一种速溶型造纸分散剂的制作方法

文档序号:17093037发布日期:2019-03-13 23:38阅读:378来源:国知局

本发明属于分散剂技术领域,更具体地说,它涉及一种速溶型造纸分散剂。



背景技术:

在抄纸过程中,纸浆中的纸纤维和填料等具有疏水性,有絮凝成团的趋势,往往难以制得性能均匀,强度符合要求的纸张。需要加入一种助剂增加纸浆的粘度,以利于纤维和填料的均匀分散,使抄出的纸均匀平滑有柔性无洞眼,使抄纸性能稳定,抄纸时不易断纸和起粉末,同时能提高纸品的拉力及干湿强度并节约纸浆。加入的这种助剂就叫造纸分散剂。

在造纸涂布使用中,造纸分散剂具有分散效率高,涂料粘度稳定、泡沫少、无毒、无腐蚀性,可使涂料固含量提高,且流动性和耐擦洗性好,能保持纸品光泽度,不易变霉。造纸分散剂也可以提高抄造车速,节省打浆时间,降低能源消耗,具有显著的经济效益。

传统的分散剂是采用有机高分子聚合物,它易溶于水并形成高粘度液体,在低添加量下能促进造纸纤维的良好分散和极佳的纸张成型效果,改善纸浆匀度和纸张的柔软度,还能使纸的强度性能增高。一般,传统产品分子量达到2000万以上,产品的溶解性一般在4-6小时以内,并且产品水溶液具有很好过滤性能,用于各种卫生纸、餐巾纸、白巾纸,也广泛用于文化纸,有光薄页纸和新闻纸的抄造。

但是,传统分散剂在使用时,将产品有效地分散在水中的操作极为困难和重要。传统的方法极易导致分散剂结块及产生“鱼眼”,从而增加了溶解时间,但搅拌太时间过长会使分散剂长链断裂降解,造成粘度下降,影响使用效果。另外,分散剂的结块及“鱼眼”极易导致筛网的堵塞,甚至会混入纸浆之中,导致成品纸的破洞等废品。因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种速溶型造纸分散剂,能够减少分散剂结块及产生“鱼眼”,不仅能够减低分散剂的溶解时间,提高溶解效率;而且还能减少对筛网的堵塞,甚至混入纸浆之中的现象,从而有助于提升制得的纸浆的质量。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种速溶型造纸分散剂,包括如下重量百分数的组分:

聚氧乙烯醚和/或聚丙烯酰胺66-96%;

亲水性化合物4-34%,

其中,所述亲水性化合物包括含有亲水基团的化合物。

通过采用上述技术方案,聚氧乙烯醚peo,又称聚氧化乙烯或聚环氧乙烷,它的化学式为:h(och2ch2)noh,是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。它既是一种新型水溶性树脂,又是一种非离子表面活性剂。而聚丙烯酰胺的分子式为(c3h5no)n,聚丙烯酰胺是一种线状的有机高分子水溶性聚合物,同时还兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。

通过在聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺等水溶性高分子聚合物表面覆盖一层含有清水性集团的化合物,例如-cooh、-so3h、-oh等等。这些基团具有极性,可与水相互吸引,能够提高造纸分散剂在水中的溶解度,从而不仅能够减低分散剂的溶解时间,提高溶解效率;而且还能减少对筛网的堵塞,甚至混入纸浆之中的现象,进而有助于提升制得的纸浆的质量。

本发明进一步设置为:包括如下重量百分数的组分:

聚氧乙烯醚和/或聚丙烯酰胺60-90%;

亲水性化合物10-40%。

通过采用上述技术方案,在实验中对上述组分进行进一步的优化,由此能够在保证纸浆良好的使用效果和粘度的基础上,进一步提升了纸浆制作的速度和品质。

本发明进一步设置为:所述亲水基团包括有羟基、羧基、磺酸基或者磷酸基中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,羟基、羧基、磺酸基或者磷酸基均是常见的亲水性基团,依据“相似者相亲”的规则,亲水基团使分子有进入水的趋向,它能吸引水分子或溶解于水,这类分子形成的固体表面易被水润湿。从而有助于提高造纸分散剂在水中的分散效率,进而有助于提升纸浆制作的速度和品质。

本发明进一步设置为:所述亲水基团包括有氨基、季铵基、醚基、羧酸酯或者嵌段聚醚中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,氨基、季铵基、醚基、羧酸酯或者嵌段聚醚也是常见的清水性基团,也能吸引水分子或溶解于水,这类分子形成的固体表面易被水润湿。从而有助于提高造纸分散剂在水中的分散效率,进而有助于提升纸浆制作的速度和品质。

本发明进一步设置为:所述亲水性化合物包括单元醇、多元醇或者多元醇聚合物中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,考虑到纸浆生产的工艺特点,采用了以含有羟基(-oh)基团为主,包括如单元醇(甲醇,乙醇,丙醇等),多元醇(乙二醇,丙二醇等)以及多元醇聚合物(聚乙二醇,聚丙三醇等)。这些基团有极性,可与水相吸,不仅提高了造纸分散就的溶解性,使其高效速溶,不易结团或产生“鱼眼”现象。而且它还具有优良的纤维分散力和纸层形成力,能够提高抄纸速度,使得纸张易从烘缸上剥离,以及减少细菌藻类产生的作用。

本发明进一步设置为:所述单元醇包括甲醇、乙醇或丙醇中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,甲醇、乙醇或丙醇是常见的一元醇,又称单元醇,即指分子式中仅含有一个羟基的醇。在单元醇的作用下增加了水溶解或者润湿聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺的作用;此时在机械搅拌的作用下,能够进一步加快造纸分散剂在水中的分散效果,十分的方便和实用。

本发明进一步设置为:所述多元醇包括乙二醇,丙二醇,丙三醇、山梨醇、二甘醇、1,3-丁二醇或者1,4-丁二醇中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,多元醇是指化学物中含有两个以上的羟基,此时羟基数量的增加,大大增加了化合物的极性,使其与水之间的溶剂性能进一步得到提高,从而有效提高了造纸分散剂在水中的分散效果。

本发明进一步设置为:多元醇聚合物包括聚乙二醇,聚丙三醇中的一种或多种。

通过采用上述技术方案,多元醇聚合物是指将多元醇经由聚合的方式制作出聚合物,此时多元醇聚合物中含有大量的羟基,进一步增加了化合物的极性,使其与水之间的溶剂性能进一步得到提高,从而大大提高了造纸分散剂在水中的分散效果。

本发明进一步设置为:其制备方式包括如下操作步骤:将66-96%的聚氧乙烯醚和/或聚丙烯酰胺,以及4-34%的亲水性化合物进行预混合处理;随后将其搅拌分散在纯水中,搅拌速度为120-200转/分钟,即可得到造纸分散剂。

通过采用上述技术方案,上述制备方法不仅操作简单方便,同时还能提高聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺等高分子聚合物在水中的溶解度,它具有细粉末少,流动性优良,不易飞散以及使用方便的特点;从而不仅能够减低分散剂的溶解时间,提高溶解效率;而且还能减少对筛网的堵塞,甚至混入纸浆之中的现象,进而有助于提升制得的纸浆的质量。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、本发明能够减少分散剂结块及产生“鱼眼”,不仅能够减低分散剂的溶解时间,提高溶解效率;而且还能减少对筛网的堵塞,甚至混入纸浆之中的现象,从而有助于提升制得的纸浆的质量;

2、优化的,还具有细粉末少,流动性优良,不易飞散,使用方便的优点;

3、优化的,上述制备方法不仅操作简单方便,同时还能提高聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺等高分子聚合物在水中的溶解度,它具有细粉末少,流动性优良,不易飞散以及使用方便的特点。

具体实施方式

以下结合各实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1:一种速溶型造纸分散剂,包括如表1所示的重量百分比的组分,其制备方法包括如下操作步骤:将96%的聚氧乙烯醚,以及4%的亲水性化合物进行预混合处理;随后将其搅拌分散在纯水中,即可得到造纸分散剂。

实施例2-7:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:各重量百分比的组分不同,如表1所示。

表1一种速溶型造纸分散剂中实施例1-7的重量百分比的组分

实施例8-14:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:各重量百分比的组分不同,如表2所示。

表2一种速溶型造纸分散剂中实施例8-14的重量百分比的组分

实施例15-21:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:各重量百分比的组分不同,如表3所示。

表3一种速溶型造纸分散剂中实施例15-21的重量百分比的组分

实施例22-28:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:各重量百分比的组分不同,如表4所示。

表4一种速溶型造纸分散剂中实施例22-28的重量百分比的组分

对比例1:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:按照百分比含量计,上述聚氧乙烯醚为100%,而丙三醇为0。

对比例2:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:按照百分比含量计,上述聚氧乙烯醚为97%,而丙三醇为3%。

对比例3:一种速溶型造纸分散剂,与实施例1的不同之处在于:按照百分比含量计,上述聚氧乙烯醚为65%,而丙三醇为35%。

试验一:造纸分散剂的性能测定

试验对象:将实施例1-28作为试验样品1-28;而将对比例1-3作为对照样品1-3。

试验方法:将试验样品1-28以及对照样品1-3分别配制成0.3%溶液10kg,每个试验样品各配置10份,而每个对样样品也各配置10份;随后分别标记后一次性将分散剂加入等量的纯水中,搅拌速度:150转/分钟。最后观察试验样品1-28以及对照样品1-3的完全溶解时间、结团情况,以及产品外观,由此根据表5的评定标准,进行是否合格的评定。舍弃每组的最大5个值以及最小的5个值,剩余的取其平均值。

试验结果:如表5-6所示,试验样品1-2、试验样品7-8、试验样品14-17、试验样品19-23,以及试验样品28均评定为合格0-2;在观察后发现均具有如下现象:样品内出现少量结团的现象,以及产品外观为粉体,并且完全溶解时间在100分钟以上。而试验样品3-6、试验样品9-13、试验样品18,以及试验样品24-27均评定为合格0-1;在观察后发现均具有如下现象:样品内出现极少量结团的现象,以及产品外观为粉体,并且完全溶解时间在61-99分钟之间。

此外,对比样品1的评定为不合格1-1,在观察后发现样品出现大量结团的现象,产品外观为粉体,且完全溶解时间在200分钟;而对比样品2的评定为不合格1-2,在观察后发现样品出现少量结团的现象,产品外观为粉体,且完全溶解时间在160分钟;对比样品3的评定为不合格1-3,在观察后发现样品无结团现象,产品外观液体量太多,成流动状,且完全溶解时间在60分钟以下。

因此,合格样品(包括合格0-1和合格0-2)均能够减少分散剂结块及产生“鱼眼”,不仅能够减低分散剂的溶解时间,提高溶解效率;而且还具有细粉末少,不易大面积结团、流动性优良,以及不易飞散的特点。从而有助于减少对筛网的堵塞,甚至混入纸浆之中的现象,继而有助于提升制得的纸浆的质量。

表5评定标准

表6试验样品1-28和对照样品1-3的评定结果

具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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