。
步骤（1）中所述的搅拌器中的转速为200～220r/min，混合搅拌时间为30～40min，反应釜内温度升高至150～160℃，恒温加热时间为5～6h。
步骤（2）中所述的高碘酸钠溶液的质量分数为10～15%，水浴锅中的水浴温度为60～70℃，搅拌器的转速为330～360r/min，混合搅拌时间为2～3h。
步骤（3）中所述的硫酸锌溶液的质量分数为20～25%，超声振荡仪中的频率为40～45khz，超声振荡时间为4～5h，真空干燥箱的真空度为60～80pa，温度为70～80℃。
步骤（4）中所述的水浴锅中的水浴温度为60～65℃，搅拌器的转速为550～600r/min，混合搅拌时间为3～4h。
步骤（5）中所述的真空干燥箱中的真空度为60～80pa，温度为45～60℃，干燥时间为3～4h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将稻壳在氩气保护下与氯苯磺酸混合，在高温高压的条件下反应生成混合产物，再将混合产物与高碘酸钠溶液混合振荡制得混合分散液，然后向混合分散液中添加硫酸锌溶液振荡混合，干燥后制得反应物，最后将反应物甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、过硫酸钾和去离子水混合搅拌，干燥后制得干强剂，本发明将稻壳与4-氯苯磺酸混合在高温高压环境下提取出稻壳中的植物纤维、糖醛、单宁等物质，这些物质中含有丰富的羟基、羧基等官能团，可以与树浆和聚合物形成共价键以及氢键吸附，使纸张材料各分子之间的紧密程度增强，从而提高纸张的力学性能和强度；
（2）从稻壳中提取的物质先与高碘酸钠溶液混合，将植物纤维中碳链打开，并引入卤元素，再加入硫酸锌溶液混合后，被高碘酸钠改性后的植物纤维能够结合金属锌离子，当稻壳中提取的植物纤维结合金属阳离子后，所制得的干强剂可以通过离子键吸附以粘结纸张中的植物纤维成分，从而加强干强剂对纸张的粘合吸附程度，同时金属阳离子所带正电荷会和纤维表面的负电荷产生电荷引力，进一步提高了纸张的力学性能和强度，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取600～800g稻壳放入反应釜中，向反应釜中充入氩气排除空气，直至反应釜中气压达到2.0～2.5mpa，向反应釜中添加稻壳质量1.3～1.8%的4-氯苯磺酸，用搅拌器以200～220r/min的转速混合搅拌30～40min，升高反应釜内温度至150～160℃，恒温加热5～6h，制得混合产物；将混合产物与质量分数为10～15%的高碘酸钠溶液按质量比1:20投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为60～70℃的水浴锅中，用搅拌器以330～360r/min的转速混合搅拌2～3h，制得混合分散液；
向上述烧杯中加入混合分散液质量2～3倍的质量分数为20～25%的硫酸锌溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为40～45khz的条件下超声振荡4～5h，振荡后放入真空干燥箱中，在真空度为60～80pa，温度为70～80℃的条件下干燥直至烧杯中产物质量恒定，制得反应物；按重量份数计，称取3～5份上述反应物、10～12份甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、8～10份丙烯酰胺、2.0～2.5份n-羟甲基丙烯酰胺、0.5～0.8份过硫酸钾和9～12份去离子水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为60～65℃的水浴锅中，并用搅拌器以550～600r/min的转速混合搅拌3～4h，制得预制产物；将上述预制产物放入真空干燥箱中，在真空度为60～80pa，温度为45～60℃的条件下干燥3～4h，干燥后放入研磨机中研磨，研磨3～5h后过50目筛制得干强剂。
称取600g稻壳放入反应釜中，向反应釜中充入氩气排除空气，直至反应釜中气压达到2.0mpa，向反应釜中添加稻壳质量1.3%的4-氯苯磺酸，用搅拌器以200r/min的转速混合搅拌30min，升高反应釜内温度至150℃，恒温加热5h，制得混合产物；将混合产物与质量分数为10%的高碘酸钠溶液按质量比1:20投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为60℃的水浴锅中，用搅拌器以330r/min的转速混合搅拌2h，制得混合分散液；向上述烧杯中加入混合分散液质量2倍的质量分数为20%的硫酸锌溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为40khz的条件下超声振荡4h，振荡后放入真空干燥箱中，在真空度为60pa，温度为70℃的条件下干燥直至烧杯中产物质量恒定，制得反应物；按重量份数计，称取3份上述反应物、10份甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、8份丙烯酰胺、2.0份n-羟甲基丙烯酰胺、0.5份过硫酸钾和9份去离子水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为60℃的水浴锅中，并用搅拌器以550r/min的转速混合搅拌3h，制得预制产物；将上述预制产物放入真空干燥箱中，在真空度为60pa，温度为45℃的条件下干燥3h，干燥后放入研磨机中研磨，研磨3h后过50目筛制得干强剂。
称取700g稻壳放入反应釜中，向反应釜中充入氩气排除空气，直至反应釜中气压达到2.3mpa，向反应釜中添加稻壳质量1.6%的4-氯苯磺酸，用搅拌器以210r/min的转速混合搅拌35min，升高反应釜内温度至155℃，恒温加热5h，制得混合产物；将混合产物与质量分数为13%的高碘酸钠溶液按质量比1:20投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为65℃的水浴锅中，用搅拌器以345r/min的转速混合搅拌2h，制得混合分散液；向上述烧杯中加入混合分散液质量2倍的质量分数为23%的硫酸锌溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为43khz的条件下超声振荡4h，振荡后放入真空干燥箱中，在真空度为70pa，温度为75℃的条件下干燥直至烧杯中产物质量恒定，制得反应物；按重量份数计，称取4份上述反应物、11份甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、9份丙烯酰胺、2.3份n-羟甲基丙烯酰胺、0.6份过硫酸钾和10份去离子水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为63℃的水浴锅中，并用搅拌器以575r/min的转速混合搅拌3h，制得预制产物；将上述预制产物放入真空干燥箱中，在真空度为70pa，温度为53℃的条件下干燥3h，干燥后放入研磨机中研磨，研磨4h后过50目筛制得干强剂。
称取800g稻壳放入反应釜中，向反应釜中充入氩气排除空气，直至反应釜中气压达到2.5mpa，向反应釜中添加稻壳质量1.8%的4-氯苯磺酸，用搅拌器以220r/min的转速混合搅拌40min，升高反应釜内温度至160℃，恒温加热6h，制得混合产物；将混合产物与质量分数为15%的高碘酸钠溶液按质量比1:20投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为70℃的水浴锅中，用搅拌器以360r/min的转速混合搅拌3h，制得混合分散液；向上述烧杯中加入混合分散液质量3倍的质量分数为25%的硫酸锌溶液，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为45khz的条件下超声振荡5h，振荡后放入真空干燥箱中，在真空度为80pa，温度为80℃的条件下干燥直至烧杯中产物质量恒定，制得反应物；按重量份数计，称取5份上述反应物、12份甲基丙稀酰氧乙基三甲基氯化铵、10份丙烯酰胺、2.5份n-羟甲基丙烯酰胺、0.8份过硫酸钾和12份去离子水投入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于水浴温度为65℃的水浴锅中，并用搅拌器以600r/min的转速混合搅拌4h，制得预制产物；将上述预制产物放入真空干燥箱中，在真空度为80pa，温度为60℃的条件下干燥4h，干燥后放入研磨机中研磨，研磨5h后过50目筛制得干强剂。
对比例以北京市某公司生产的干强剂作为对比例对本发明制得的干强剂和对比例中的干强剂进行检测，检测结果如表1所示：测试方法
内结合强度测定
根据标准tappit569进行测试。
纸张抗张强度测定根据tappit494进行测试。
纸张耐破强度测定根据tappit403进行测试。
产品技术指标依据gb/t13024-2003、gb/t13023-2008进行测试。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的干强剂能够和纤维形成稳固的结合，使得纸张力学强度得到明显提升，留着和滤水都得到提高，不容易造成白水系统的污染。因此，具有广阔的使用前景。