一种纸张湿强剂的制备方法技术

本发明专利技术属于造纸化学品领域，具体涉及一种纸张湿强剂的制备方法。本发明专利技术以聚赖氨酸为原料，丙烯酸为接枝单体，通过交联剂制备了一种聚赖氨酸水凝胶，再与聚丙烯酰胺进行反应，提高吸附阴离子能力，且纸张纤维带负电荷，从而提高其留着率，同时利用过硫酸钾为质子源，在加热的情况下，过硫酸钾缓慢分解，为聚赖氨酸提供氢离子，降低聚赖氨酸的亲水性能，从而提高纸张的抗水性能，此外，还通过环氧氯丙烷进行烷基化反应，环氧交联基团的引入增加了分子链段的交联活性，进一步增强了聚合物和纤维间的亲和力，其分子链的交联网状结构，有效地限制了纤维和纤维间的活动，阻止了纤维的润胀和吸水，从而提高了纸张的湿强度。

【技术实现步骤摘要】
一种纸张湿强剂的制备方法
本专利技术属于造纸化学品领域，具体涉及一种纸张湿强剂的制备方法。
技术介绍
目前，随着人们生活水平的提高，人们对生活用纸的需求开始呈现出多功能化的趋势，比如对于有些品类的纸要求有高的湿强度，同时也希望其能够在使用后快速溶解打散或者在作为损纸回收处理时能够快速、容易的打散、溶解。纸张的湿强度是指纸页遇水或在潮湿的环境中所具有的强度。许多纸制品都要求有较高的湿强度，湿强剂的加入可以改善纸张在润湿等情况下的湿强度。但是目前，还没有出现能够同时具有湿强性能与易分解性能的纸张产品。究其原因，主要与目前湿强纸的生产工艺有关。湿强剂最早是使用脲醛树脂（UF）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）树脂，因为含有大量甲醛，而且需要在酸性系统里，才能有较好的湿强效果，已基本被淘汰。目前，应用最广泛的湿强剂是聚酰胺聚胺环氧氯丙烷（PAE或叫PPE）树脂，该树脂在中碱性系统里可获得很好的湿强效果，而且不含甲醛，无毒，可应用于装饰用纸、生活用纸和食品包装用纸等。此外，现有PAE湿强剂一般采用二乙烯三胺和己二酸先高温缩聚生成聚酰胺聚胺中间体，中间体再和环氧氯丙烷在碱性条件下进行季铵化反应而成。采用此种方法制备的PAE湿强剂，存在分支结构少、分子量较低、阳电荷密度高，单独使用湿强剂容易造成湿部电荷过阳离子化，从而导致留着率降低，产生气泡、絮聚等不良现象，影响生产。因此，纸厂一般会将羧甲基纤维素（CMC）和PAE配合使用，但CMC溶解麻烦。并且上述所提到的湿强剂虽然可保持纸张的湿强性能，但是添加有永久性湿强剂的纸张难以像普通废纸一样容易分解回收，其必须在强酸、强氧化剂的条件下才能够完全将损纸溶解。这既不利于环境，也增加了纸张回收利用的成本。因此，如果能够使纸在具备湿强性能的同时还能够在纸张回收过程中兼具易分解的性能，这样，不但会大大降低对湿强纸进行回收处理的难度，还能够有效降低对此类纸进行回收的能耗，进而降低回收利用成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前湿强剂虽然可保持纸张的湿强性能，但是添加有永久性湿强剂的纸张难以分解回收，不利于环境的问题，提供一种纸张湿强剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种纸张湿强剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将聚赖氨酸、乙酸溶液进行混合溶解，并进行搅拌，直至完全溶解，得溶解液，并在搅拌条件下以30~40mL/min的速率滴加过硫酸铵溶液到溶解液中，待反应8~10min后，再加入丙烯酸、交联剂进行加热，温度为60~70℃，并搅拌1~2h，得搅拌液；（2）将搅拌液、聚丙烯酰胺、引发剂进行混合，在温度60~70℃下反应1~2h，得反应物，将反应物用保鲜膜密封后置于气浴恒温振荡器中，在温度50~60℃恒温振荡2~3h，得振荡液；（3）将振荡液、过硫酸钾、蛋白酶放入容器中进行混合，并进行搅拌30~35min，再进行加热，温度40~70℃，反应1~2h，当降温至30~35℃，再向容器中加入振荡液质量8~10%的环氧氯丙烷进行反应30~40min，升温至60~70℃，反应2~3h，得反应物a；（4）按重量份数计，7~8份去离子水、5~6份乙酸溶液、3~4份壳聚糖、0.1~0.5份纳米氧化锌进行混合，并进行搅拌均匀，再放入超声波振荡器中振荡10~12min，得振荡液a，将反应物a、振荡液a进行混合，以120~150r/min的速率下搅拌30~35min，得混合搅拌物，即得纸张湿强剂。所述步骤（1）中按重量份数计，取10~12份水、10~12份溶解液、7~8份丙烯酸、1~2份过硫酸铵溶液、0.3~0.5份交联剂。所述步骤（1）中交联剂是戊二醛、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺其中的任意一种。所述步骤（2）中搅拌液、聚丙烯酰胺、引发剂的质量比10~15：5~6：1~2。所述步骤（2）中引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。所述步骤（3）中振荡液、过硫酸钾、蛋白酶的质量比7~8：1~2：0.8~1。所述步骤（4）中超声波振荡器的温度40~60℃。所述步骤（4）中反应物a、振荡液a的质量比1：0.5~0.8。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以聚赖氨酸为原料，丙烯酸为接枝单体，通过交联剂制备了一种聚赖氨酸水凝胶，再与聚丙烯酰胺进行反应，提高吸附阴离子能力，且纸张纤维带负电荷，从而提高其留着率，同时利用过硫酸钾为质子源，在加热的情况下，过硫酸钾缓慢分解，为聚赖氨酸提供氢离子，降低聚赖氨酸的亲水性能，从而提高纸张的抗水性能，此外，还通过环氧氯丙烷进行烷基化反应，环氧交联基团的引入增加了分子链段的交联活性，进一步增强了聚合物和纤维间的亲和力，其分子链的交联网状结构，有效地限制了纤维和纤维间的活动，阻止了纤维的润胀和吸水，从而提高了纸张的湿强度。（2）本专利技术在湿强剂制备过程中还加入以氧化锌对壳聚糖进行改性制备抗菌防霉剂，由于氧化锌具有光催化性能，使抗菌防霉剂在日常光照条件下具有光催化活性，从而提高纸张防霉性，同时本专利技术采用的聚赖氨酸是一种生物相容性好且可降解的高分子材料，不会造成环境污染问题。具体实施方式引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。交联剂是戊二醛、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺其中的任意一种。一种纸张湿强剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比1：3~4，将聚赖氨酸、1.0mol/L乙酸溶液进行混合溶解，并以100~150r/min进行搅拌，直至完全溶解，得溶解液，按重量份数计，取10~12份水、10~12份溶解液、7~8份丙烯酸、1~2份硫酸铵溶液、0.3~0.5份交联剂，并以100~120r/min搅拌条件下以30~40mL/min的速率滴加过硫酸铵溶液到溶解液中，待反应8~10min后，再加入丙烯酸、交联剂进行加热，温度为60~70℃，并以150~200r/min搅拌1~2h，得搅拌液；（2）按质量比10~15：5~6：1~2，将搅拌液、聚丙烯酰胺、引发剂进行混合，在温度60~70℃下反应1~2h，得反应物，将反应物用保鲜膜密封后置于气浴恒温振荡器中，在温度50~60℃恒温振荡2~3h，得振荡液；（3）按质量比7~8：1~2：0.8~1，将振荡液、过硫酸钾、蛋白酶放入容器中进行混合，并以120~150r/min进行搅拌30~35min，再进行加热，温度40~70℃，反应1~2h，当降温至30~35℃，再向容器中加入振荡液质量8~10%的环氧氯丙烷进行反应30~40min，升温至60~70℃，反应2~3h，得反应物a；（4）按重量份数计，7~8份去离子水、5~6份1.0mol/L乙酸溶液、3~4份壳聚糖、0.1~0.5份纳米氧化锌进行混合，并以120~150r/min进行搅拌均匀，再放入超声波振荡器中，在温度40~60℃振荡10~12min，得振荡液a，按质量比1：0.5~0.8，将反应物a、振荡液a进行混合，以120~150r/min的速率下搅拌30~35min，得混合搅拌物，即得纸张湿强剂。实施例1引发剂是过硫酸铵。交联剂是戊二醛。一种纸张湿强剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比1：3，将聚赖氨酸、1.0mol/L乙酸溶液进行混合溶解，并以100r/min进行搅拌，直至完全溶解，得溶解液，按重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸张湿强剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）将聚赖氨酸、乙酸溶液进行混合溶解，并进行搅拌，直至完全溶解，得溶解液，并在搅拌条件下以 30~40 mL/min的速率滴加过硫酸铵溶液到溶解液中，待反应8~10 min后，再加入丙烯酸、交联剂进行加热，温度为60~70℃，并搅拌1~2h，得搅拌液；（2）将搅拌液、聚丙烯酰胺、引发剂进行混合，在温度60~70℃下反应1~2h，得反应物，将反应物用保鲜膜密封后置于气浴恒温振荡器中，在温度50~ 60℃恒温振荡2~3 h，得振荡液；（3）将振荡液、过硫酸钾、蛋白酶放入容器中进行混合，并进行搅拌30~35min，再进行加热，温度40~70℃，反应1~2h，当降温至30~35℃，再向容器中加入振荡液质量8~10%的环氧氯丙烷进行反应30~40min，升温至60~70℃，反应2~3h，得反应物a；（4）按重量份数计，7~8份去离子水、5~6份乙酸溶液、3~4份壳聚糖、0.1~0.5份纳米氧化锌进行混合，并进行搅拌均匀，再放入超声波振荡器中振荡10~12min，得振荡液a，将反应物a、振荡液a进行混合，以120~150r/min的速率下搅拌30~35min，得混合搅拌物，即得纸张湿强剂。...

【技术特征摘要】
1.一种纸张湿强剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）将聚赖氨酸、乙酸溶液进行混合溶解，并进行搅拌，直至完全溶解，得溶解液，并在搅拌条件下以30~40mL/min的速率滴加过硫酸铵溶液到溶解液中，待反应8~10min后，再加入丙烯酸、交联剂进行加热，温度为60~70℃，并搅拌1~2h，得搅拌液；（2）将搅拌液、聚丙烯酰胺、引发剂进行混合，在温度60~70℃下反应1~2h，得反应物，将反应物用保鲜膜密封后置于气浴恒温振荡器中，在温度50~60℃恒温振荡2~3h，得振荡液；（3）将振荡液、过硫酸钾、蛋白酶放入容器中进行混合，并进行搅拌30~35min，再进行加热，温度40~70℃，反应1~2h，当降温至30~35℃，再向容器中加入振荡液质量8~10%的环氧氯丙烷进行反应30~40min，升温至60~70℃，反应2~3h，得反应物a；（4）按重量份数计，7~8份去离子水、5~6份乙酸溶液、3~4份壳聚糖、0.1~0.5份纳米氧化锌进行混合，并进行搅拌均匀，再放入超声波振荡器中振荡10~12min，得振荡液a，将反应物a、振荡液a进行混合，以120~150r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑守生，乔舍，林凡，
申请(专利权)人：常州市宇科不绣钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32