一种控制造纸树脂障碍的方法技术

技术编号:1895991 阅读:266 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种控制造纸树脂障碍的方法,是利用带正电荷的水滑石类化合物所具有的亲脂性、高比表面积和正电性吸附纸浆中树脂和胶黏物,之后靠其自身所带正电性或助留体系的助留作用固着到纸浆纤维上,防止树脂和胶黏物在造纸系统中的积累,控制树脂障碍的产生。水滑石类化合物悬浮液一般加在稀释前的纸浆中,相对于绝干浆的质量比例视纸浆中所含树脂或胶黏物的量一般控制在1∶5000-1∶50之间。所采用水滑石类化合物对树脂和胶黏物的吸附性能好,吸附效率高,成本低,使用和运输方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,即利用带正电荷的水滑石类化合物来 控制造纸树脂障碍的方法。技术背景树脂障碍是指纸张生产过程中来自于木桨的树脂和来自二次纤维、脱墨浆等的黏 性物质在抄纸过程中发生沉积而对纸机的运转性能、成纸质量和生产环境等所造成的 危害。除通过加强筛选除掉较大的树脂和胶黏物颗粒外,化学控制法是目前胶黏物和 树脂障碍的主要控制方法。控制途径主要包括(1)降低树脂或胶黏物的粘性,防止其 聚结和沉积在设备表面,如滑石粉、膨润土、非离子聚合物(如聚乙烯醇、丙烯酰胺 一醋酸乙烯酯聚合物)、锆化合物等均属于典型的树脂或胶黏物去黏剂;(2)将亲脂性 树脂和胶黏物分散成极细的颗粒,防止形成沉积物,如经疏水改性的阴离子聚合物、 阴离子和非离子表面活性剂等均可作为分散剂将亲脂性树脂和胶黏物乳化、分散成极 细的颗粒,防止树脂和胶黏物的沉积;(3)将亲脂性树脂或胶黏物固着到纤维上,随 纤维带出造纸系统,各种铝盐、聚胺类合成阳离子聚合物、高阳离子度淀粉、高阳离 子度瓜儿胶等均可作为阳离子固着剂。其中(1)和(2)两种控制树脂障碍的方式只 是减少了树脂和胶黏物的沉积,并未将树脂和胶黏物从抄纸体系中除去,随着纸机白 水的封闭循环,树脂和胶黏物仍会在抄纸体系中不断积累,并最终导致树脂障碍的爆 发。要彻底解决树脂和胶黏物问题,最好的办法是利用阳离子固着剂通过途径(3)将 树脂和胶黏物以分散的小粒子形式固着到纤维上,带出抄纸体系。然而,水溶性的阳 离子固着剂仅靠电荷中和作用与亲脂性树脂和胶黏物作用,而有些亲脂性胶黏物仅带 微弱的负电荷,单纯靠电中和作用并不能有效地将其固着到纤维上。后来研究发现, 对阳离子聚合物如聚乙烯亚胺进行疏水改性或将阳离子单体二烯丙基二甲基氯化铵与 疏水性单体共聚后形成具有一定疏水性能的阳离子聚合物,对树脂障碍控制作用要比普通阳离子聚合物好,且树脂以分散胶粒的形式固着到纤维上。同时,用阳离子聚合 物如聚二烯丙基二甲基氯化铵涂覆改性高岭土类粘土,形成带正电荷和一定疏水性能 的高岭土复合物,及将膨润土进行有机插层改性形成的阳离子有机膨润土,结合了疏 水改性阳离子聚合物和微粒吸附剂两者的优势,可显著提高对树脂和胶黏物的吸附能 力。然而,阳离子高岭土复合物和阳离子有机膨润土均为有机一无机复合物微粒,在 获得精制高岭土和膨润土的前提下,还需要进一步与阳离子聚合物或插层剂进行复合、洗涤、脱水、干燥、研磨等工序,否则难以商品化。而且,阳离子有机聚合物的引入 也引起了无机微粒的聚集,降低了无机微粒的比表面积和对树脂与纸浆纤维的潜在吸 附性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,直接利用自身带正电荷的 具有亲脂性的无机微粒,借助于其对亲脂性树脂、胶黏物和带负电荷纤维的吸附能力, 将树脂和胶黏物固着到纤维上,防止树脂和胶黏物在造纸系统中的积累,控制树脂障 碍的产生。我们在研究中发现,自身带有永久性正电荷的水滑石、类水滑石类无机微粒由于 其平衡离子为水化能力较差的阴离子,具有亲脂性,对树脂酸、合成树脂类胶黏物具 有很强的吸附能力,符合新型树脂障碍控制剂同时带有正电荷和具有疏水性能的要求, 作为树脂酸和胶黏物的固着剂可有效地将其固着在纤维上。另外,由于水滑石煅烧后 的复合金属氧化物所具有的"记忆效应",分散在水中后,会吸附大阴离子,形成大阴 离子的插层物,对亲脂性的树脂和胶黏物的吸附能力进一步提高。因此,本专利技术提供 的是一种利用水滑石类化合物来控制树脂障碍的方法,具体来讲,是将带正电荷的水 滑石类化合物加入纸浆中,利用其所具有的亲脂性、高比表面积和正电性吸附纸浆中 树脂和胶黏物,之后靠其自身所带正电性或助留体系的助留作用固着到纸浆纤维上。本专利技术所涉及的树脂障碍控制方法中,水滑石类化合物包括天然水滑石、合成水 滑石、类水滑石及其焙烧后的复合镁铝氧化物。天然水滑石是指自然界中存在的层间 阴离子为碳酸根离子的镁铝氢氧化物,又名阴离子粘土,分子式为 Mg6Al2(OH)16C03*4H20;合成水滑石是指合成的以镁铝为金属离子、具有不同层间阴 离子的各种层状混合金属氢氧化物,包括通式为x+A11—x/n'mH20的具 有水滑石结构的合成水滑石和合成水滑石与Al(OH)3或Mg (OH)2的混合物,其中An — 为层间可交换阴离子,可为Cl.、 F.、 N03—、 C032—、 S042—、 1^042—或其混合阴离子等。 类水滑石是指合成水滑石中的镁铝金属离子被其它同价金属离子同晶取代后的化合 物,其中Mg"全部或部分被Zn"、 Co2+、 Ni2+、 Ci^+等二价金属离子取代,A产全部或 部分被C一+、 F^+等三价金属离子取代,Mg2+、 A产同时被其它相应的二价和三价金属 离子部分取代或全部取代所形成的各种层间阴离子的层状混合金属氢氧化物。上述水滑石类化合物中,考虑到自然界中天然水滑石的储量较少及类水滑石的合 成成本较高及对成纸白度的影响等因素,本专利技术中最好使用合成水滑石。水滑石的制 备方法很多,如盐一氧化物法、盐一碱法(或共沉淀法)、诱导水解法、水热法、离子 交换法、微波辐射法等。以任何方式合成的水滑石均适于本专利技术。在不同层间阴离子的合成水滑石中,最好选用层间阴离子为cr、 no3—、 co32—、 sc^—的镁铝水滑石,更优选的方案是层间阴离子为n03—和SO^的合成水滑石。由于合成水滑石中,其层面永 久性正电荷来源于三价AlS+对二价MgS+的类质同象取代,而具有水滑石结构的合成水 滑石的最大镁铝摩尔比为3: 1,因此,在不同镁铝摩尔比例的层间阴离子为n(V和 SO,的合成水滑石中,更优选的方案是镁铝摩尔比例为3: l的合成水滑石。水滑石和类水滑石焙烧后的复合镁铝氧化物是指水滑石和类水滑石经300 — 80(fC焙烧后的复合金属氧化物,最好是层间阴离子为cr、 no3—、 co32—、 so^—的合成水滑石经400 — 500T焙烧后的复合镁铝氧化物,更优选的方案是层间阴离子为N(V、CO32—、 SO -等含氧酸根的镁铝摩尔比例为3: 1的合成水滑石经400 — 500。C焙烧后的镁铝氧 化物互溶体。本专利技术所涉及的树脂障碍控制方法中,水滑石类化合物加入纸浆前最好事先分散 在水中,形成平均粒度小于50pm的悬浮液,最好是平均粒度小于10pm的悬浮液,更 优选的方案是平均粒度小于2pm的悬浮液。本专利技术所涉及的树脂障碍控制方法中,水滑石类悬浮液一般加在稀释前的纸浆中, 所加水滑石类化合物相对于纸浆中绝干浆的质量比例视纸浆中所含树脂或胶黏物的量一般控制在l: 5000—1: 50,最常用的比例是l: 1000—1: 200。本专利技术所涉及的树脂障碍控制方法中,所述树脂和胶黏物包括来自各种原生木浆 的各种树脂成分和来自二次纤维浆、涂布损纸的各种黏性物质,即胶黏物。本专利技术所涉及的树脂障碍控制方法中,吸附有树脂和胶黏物的水滑石类化合物可 自行吸附在纤维上并留着在纸页中,但助留剂如阳离子聚丙烯酰胺,可进一步提高吸 附有树脂和胶黏物的水滑石类化合物对纤维的固着能力。本专利技术控制造纸树脂障碍的方法,直接利用自身带正电荷的具有亲脂性的无机微 粒,借助于其对亲脂性树脂、胶黏物和带负电荷纤维的吸附能力,将树脂和胶黏物固 着到纤维上,防止树脂本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种控制造纸树脂障碍的方法,其特征在于:在纸浆中加入水滑石类悬浮液,所述的水滑石类悬浮液为平均粒度小于50μm的水滑石类化合物的水悬浮液;所加水滑石类化合物相对于纸浆中绝干浆的质量比例为1∶50~5000;所述的水滑石类化合物为天然水滑石、合成水滑石、类水滑石和复合镁铝氧化物的一种以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘温霞田鹏飞于得海
申请(专利权)人:山东轻工业学院
类型:发明
国别省市:88[中国|济南]

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