一種助留助濾劑及其制備方法技術

本發明專利技術屬于化工技術領域，特別是提供了一種助留助濾劑及其制備方法，它解決了目前在造紙領域中助留助濾劑所存在的添加量大、操作煩瑣、保存期短、使用效果不理想等問題。本助留助濾劑基本上由殼聚糖、陽離子聚丙烯酰胺和水所組成。在本助留助濾劑中，殼聚糖與纖維之間有較強的結合力，同時通過采用適當比例的陽離子化合物對殼聚糖進行改性，可以充分發揮殼聚糖的強離子性與聚合物高分子鏈長的雙重特性，所以該助留助濾劑是集強電荷中和能力和強的架橋能力于一身。本助留助濾劑可以顯著提高細小纖維和填料的留著率，無毒無腐蝕性，且適合性強，不受其它鹽類的影響，廣泛適用于木漿、草漿，并可在各種造紙機上生產各類紙種。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種助留助濾劑，特別是一種造紙用的助留助濾劑及其制備方法。
技術介紹
在造紙過程中，使用助留助濾劑有以下優點1、可以增加紙機漿料中細小纖維和填料的留著，降低噸紙漿耗，網下白水濃度也會顯著降低。2、可以改善紙頁的兩面性，使紙頁的均勻度、白度、平滑度、印刷適應性都有所提高。3、由于填料留著率的提高和助濾作用也使得濕紙頁再網部和壓榨的脫水速度提高，從而提高紙機車速，增加產量。4、毛毯較清潔，延長使用壽命，降低干燥部蒸氣的消耗量。因此，助留助濾劑在造紙領域已得到廣泛應用。目前造紙工業中較常見的助留助濾劑有陽離子淀粉和交聯物聚丙烯酰胺等。如中國專利99113919.4提供的“草漿造紙用助濾、助留劑”，它就是一種多元增效型淀粉衍生物，通過三步反應得到，即陽離子醚化反應、陰離子化反應和復合反應。該助留助濾劑的基本原理是利用產品分子中的陽離子取代基可以防止草漿體系中陰離子雜質的干擾而對其分子中的陰離子取代基起保護作用。但陽離子淀粉作助留助濾劑存在著明顯的缺點添加量大、使用時必須糊化、操作煩瑣、保存期短，且使用效果不理想。而交聯物聚丙烯酰胺只有在較強酸性條件下，氫離子才與叔胺基結合產生一帶正電荷的陽離子基團。但即使在酸性抄紙中，漿料的酸度也不是很高的，產生作用的主要是叔胺形式的基團。由于其他電荷較弱，聚丙烯酰胺分子與纖維之間的靜電作用較小，其助留助濾效果亦不明顯。因此，人們期望尋找一種具有較強陽離子基團、與纖維之間的結合力較強、用量省、操作簡單的造紙助劑。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述問題，提供一種具有較強陽離子基團、與纖維之間的結合力較強、操作方便的助留助濾劑。本專利技術的另一目的是提供上述助留助濾劑的制備方法。為實現上述目的，本專利技術采用了下列技術方案本助留助濾劑基本上由殼聚糖、陽離子聚丙烯酰胺和水所組成。在本助留助濾劑中，殼聚糖屬于天然聚合物，其分子鏈中含有較強陽離子性基團，是一種水溶性的線性高分子，與纖維之間的結合力較強。同時，通過采用適當比例的陽離子化合物對殼聚糖進行改性，可以充分發揮殼聚糖的強離子性與聚合物高分子鏈長的雙重特性，所以該助留助濾劑是集強電荷中和能力和強的架橋能力于一身。在上述的助留助濾劑中，殼聚糖占總重量的重量百分比為0.1％～10％，陽離子聚丙烯酰胺占總重量的重量百分比為0.2％～20％。在上述的助留助濾劑中，殼聚糖占總重量的重量百分比最佳范圍為0.5％～5％，陽離子聚丙烯酰胺占總重量的重量百分比最佳范圍為1％～10％。本助留助濾劑的作用機理主要是依據絮凝理論。纖維表面的細纖維由于電荷中和發生收縮使纖維的比表面下降，結合水量減少致使對液體的阻力減少；同時，由于纖維與固體細料的絮聚，從而減少了濕紙層間微孔結構的堵塞，增加了紙頁的滲透性能。在造紙過程中，本助留助濾劑具體表現在下列三個方面1、表面電荷中和紙漿加填料均帶陰電荷，加入本陽離子助留助濾劑后，可降低Zeta電位，當Zeta電位接近于零時，形成微絮聚體。2、補丁結合由于陽離子助留助濾劑在紙表面和填料粒子間產生吸附，形成具有陽電荷的嵌鑲狀中心。助留助濾劑表面陽電荷的靜電，可以吸引表面仍為陰電荷的紙漿和填料粒子。3、架橋結合助留助濾劑的分子量很大，有很長的分子鏈，可使纖維與多個固體細料發生橋聯，從而相互產生絮聚。上述助留助濾劑的制備方法是按下列步驟進行的(本案專利中的份數均為重量份)1、殼聚糖溶解殼聚糖0.5～1份用稀的酸1～10份在10～50℃的溫度下攪拌溶解，并用濾布過濾。最好是將稀酸加熱至40～50℃，以加快其溶解的速度。上述稀酸的濃度一般在5％以下。這里，所述的酸可以是有機酸或者無機酸。通常，有機酸可以是甲酸、乙酸、丙酸、丙酮酸、檸檬酸、乳酸、水楊酸。無機酸可以是鹽酸、硫酸、磷酸。2、聚丙烯酰胺溶解在反應釜中將陽離子聚丙烯酰胺1～2份慢慢加入10～50份的水中，加熱至30～50℃，攪拌溶解。陽離子聚丙烯酰胺的電荷度為30％，分子量大于300萬道爾頓。3、引發待聚丙烯酰胺溶解后，在反應釜中加入引發劑甲醛0.01～0.5份，攪拌反應10～120分鐘。這里甲醛為試劑級或者工業級。4、交聯將溶解好的殼聚糖溶液加入反應釜中，攪拌，加水使總重量達到100份，反應10～120分鐘，控制PH值在3～6之間，然后降溫出料，邊過濾邊裝入塑料桶內。顯然，上述制備方法所得到的助留助濾劑還含有酸和甲醛的成份。與現有技術相比，在造紙工業中采用本專利技術提供的助留助濾劑后，具有下列優點1、可以顯著提高細小纖維和填料的留著率，保留率在25％以上，噸紙加入助留劑后可節約干漿料30至50公斤以上。2、由于本助留助濾劑在PH值5至8范圍內均有效，故其適合性強，不受其它鹽類的影響，廣泛適用于木漿、草漿，并可在各種造紙機上生產各類紙種。3、本助留助濾劑屬于天然產物改性產品，無毒無腐蝕性，且無二次公害，不易爆易燃。4、本產品可顯著降低網下白水濃度，減少細小纖維和填料的流失，降低白水污染負荷。5、采用本助留助濾劑后，在造紙過程中將有利于提高紙機的車速，增加產量。具體實施例方式本實施例中，將冰乙酸2公斤溶解在100公斤水中，攪拌均勻后加入8公斤殼聚糖，加熱40～50℃，攪拌溶解并用濾布過濾。另外，在反應釜中加入400公斤的水，邊攪拌邊慢慢加入陽離子聚丙烯酰胺10公斤，大約30分鐘內加完，防止結塊，加熱至40～50℃攪拌溶解。待聚丙烯酰胺溶解好后，在反應釜中加入引發劑甲醛250ml，攪拌反應30分鐘。然后將溶解好的殼聚糖溶液加入反應釜中，攪拌，并加水至1噸，反應時間為30分鐘，控制pH值4.5。降溫出料，邊過濾邊裝入塑料桶內。這樣制得的助留助濾劑，其外觀為淡黃色或白色粘稠液體，表現粘度≤500mpa.S，比重1.07～1.20，PH值4～6，離子度35～55％，穩定性6個月，其用量為每噸紙2～6公斤。應用效果試驗應用1—將本助留助濾劑與現有的幾種助留劑作對比實驗。采用硫酸鹽草漿，填料用量為20％，助留劑按照通常的推薦用量，其實驗室的檢測結果如下 從對比實驗的數據可以看出，采用本助留助濾劑后，其抗張指數和耐破指數均有明顯下降，而灰份有所提高。應用2—將本助留助濾劑與聚丙烯酰胺作對比試驗。1、試驗目的考查本助留助濾劑在降低白水濃度，提高填料留著率方面的情況。2、試驗方法(1)助留劑稀釋濃度為0.5％。(2)加入方法用流量計準確計量，連續加添。(3)加入位置紙機前穩漿箱處。(4)取樣辦法將聚丙烯酰胺樣與本助留助濾劑樣，分別取三組平行對比。3、工藝條件紙機1760長網多缸紙機；生產品種70g/m2書寫紙；車速150m/min。4、試驗數據 5、試驗結論使用聚丙烯酰胺時，填料留著率為66.0％，平均白水濃度為2.4760‰；使用本助留助濾劑后，填料留著率提高到76.5％，平均白水濃度下降至1.8875‰。因此，本助留助濾劑可以明顯提高填料留著率和降低白水濃度，由此可以節約漿耗，減少細小纖維和滑石粉的流失，降低生產成本。權利要求1.一種助留助濾劑，其特征在于該助留助濾劑基本上由殼聚糖、陽離子聚丙烯酰胺和水所組成。2.根據權利要求1所述的助留助濾劑，其特征在于所述的殼聚糖占總重量的重量百分比為0.1％～10％，陽離子聚丙烯酰胺占總重量的重量百分比為0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種助留助濾劑，其特征在于該助留助濾劑基本上由殼聚糖、陽離子聚丙烯酰胺和水所組成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：詹金明，王松葉，
申請(專利權)人：玉環縣澳興甲殼素有限公司，
類型：發明
國別省市：33[中國|浙江]