一种纸张挺度剂的制备方法、纸张及其制备方法与流程

本申请涉及造纸领域，尤其是涉及一种纸张挺度剂的制备方法、纸张及其制备方法。

背景技术：

近年来，随着经济的不断发展，纸张需求量逐年递增。由于原材料的短缺、纸厂对低成本的追求以及绿色生产对环保的需求，纸张中二次纤维的使用量也越来越大，导致纸张的强度较差。

挺度是纸张强度的一项重要强度指标，挺度变差会严重影响纸张的印刷性能，使得印刷效率变差。现有技术中，通常使用物理方法提高纸张挺度。

然而，仅靠物理方法无法有效提高纸张挺度，严重影响了纸张的品质和使用，无法满足纸张的印刷需求和使用需求。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种纸张挺度剂的制备方法、纸张及其制备方法，利用硅酸钠在酸性条件下被置换出的硅酸形成硅酸溶胶，并使硅酸溶胶与阳离子高分子聚合物进行反应，以生成纸张挺度剂，在后续抄造纸张时加入制备好的纸张挺度剂，能够解决无法有效提高纸张挺度的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一技术方案是提供一种纸张挺度剂的制备方法，该制备方法包括：获取硅酸钠溶液；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液；在第一溶液中添加阳离子高分子聚合物并进行搅拌，获取纸张挺度剂。

其中，获取的硅酸钠溶液的浓度为1～10％。

其中，在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度的步骤具体包括：在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，将硅酸钠溶液的酸碱度调节至3～7。

其中，稀酸溶液包括稀硫酸、和/或稀盐酸。

其中，阳离子高分子聚合物包括聚合氯化铝、和/或阳离子聚丙烯酰胺、和/或聚乙烯亚胺、和/或阳离子淀粉。

其中，阳离子高分子聚合物的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的1～10％。

其中，进行搅拌的时间为30～60min。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二技术方案是提供一种纸张的制备方法，该制备方法包括：使用上述纸张挺度剂的制备方法制备纸张挺度剂；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂并搅拌均匀后，加入填料以及阳离子淀粉，获得纸张。

其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.1～1％

为解决上述技术问题，本申请采用的第三技术方案是提供一种纸张，该纸张由上述纸张的制备方法制成。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供一种纸张挺度剂的制备方法、纸张及其制备方法，利用硅酸钠在酸性条件下被置换出的硅酸形成硅酸溶胶，并使硅酸溶胶与阳离子高分子聚合物进行反应，以形成纸张挺度剂，这种纸张挺度剂为网络状的阳离子高分子化合物，加入纸浆中与纸浆中的纤维结合后，能够提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请纸张挺度剂的制备方法一实施方式的流程示意图；

图2是本申请纸张的制备方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

近年来，随着经济的不断发展，纸张需求量逐年递增。由于原材料的短缺、纸厂对低成本的追求以及绿色生产对环保的需求，纸张中二次纤维的使用量也越来越大，导致纸张的强度较差。挺度是纸张强度的一项重要强度指标，挺度变差会严重影响纸张的印刷性能，使得印刷效率变差。现有技术中，通常使用物理方法提高纸张挺度。然而，仅靠物理方法无法有效提高纸张挺度，严重影响了纸张的品质和使用，无法满足纸张的印刷需求和使用需求。

基于上述情况，本申请提供一种纸张挺度剂的制备方法、纸张及其制备方法，利用硅酸钠在酸性条件下被置换出的硅酸形成硅酸溶胶，并使硅酸溶胶与阳离子高分子聚合物进行反应，以生成纸张挺度剂，在后续抄造纸张时加入制备好的纸张挺度剂，能够解决无法有效提高纸张挺度的问题。

下面结合附图和实施方式对本申请进行详细说明。

请参阅图1，图1是本申请纸张挺度剂的制备方法一实施方式的流程示意图。如图1所示，在本实施方式中，该制备方法包括：

s11：获取硅酸钠溶液。

本实施方式中，获取的硅酸钠溶液的浓度为1～10％。

具体地，硅酸钠分为固体、液体两种。固体硅酸钠为无色、白色或灰白色的结晶形片状或团块状物，分子式为na2sio3，相应分子质量为122。液体硅酸钠又称为水玻璃，通常为九分子结合水，分子式为na2sio3·9h2o，相应分子质量为284。

若用于配制设定浓度的硅酸钠溶液的硅酸钠为固体，则根据设定浓度计算配制所需固体硅酸钠的质量以及清水或纯水的体积，并称取相应质量的固体硅酸钠溶于对应体积的清水或纯水中，以获取浓度为1～10％的硅酸钠溶液。

若用于配制设定浓度的硅酸钠溶液的硅酸钠为液体，由于水玻璃的浓度通常高于10％，则对水玻璃进行稀释，以获取浓度为1～10％的硅酸钠溶液。

s12：在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度。

本实施方式中，使用稀酸溶液将硅酸钠溶液的酸碱度(ph)调节至3～7。

在优选实施方式中，使用稀酸溶液将硅酸钠溶液的ph调节至3～5。

其中，稀酸溶液包括稀硫酸、和/或稀盐酸。

具体地，由于硅酸根离子水解显碱性，因而硅酸钠溶液呈碱性，若要形成硅酸溶胶，则需要将硅酸钠溶液调节至酸性，使硅酸钠在酸性条件下置换出硅酸(硅酸根离子与氢离子反应生成硅酸)，再利用生成的硅酸与氢离子进一步反应，以形成硅酸溶胶。

由于稀酸溶液对溶液的ph影响较小，故使用稀酸溶液调节ph，不会瞬间改变硅酸钠溶液的ph，可以逐步将硅酸钠溶液的ph调节到需要的ph值。

s13：对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液。

本实施方式中，进行搅拌的时间为30～60min。

具体地，对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，是为了使反应完全，以便更好地生成硅酸溶胶。

s14：在第一溶液中添加阳离子高分子聚合物并进行搅拌，获取纸张挺度剂。

本实施方式中，阳离子高分子聚合物包括聚合氯化铝、和/或阳离子聚丙烯酰胺、和/或聚乙烯亚胺、和/或阳离子淀粉。

本实施方式中，阳离子高分子聚合物的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的1～10％。

其中，当用于配制设定浓度的硅酸钠溶液的硅酸钠为固体时，阳离子高分子聚合物的加入量为称取的硅酸钠固体质量的1～10％；当用于配制设定浓度的硅酸钠溶液的硅酸钠为液体时，根据浓度计算出水玻璃中硅酸钠的质量，阳离子高分子聚合物的加入量为水玻璃中硅酸钠质量的1～10％。

在优选实施方式中，阳离子高分子聚合物的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的1～2％。

本实施方式中，进行搅拌的时间为30～60min。

具体地，对添加阳离子高分子聚合物后的硅酸溶胶进行搅拌，是为了使聚合物与硅酸溶胶的反应更加均匀，以生成网状结构的阳离子高分子化合物，即纸张挺度剂。

将生成的纸张挺度剂加入纸浆中，阳离子高分子化合物与纸浆中的纤维重构结合后，通过促进相邻纤维与填料的结合，能够提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

区别于现有技术，本实施方式利用硅酸钠在酸性条件下被置换出的硅酸形成硅酸溶胶，并使硅酸溶胶与阳离子高分子聚合物进行反应，以形成纸张挺度剂，这种纸张挺度剂为网络状的阳离子高分子化合物，加入纸浆中与纸浆中的纤维结合后，能够提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

对应地，本申请提供一种纸张的制备方法。

具体地，请参阅图2，图2是本申请纸张的制备方法一实施方式的流程示意图。如图2所示，在本实施方式中，该制备方法包括：

s21：使用上述纸张挺度剂的制备方法制备纸张挺度剂。

s22：按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆。

本实施方式中，20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨、60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆、10重量份的碱性过氧化物机械浆以及10重量份的回抄损纸浆均指的绝干浆料。

s23：将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆。

s24：在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂并搅拌均匀后，加入填料以及阳离子淀粉，获得纸张。

本实施方式中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.1～1％。

在优选实施方式中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.3～0.5％。

本实施方式中，加入的填料包括重质碳酸钙。

其中，填料的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的15～25％。

其中，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.8～1.2％。

将设定分量的纸张挺度剂加入纸浆中，阳离子高分子化合物与纸浆中的纤维重构结合，促进了相邻纤维与填料的结合，能够提高纤维的强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

区别于现有技术，本实施方式在纸浆中加入制备的纸张挺度剂，通过纸张挺度剂与纸浆纤维的重构结合，能够提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

对应地，本申请还提供一种纸张，该纸张由上述纸张的制备方法制成。

区别于现有技术，本申请的纸张中包括纸张挺度剂，纸张挺度剂能够促进相邻纤维和填料的结合，以提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而使纸张的挺度得以提高。

为便于对本申请实施例进行理解，本申请提供了以下非限制性实施例，对本申请作进一步的详细说明。

实施例1

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为1％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝3；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为60min；在第一溶液中添加聚合氯化铝并进行搅拌，获取纸张挺度剂a，其中，聚合氯化铝的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的1％，进行搅拌的时间为60min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂a并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张a，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.1％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

实施例2

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为2％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝4；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为40min；在第一溶液中添加聚合氯化铝并进行搅拌，获取纸张挺度剂b，其中，聚合氯化铝的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的2％，进行搅拌的时间为40min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂b并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张b，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.4％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

实施例3

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为10％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝5；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为30min；在第一溶液中添加聚合氯化铝并进行搅拌，获取纸张挺度剂c，其中，聚合氯化铝的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的10％，进行搅拌的时间为30min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂c并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张c，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

实施例4

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为1％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝3；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为60min；在第一溶液中添加阳离子聚丙烯酰胺并进行搅拌，获取纸张挺度剂d，其中，阳离子聚丙烯酰胺的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的1％，进行搅拌的时间为60min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂d并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张d，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.1％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

实施例5

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为2％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝4；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为40min；在第一溶液中添加阳离子聚丙烯酰胺并进行搅拌，获取纸张挺度剂e，其中，阳离子聚丙烯酰胺的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的2％，进行搅拌的时间为40min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂e并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张e，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的0.4％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

实施例6

获取硅酸钠溶液，其中，硅酸钠溶液的浓度为10％；在硅酸钠溶液中添加稀酸溶液，调节硅酸钠溶液的酸碱度至ph＝5；对添加稀酸溶液后的硅酸钠溶液进行搅拌，获取第一溶液，其中，进行搅拌的时间为30min；在第一溶液中添加阳离子聚丙烯酰胺并进行搅拌，获取纸张挺度剂f，其中，阳离子聚丙烯酰胺的加入量为第一溶液中绝干硅酸钠盐的10％，进行搅拌的时间为30min；按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入设定分量的纸张挺度剂f并搅拌均匀后，加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张f，其中，设定分量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

空白对照组

按一百重量份准备以下原料：20重量份的漂白硫酸盐针叶木桨；60重量份的漂白硫酸盐阔叶木浆；10重量份的碱性过氧化物机械浆；10重量份的回抄损纸浆，其中，原料均为绝干浆料；将漂白硫酸盐针叶木桨、漂白硫酸盐阔叶木浆、碱性过氧化物机械浆以及回抄损纸浆按原料配比进行散浆，获得混合纸浆；在混合纸浆中加入重质碳酸钙以及阳离子淀粉，抄造获得60g/m²的纸张g，其中，重质碳酸钙的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的20％，阳离子淀粉的加入量为混合纸浆中绝干浆料重量的1％。

针对实施例1、2、3、4、5、6与空白对照组，记录纸张挺度剂中阳离子高分子聚合物的添加量以及混合纸浆中纸张挺度剂的添加量，并对纸张的挺度进行测试，测试结果如表1所示：

表1

由上表可知，相比空白对照组，实施例1、2、3、4、5、6在混合纸浆中均添加纸张挺度剂，抄造获得的纸张的挺度均有一定增加；其中，纸张挺度剂中阳离子聚合物的添加量越多，且混合纸浆中纸张挺度剂的添加量越多，纸张的挺度越大。

进一步地，当纸张挺度剂中阳离子聚合物的添加量为2％，且混合纸浆中纸张挺度剂的添加量为0.4％时，纸张的挺度相较于空白对照组已有较大幅度的提升，出于工艺成本的考虑，纸张挺度剂中阳离子聚合物的添加量可控制在2％及以下，混合纸浆中纸张挺度剂的添加量可控制在0.5％及以下。

区别于现有技术，本实施方式利用硅酸钠在酸性条件下被置换出的硅酸形成硅酸溶胶，并使硅酸溶胶与阳离子高分子聚合物进行反应，以形成纸张挺度剂，这种纸张挺度剂为网络状的阳离子高分子化合物，加入纸浆中与纸浆中的纤维结合后，能够提高纤维的结合强度以及增加纤维的韧性，从而有效提高纸张的挺度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。