一种环保型湿强剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保型湿强剂的制备方法，属于造纸技术领域。本发明专利技术通过在壳聚糖、羧甲基纤维素、乙二醛组成的交联体系中添加助剂，经过反应在交联体系表面及其空隙中沉积了磷酸钡、磷钨酸钡等物质，而经过一段时间的放置，氢氧华钡与空气中的二氧化碳反应又生成了碳酸钡沉积在纸张表面，这些沉淀物包裹在纸张纤维表面，或沉积在纤维空隙中，将纤维连接在一起，阻碍了水与纤维素分子间相互作用，减小了水与纸张纤维之间的作用，从而提高了纸张的湿强度。

Preparation method of environmental friendly wet strength agent

The invention relates to a preparation method of an environment-friendly wet strength agent, which belongs to the technical field of papermaking. By adding additives in the cross-linking system composed of chitosan, carboxymethyl cellulose and glyoxal, barium phosphate and barium phosphotungstate are deposited on the surface and voids of the cross-linking system through reaction, and barium hydroxide reacts with carbon dioxide in the air to form barium carbonate deposition after a period of time. On the surface of paper, these precipitates are wrapped on the surface of paper fibers or deposited in the interstices of the fibers, which connect the fibers together, hinder the interaction between water and cellulose molecules, reduce the interaction between water and paper fibers, and thus improve the wet strength of paper.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型湿强剂的制备方法
本专利技术涉及一种环保型湿强剂的制备方法，属于造纸

技术介绍
湿强度是指在一定时间中，将纸张放到水中润湿后得到的纸张强度。普通纸被润湿后，只能保持其原来干强度的2～10%左右。由于纸浆纤维具有高度的亲水性，易吸水，当纸与水接触时，在水的作用下，自身的平衡结构被破坏，因而使其湿强度比干强度明显降低。对于某些纸或纸板，因对湿强度有较高的要求，普通纸张自身的强度无法满足需求，就需在纸浆中加入一些增强纸张湿强度的添加剂，所加入的物质为增湿强剂。如今，传统湿强剂已不能满足人们的需要，为了更好地提高纸质，满足需求，各种新型湿强剂产品种类层出不穷。湿强度助剂都是热固性树脂，在干燥加热时形成不溶性防水网络体，从而对纸页起到增湿强作用。其作用发展机理如下：（1）一般情况下，将小分子而易在水中溶解的的低聚合物添加到抄纸过程中，其能在短时间内迅速进入至纤维的内部结构，并在一定条件下，低聚物缩合成高聚合物，高聚物树脂分子的基团与纤维羟基基团反应生成共价键，从而增强纸张的强度；（2）一些合成的高聚合物无法进入到纤维内部，沉积于纤维之间，与纤维结合成互穿网状结构，不仅能够局限纤维间的活动，也能够限制纤维的膨胀，降低纸页伸缩变形的可能性等作用，因此保护纸张在水分子中也具有一定强度；（3）而其余合成的高分子树脂广泛存在于纤维表面，经过固化后，使纸纤维拥有难以溶于水且性能稳定的优势，从而纸张会拥有良好的湿强效果。常见的湿强剂有聚乙烯亚胺、脲醛树脂、聚酸胺环氧氯丙烷树脂等，均具有良好的湿强效果，同时也存在一些缺点，如脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂，虽使用时间最早，但由于其含有游离甲醛，污染环境，限制其应用，近年来被各国禁用；PAE湿强效果好，各国对其需求量与日俱增，但其价格昂贵，纸不易降解，含有致癌物质有机氯等缺点；双醛淀粉使用时间较早，但有对环境造成很大污染的碘化物排放，使用量趋于降低，因此开发新型高效环保型增强剂成为造纸行业的研究热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前的PAE价格昂贵，使纸不易降解，含有致癌物质有机氯等缺点，双醛淀粉对环境造成很大污染的化合物排放的问题，提供了一种环保型湿强剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取磷钨酸、磷酸加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液A；（2）取氢氧化钡加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液B；（3）取壳聚糖加入质量分数为2%醋酸溶液中，在50～60℃下搅拌20～30min，再加入羧甲基纤维素、乙二醛、硝酸锌，保温搅拌1～2h，得反应液；（4）向反应液中加入聚乙烯醇、氯化锌，在60～80℃下搅拌20～30min，再同时滴加助剂液A和助剂液B保温搅拌混合，再加入硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌反应1～2h后用质量分数为10%硫酸溶液调节pH为3～4，得环保型湿强剂。步骤（1）所述磷钨酸、磷酸、去离子水的重量份为0.1～0.2份磷钨酸，0.2～0.3份磷酸，30～50份去离子水。步骤（2）所述氢氧化钡、去离子水的重量份为0.5～0.8份氢氧化钡，30～50份去离子水。步骤（3）所述反应液中壳聚糖、醋酸溶液、羧甲基纤维素、乙二醛、硝酸锌的重量份为2～3份壳聚糖，100～200份醋酸溶液，1～2份羧甲基纤维素，1～2份乙二醛，0.1～0.2份硝酸锌。步骤（4）所述聚乙烯醇用量为壳聚糖质量的1.0～2.5倍，所述氯化锌用量为壳聚糖质量的4～10%。步骤（4）所述助剂液A和助剂液B用量分别为壳聚糖质量的4～10倍。步骤（4）所述硅烷偶联剂KH-560用量分别为壳聚糖质量的5～12%。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术利用壳聚糖对纤维有较强的黏结强度，且具有在纤维间架桥的能力，其分子链上的氨基和羟基可分别作为正电荷中心和氢键中心，可通过离子交换反应直接吸附在纤维素纤维表面，起到提高纸张强度作用，配合羧甲基纤维素、乙二醛组成交联体系，利用羧甲基纤维素增大纸张的负电性，从而增加纸浆纤维与壳聚糖等结合位点数量，加入到纸浆中可将纸浆纤维包覆起来，在纸张成形干燥脱水的过程中，利用交联体系中的羟基和羧甲基与纸浆纤维上的羟基通过氢键牢固结合，从而提高纸张强度性能；（2）本专利技术通过在壳聚糖、羧甲基纤维素、乙二醛组成的交联体系中添加助剂，经过反应在交联体系表面及其空隙中沉积了磷酸钡、磷钨酸钡等物质，而经过一段时间的放置，氢氧华钡与空气中的二氧化碳反应又生成了碳酸钡沉积在纸张表面，这些沉淀物包裹在纸张纤维表面，或沉积在纤维空隙中，将纤维连接在一起，阻碍了水与纤维素分子间相互作用，减小了水与纸张纤维之间的作用，从而提高了纸张的湿强度。具体实施方式取0.1～0.2g磷钨酸，0.2～0.3g磷酸，加入30～50mL去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，得助剂液A，取0.5～0.8g氢氧化钡，加入30～50mL去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，得助剂液B，取2～3g壳聚糖，加入100～200g质量分数为2%醋酸溶液中，在50～60℃下以300～400r/min搅拌20～30min，再加入1～2g羧甲基纤维素，1～2g乙二醛，0.1～0.2g硝酸锌，保温搅拌1～2h，得反应液，向反应液中加入3～5g聚乙烯醇，0.12～0.20g氯化锌，在60～80℃下以300～400r/min搅拌20～30min，再同时以1～2g/min滴加12～20g助剂液A和助剂液B，滴加完毕后保温搅拌30～40min，再加入0.15～0.24g硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌反应1～2h后用质量分数为10%硫酸溶液调节pH为3～4，得环保型湿强剂。实例1取0.1g磷钨酸，0.2g磷酸，加入30mL去离子水中，以300r/min搅拌20min，得助剂液A，取0.5g氢氧化钡，加入30mL去离子水中，以300r/min搅拌20min，得助剂液B，取2g壳聚糖，加入100g质量分数为2%醋酸溶液中，在50℃下以300r/min搅拌20min，再加入1g羧甲基纤维素，1g乙二醛，0.1g硝酸锌，保温搅拌1h，得反应液，向反应液中加入3g聚乙烯醇，0.12g氯化锌，在60℃下以300r/min搅拌20min，再同时以1g/min滴加12g助剂液A和助剂液B，滴加完毕后保温搅拌30min，再加入0.15g硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌反应1h后用质量分数为10%硫酸溶液调节pH为4，得环保型湿强剂。实例2取0.1g磷钨酸，0.2g磷酸，加入40mL去离子水中，以350r/min搅拌25min，得助剂液A，取0.7g氢氧化钡，加入40mL去离子水中，以350r/min搅拌25min，得助剂液B，取2g壳聚糖，加入150g质量分数为2%醋酸溶液中，在55℃下以350r/min搅拌25min，再加入1g羧甲基纤维素，1g乙二醛，0.1g硝酸锌，保温搅拌1h，得反应液，向反应液中加入4g聚乙烯醇，0.18g氯化锌，在70℃下以350r/min搅拌25min，再同时以1g/min滴加18g助剂液A和助剂液B，滴加完毕后保温搅拌35min，再加入0.20g硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌反应1h后用质量分数为10%硫酸溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型湿强剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取磷钨酸、磷酸加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液A；（2）取氢氧化钡加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液B；（3）取壳聚糖加入质量分数为2%醋酸溶液中，在50～60℃下搅拌20～30min，再加入羧甲基纤维素、乙二醛、硝酸锌，保温搅拌1～2h，得反应液；（4）向反应液中加入聚乙烯醇、氯化锌，在60～80℃下搅拌20～30min，再同时滴加助剂液A和助剂液B保温搅拌混合，再加入硅烷偶联剂KH‑560，继续搅拌反应1～2h后用质量分数为10%硫酸溶液调节pH为3～4，得环保型湿强剂。

【技术特征摘要】
1.一种环保型湿强剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）取磷钨酸、磷酸加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液A；（2）取氢氧化钡加入去离子水中搅拌20～30min，得助剂液B；（3）取壳聚糖加入质量分数为2%醋酸溶液中，在50～60℃下搅拌20～30min，再加入羧甲基纤维素、乙二醛、硝酸锌，保温搅拌1～2h，得反应液；（4）向反应液中加入聚乙烯醇、氯化锌，在60～80℃下搅拌20～30min，再同时滴加助剂液A和助剂液B保温搅拌混合，再加入硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌反应1～2h后用质量分数为10%硫酸溶液调节pH为3～4，得环保型湿强剂。2.如权利要求1所述的一种环保型湿强剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述磷钨酸、磷酸、去离子水的重量份为0.1～0.2份磷钨酸，0.2～0.3份磷酸，30～50份去离子水。3.如权利要求1所述的一种环保型湿强剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡丽春，张桂芳，朱华，
申请(专利权)人：佛山市陵谐环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44