一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术制造技术

本发明专利技术公开了一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术，其技术主要包括：在市售PAE造纸湿强剂在加入亲核试剂，保温反应一定时间即可。该技术主要采用亲核试剂与氯丙醇发生亲核取代反应，从而达到消除氯丙醇的目的。该技术简单便捷，快速高效，氯丙醇含量可降低近一个数量级，产品各方面原始性质基本不变，且不存在产品损耗、二次污染等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能化学品领域，设计一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术。
技术介绍
PAE造纸湿强剂是一种在中性条件下固化的湿强剂，相比于传统的脲醛树脂和三聚氰胺树脂，它具有不释放甲醛、白度高、高增湿性能等优点，但也存在产品中氯丙醇残留量过高的弊端。目前国内产品有机氯含量一般为1%-6%，其中绝大部分为氯丙醇，远远高出国际化学品有机氯含量的要求。但是，国内的湿强剂生产研究主要聚焦于湿强性能方面，比如CN103981760A，CN101302731A，专门针对产品残留有机氯的研究微乎其微。据调查，国外造纸湿强剂中有机氯的降低方法主要以后期处理为主，比如离子交换法（US6376578B1、US6342580B1)、生物处理法(US2003/0205345A1)、物理吸附法等，这些方法存在降低湿强性能、增加工艺流程、产品损耗等缺点。湿强剂中残留氯丙醇主要来自环氧氯丙烷水解的副产物，以1,3-二氯-2-丙醇（1,3-DCP）为主，以及2,3-二氯丙醇（2,3-DCP）、3-氯-丙醇（3-CDP）。这些氯丙醇残留物具有肝脏毒性、神经毒性、生殖毒性、遗传毒性和致癌性，可以诱发肝脏的良性肿瘤、肾小管腺癌和肾小管癌急，能损伤神经元细胞，抑制精子活性等。本专利主要是通过产品后期添加亲核试剂，易于操作，简单高效，即可达到降低残留氯丙醇的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前湿强剂中有机氯残留量过高问题，设计一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术。本专利技术的方法主要步骤：取市售PAE造纸湿强剂，保证其pH值小于6.0；加入亲核试剂，升温至30-60℃，保温一定时间后关闭电源即可。步骤中所述的亲核试剂选用硫酸钠、硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫化钠、硫化钾、硫氢化钠、硫氢化钾、硫氰酸钠、硫氰酸钾、胺基硫脲、乙酰硫脲、磺原酸乙酯单钾盐、三硫代碳酸钠、硫代乙酸的一种或两种以上。步骤中所述的亲核试剂添加量为0.001-0.1mol/kg绝干PAE造纸湿强剂。步骤中所述的保温温度为30-60℃，时长为5min-24h。产品中环氧氯丙烷主要水解反应为：步骤中反应主要为亲核取代反应，环氧氯丙烷水解产生的氯丙醇被亲核试剂取代，其反应机理主要为SN1和SN2，一般表示如下：SN1反应机理SN2反应机理SN1反应机理是分步进行，氯丙醇先解离为碳正离子和带负电荷的离去基团，再与亲核试剂结合；SN2反应机理是同步进行，亲核试剂从氯丙醇离去基团氯原子的背面与它相连的碳原子进攻，并形成较弱的键，同时氯原子与碳原子连接的键逐渐减弱，经此过渡态后，碳原子与离去基团氯原子之间的键断裂，与亲核试剂之间的键开始形成。步骤中所述的亲核试剂可能发生的反应如下:影响PAE造纸湿强剂中氯丙醇的去除效果主要为试剂的亲核性。在SN1反应中，试剂的亲核性作用不大，因为决定反应速率的关键是氯丙醇的解离。在SN2反应中，反应是一步反应，试剂亲核性越强，成键越快，氯丙醇的去除效果越好。本专利技术最大的特色在于产品后期加入亲核试剂，公开一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术。而且，该技术操作简单便捷，高效快速，基本不影响原产品各方面性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1取市场上三种PAE造纸湿强剂，分别编号为PAE01、PAE02和PAE03，并测其固含量、pH值和粘度，具体数据见表1。表1三种造纸湿强剂的理化性质编号固含量（%）pH值粘度（mpa·s）PAE0112.83.5638PAE0213.55.5252PAE0312.14.3441取200.01g样品PAE01于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.0512mol/L的亚硫酸钠溶液，开启热源，在50℃下保温10min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。实施例2取200.04g样品PAE01于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.0512mol/L的亚硫酸钠溶液，开启热源，在50℃下保温5h。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。实施例3取200.02g样品PAE02于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.0804mol/L的亚硫酸氢钠溶液，开启热源，在50℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。实施例4取200.06g样品PAE02于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.1608mol/L的亚硫酸氢钠溶液，开启热源，在50℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。实施例5取200.04g样品PAE03于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.1248mol/L的硫代硫酸钠溶液，开启热源，在40℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。实施例6取200.00g样品PAE03于三口烧瓶中，加入10ml浓度为0.1248mol/L的硫代硫酸钠溶液，开启热源，在60℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。对比例1取200.03g样品PAE01于三口烧瓶中，加入10ml水，开启热源，在50℃下保温10min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。对比例2取200.00g样品PAE02于三口烧瓶中，加入10ml水，开启热源，在55℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。对比例3取200.01g样品PAE03于三口烧瓶中，加入10ml水，开启热源，在60℃下保温20min。最后，测样品最终的固含量和pH，并通过抄纸实验测其湿强性能，采用GC/MS测其1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇的残留量。产品湿强性能的实验浆料采用广宁“鼎丰”木桨板，浆料浓度为1.51%，叩解度35oSR。湿强剂产品均稀释200倍，按12.5%固含量拆算添加量均为20kg液体/t纸，纸张目标定量为40g/m2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术，其特征在于，它包括以下步骤：取市售PAE造纸湿强剂，保证其pH值小于6.0；加入亲核试剂，升温至30‑60℃，保温一定时间后关闭电源即可。

【技术特征摘要】
1.一种降低PAE造纸湿强剂中氯丙醇的新技术，其特征在于，它包括以下步骤：取市售PAE造纸湿强剂，保证其pH值小于6.0；
加入亲核试剂，升温至30-60℃，保温一定时间后关闭电源即可。
2.根据权利要求1所述的亲核试剂选用硫酸钠、硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫化钠、硫化钾、硫氢化钠、硫氢化钾、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文，邱琼绚，
申请(专利权)人：广东省造纸研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44