一种纸浆造纸助剂制备方法与流程

本发明涉及造纸，具体涉及一种纸浆造纸助剂制备方法。

背景技术：

1、随着造纸工业的不断发展，纸的用途已从书写、印刷等文化生活方面，发展到人类生活的各个领域。纸和纸板不仅是人类文化与信息的载体，也是工业、农业、科学、生活和卫生等方面的重要材料；它与工农业生产以及国民经济各个部门都有密切的联系，成为人类社会物质文明与精神文明的基础。造纸湿部化学口堤论述造纸浆料中各组分如纤维、水、料、化学助剂等在造纸机网部滤水、留着、成形以及白水循环过程中产生的相互间反应与作用规律的一门学科。国内外的造纸实践经验证明，各种化学助剂在造纸生产过程中的应用能起到事半功倍的作用，因此越来越得到各造纸生产厂家的青睐，造纸湿部化学的理论和应用得到了迅速发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纸浆造纸助剂制备方法，解决了现阶段纸张强度低且耐水性差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种纸浆造纸助剂制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤s1：将玉米淀粉和纤维素分散在去离子水中，加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙二醇甲醚，在转速为200-300r/mi n，温度为80-90℃的条件下，搅拌并加入过硫酸铵，进行反应3-5h，制得复合乳液；

5、步骤s2：将复合乳液在转速为150-200r/mi n，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入强化助剂和二月桂酸二丁基锡，进行反应4-6h后，加入己二酸二酰肼混合均匀，制得纸浆造纸助剂。

6、进一步，步骤s1所述的玉米淀粉、纤维素、去离子水、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙二醇甲醚的用量比为1.5g:1g:10ml:0.6g:0.13g:0.01g。

7、进一步，步骤s2所述的复合乳液和强化助剂的用量比为25ml:2g，二月桂酸二丁基锡的用量为强化助剂质量的4-6％，己二酸二酰肼的用量为1-3％。

8、进一步，所述的强化助剂由如下步骤制成：

9、将改性单体和蓖麻油混合，在转速为300-500r/mi n，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入二苯基甲烷二异氰酸酯，进行反应5-10mi n后，升温至80-85℃，继续反应1-1.5h，制得强化助剂。

10、进一步，所述的改性单体、蓖麻油和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为n:2n+1:4n+2，n为大于0的自然数。

11、进一步，所述的改性单体由如下步骤制成：

12、步骤a1：将十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷和去离子水混合均匀，在转速为200-300r/mi n，温度为25-30℃的条件下，搅拌20-30mi n后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至55-65℃，保温5-10mi n，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应3-5h，制得中间体1；

13、步骤a2：将丙烯酸、二乙醇胺、1-羟基苯并三唑和四氢呋喃混合均匀，在转速为200-300r/mi n，温度为30-40℃的条件下，进行反应3-5h，制得中间体2，将中间体2、环氧氯丙烷、苄基三甲基溴化铵和甲苯混合均匀，在转速为150-200r/mi n，温度为100-105℃的条件下，进行反应3-5h后，降温至70-75℃，加入氢氧化钠溶液，进行反应5-7h，制得中间体3；

14、步骤a3：将中间体3、中间体1和甲苯混合均匀，通入氮气保护，在转速为200-300r/mi n，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应6-8h后，升温至100-110℃，加入乙酰丙酸和三苯基膦，进行反应1-1.5h，升温至120-125℃，进行反应至酸值小于10mg/g，制得改性单体。

15、进一步，步骤a1所述的十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为2mmo l:3mmo l:5mmo l:5ml:3mmo l，浓硫酸的用量为十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的3-5％。

16、进一步，步骤a2所述的丙烯酸、二乙醇胺、1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1:1.1，中间体1、环氧氯丙烷和氢氧化钠的摩尔比为1:2:3，氢氧化钠溶液的质量分数为30％，苄基三甲基溴化铵的用量为中间体1和环氧氯丙烷质量和2％。

17、进一步，步骤a3所述的中间体3、中间体1和乙酰丙酸的摩尔比为2:1:4，氯铂酸的用量为中间体1和中间体3质量和的0.01‰，三苯基膦的用量为乙酰丙酸质量0.01‰。

18、本发明的有益效果：本发明制备的一种纸浆造纸助剂以玉米淀粉和纤维素为原料，加入丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在引发剂的作用下，聚合接枝，将玉米淀粉和纤维素接枝复合，得到复合乳液，将强化助剂加入复合乳液中，使得强化助剂上的异氰酸酯基与复合乳液中的羟基或氨基发生反应后，加入己二酸二酰肼混合均匀，制得纸浆造纸助剂，强化助剂由改性单体、蓖麻油和二苯基甲烷二异氰酸酯反应，通过用量控制，形成聚氨酯预聚体，制得强化助剂，改性单体十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷和二甲基二氯硅烷为原料水解，再与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成s i-h键封端的中间体1，将丙烯酸和二乙醇胺在1-羟基苯并三唑的作用下，使得丙烯酸上的羧基与二乙醇胺上的亚胺脱水缩合，制得中间体2，将中间体2和环氧氯丙烷反应，使得中间体2上的醇羟基与环氧氯丙烷上的环氧基反应后，再在氢氧化钠溶液的作用下闭环，制得中间体3，将中间体3和中间体1反应，使得中间体3上的双键和中间体1上的s i-h键反应后，加入乙酰丙酸和三苯基膦，乙酰乙酸上的羧基在三苯基膦的作用下会与环氧基反应，产生醇羟基，制得改性单体，强化助剂为超支化结构，且分支链上具有有机硅链段，侧链含有长氟链和碳链，使得强化助剂具有很好的疏水效果，而纤维素和淀粉上又含有大量亲水基团，且含有阳离子，当造纸助剂使用时由于阳离子的存在，使得造纸助剂带有正电荷，能够通过静电作用与带有负电荷的纸浆纤维结合，使得疏水基团向纸外定向排列，且疏水基团中的酮羰基能够与己二酸二酰肼中的酰肼基团交联进而在纸张表面形成致密的疏水膜，与纤维素和淀粉配合进一步提升的纸张的力学性能。

技术特征：

1.一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：步骤s1所述的玉米淀粉、纤维素、去离子水、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙二醇甲醚的用量比为1.5g:1g:10ml:0.6g:0.13g:0.01g。

3.根据权利要求1所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：步骤s2所述的复合乳液和强化助剂的用量比为25ml:2g，二月桂酸二丁基锡的用量为强化助剂质量的4-6％，己二酸二酰肼的用量为1-3％。

4.根据权利要求1所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：所述的强化助剂由如下步骤制成：

5.根据权利要求4所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：所述的改性单体、蓖麻油和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为n:2n+1:4n+2，n为大于0的自然数。

6.根据权利要求1所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：所述的改性单体由如下步骤制成：

7.根据权利要求6所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：步骤a1所述的十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为2mmol:3mmol:5mmol:5ml:3mmol，浓硫酸的用量为十二烷基二甲氧基硅烷、全氟辛基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的3-5％。

8.根据权利要求6所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：步骤a2所述的丙烯酸、二乙醇胺、1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1:1.1，中间体1、环氧氯丙烷和氢氧化钠的摩尔比为1:2:3，氢氧化钠溶液的质量分数为30％，苄基三甲基溴化铵的用量为中间体1和环氧氯丙烷质量和2％。

9.根据权利要求6所述的一种纸浆造纸助剂制备方法，其特征在于：步骤a3所述的中间体3、中间体1和乙酰丙酸的摩尔比为2:1:4，氯铂酸的用量为中间体1和中间体3质量和的0.01‰，三苯基膦的用量为乙酰丙酸质量0.01‰。

技术总结本发明公开了一种纸浆造纸助剂制备方法，以玉米淀粉和纤维素为原料，加入丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在引发剂的作用下，聚合接枝，将玉米淀粉和纤维素接枝复合，得到复合乳液，将强化助剂加入复合乳液中，使得强化助剂上的异氰酸酯基与复合乳液中的羟基或氨基发生反应后，加入己二酸二酰肼混合均匀，制得纸浆造纸助剂；强化助剂为超支化结构，且分支链上具有有机硅链段，侧链含有长氟链和碳链，使得强化助剂具有很好的疏水效果，且疏水基团中的酮羰基能够与己二酸二酰肼中的酰肼基团交联进而在纸张表面形成致密的疏水膜，与纤维素和淀粉配合进一步提升的纸张的力学性能。技术研发人员：王欢,章松受保护的技术使用者：冠宏化工（扬州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/22