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CN118186819A - 一种造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法 - Google Patents

一种造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法 Download PDF

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CN118186819A
CN118186819A CN202311690267.3A CN202311690267A CN118186819A CN 118186819 A CN118186819 A CN 118186819A CN 202311690267 A CN202311690267 A CN 202311690267A CN 118186819 A CN118186819 A CN 118186819A
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papermaking
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王才喜
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Asia Pacific Senbo Jiangsu Pulp And Paper Co ltd
Original Assignee
Asia Pacific Senbo Jiangsu Pulp And Paper Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种造纸用表面施胶剂，由包括以下质量份的原料制备而成：70～85份的烷基烯酮二聚体乳液、10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5～15份的定着剂、1～5份的稳定剂、0～20份的水。本发明提供的表面施胶剂可以在造纸现场在线制备在线添加，可以改善纸张的抗水性能，减少乃至停用浆内施胶剂，解决内部施胶剂引起的系统污染和腐浆增多问题。还可以与淀粉、填料、细小纤维网络成立体膜状结构，提高表面强度，更好的满足纸张使用需求。

Description

一种造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法
技术领域
本发明属于施胶剂技术领域，具体涉及一种造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法。
背景技术
表面施胶是纸和纸板加工过程中的一个工序，通常位于纸机的烘干部中后端，使纸页在未完全干燥却具有一定的强度时涂布一层胶液，经后续的干燥在纸和纸板表面形成一层胶膜，从而达到提高纸和纸板表面抗水、表面强度、平滑度性能的目的。目前纸厂表面施胶普遍采用表面施胶淀粉(包括氧化淀粉、酶转化淀粉、热转化淀粉等)，辅以一定比例的表面施胶剂的方法，表面施胶剂为主要有AKD类、苯丙类和丙丙类，供应商制备，作为化工商品售卖，价格高，表面活性剂添加量高，长时间存储影响效果。
随着造纸工业的飞速发展，施胶工艺由传统浆内施胶和表面施胶相结合改为大部分乃至全部在表面施胶是发展趋势，减少内部施胶可以减少浆内系统污染和腐浆增多问题，延长洗车周期和备品使用周期，减少湿部断纸。
因此，提供一种生产工艺简单的表面施胶剂在线制备方法既节约成本又行之有效的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法，本发明提供的表面施胶剂可以在造纸现场在线制备在线添加，可以改善纸张的抗水性能，减少乃至停用浆内施胶剂，解决内部施胶剂引起的系统污染和腐浆增多问题。
本发明提供了一种造纸用表面施胶剂，由包括以下质量份的原料制备而成：
70～85份的烷基烯酮二聚体乳液、10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5～15份的定着剂、1～5份的稳定剂、0～20份的水。
优选的，所述稳定剂选自氧氯化锆、醋酸和山梨酸钾中的一种或多种。
优选的，所述定着剂选自硫酸铝和/或氯化铝。
本发明还提供了一种上述表面施胶剂的在线制备方法，包括以下步骤：
将烷基烯酮二聚体乳液、聚二甲基二烯丙基氯化铵、定着剂和稳定剂混合，得到表面施胶剂。
优选的，所述在线制备方法包括以下步骤：
(1)按照重量份准备原料，将烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽搅拌；
(2)将稳定剂加入步骤(1)中的烷基烯酮二聚体乳液中进行搅拌，得到混合液；
(3)将定着剂加入步骤(2)中的混合液中进行搅拌，得到混合乳液；
(4)将所述混合乳液输送混料储存槽后，再泵送到上胶槽，泵送管道中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入水进行在线稀释，经管道混合器混料，得到在线添加的表面施胶剂。
优选的，步骤(2)中搅拌的时间为10～20min，搅拌速率为50～120r/min。
优选的，步骤(3)中搅拌的时间为5～10min，搅拌速率为50～120r/min。
优选的，步骤(4)中管道混合器的内部为螺旋瓣状结构。
本发明还提供了一种造纸用表面施胶剂的在线施胶方法，将表面施胶剂在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面进行施胶。
优选的，所述表面施胶剂与表面胶淀粉的混合比例为1：(4-8)。
与现有技术相比，本发明提供了一种造纸用表面施胶剂，由包括以下质量份的原料制备而成：70～85份的烷基烯酮二聚体乳液、10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5～15份的定着剂、1～5份的稳定剂、0～20份的水。本发明提供的表面施胶剂可以在造纸现场在线制备在线添加，可以改善纸张的抗水性能，减少乃至停用浆内施胶剂，解决内部施胶剂引起的系统污染和腐浆增多问题。还可以与淀粉、填料、细小纤维网络成立体膜状结构，提高表面强度，更好的满足纸张使用需求。
附图说明
图1为本发明提供的表面施胶剂在线制备的生产工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种造纸用表面施胶剂，由包括以下质量份的原料制备而成：
70～85份的烷基烯酮二聚体乳液、10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5～15份的定着剂、1～5份的稳定剂、0～20份的水。
本发明提供的造纸用表面施胶剂包括70～85份的烷基烯酮二聚体乳液，可以为70、75、80、85，或70～85份之间的任意值。
本发明提供的造纸用表面施胶剂还包括10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵，可以为10、12、14、15、16、18、20，或10～20份之间的任意值。在本发明中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为交联剂，聚二甲基二烯丙基氯化铵含有大量的阳离子基团，具有高效的静电中和、吸附作用，可以和烷基烯酮二聚体、淀粉、填料、细小纤维无醛络合，网络成立体膜状结构，从而达到提高纸页表面强度的目的。
本发明提供的造纸用表面施胶剂还包括5～15份的定着剂，可以为5、7、10、12、15，或5～15份之间的任意值。在本发明中，所述定着剂选自硫酸铝和/或氯化铝，优选为硫酸铝。
本发明提供的造纸用表面施胶剂还包括1～5份的稳定剂，可以为1、2、3、4、5，或1～5份之间的任意值。在本发明中，所述稳定剂选自氧氯化锆、醋酸和山梨酸钾中的一种或多种，优选为氧氯化锆。
本发明提供的造纸用表面施胶剂还包括0～20份的水，用于调节表面施胶剂的浓度，可以加也可以选择不加。
本发明还提供了一种上述表面施胶剂的在线制备方法，包括以下步骤：
将烷基烯酮二聚体乳液、聚二甲基二烯丙基氯化铵、定着剂和稳定剂混合，得到表面施胶剂。
具体的，所述表面施胶剂的在线制备方法包括以下步骤：
(1)按照重量份准备原料，将烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽搅拌；
(2)将稳定剂加入步骤(1)中的烷基烯酮二聚体乳液中进行搅拌，得到混合液；
(3)将定着剂加入步骤(2)中的混合液中进行搅拌，得到混合乳液；
(4)将所述混合乳液输送混料储存槽后，再泵送到上胶槽，泵送管道中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入水进行在线稀释，经管道混合器混料，得到在线添加的表面施胶剂。
其中，步骤(2)中搅拌的时间为10～20min，搅拌速率为50～120r/min。
步骤(3)中搅拌的时间为5～10min，搅拌速率为50～120r/min。
在本发明中，所述搅拌所用的搅拌器的类型为桨式搅拌器。
步骤(4)中管道混合器的内部为螺旋瓣状结构，不需额外的混合动力。以上设备均为市售。
本发明还提供了一种造纸用表面施胶剂的在线施胶方法，将表面施胶剂在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面进行施胶。
所述表面施胶剂与表面胶淀粉的混合比例为1：(4-8)，可以为1:4、1:5、1:6、1:7、1:8，或1：(4-8)之间的任意值。
参见图1，图1为本发明提供的表面施胶剂在线制备的生产工艺流程图。
本发明的优势效果体现：
本发明提供的造纸用表面施胶剂在线制备，在线添加，反应活性强，避免了商品表面施胶剂长时间存储影响效果。根据成纸的吸水性，表面强度，可以在线快速调整烷基烯酮二聚体乳液，聚二甲基二烯丙基氯化铵等原料的比例，工艺调控效率高。本发明提供的造纸用表面施胶剂现场制备添加，比购买商品表面施胶剂的使用成本低。
本发明的表面施胶剂中含有烷基烯酮二聚体乳液、聚二甲基二烯丙基氯化铵、稳定剂和定着剂，各种组分之间相互配合，使得表面施胶剂具有更好的性质；在线制备时通过桨式搅拌器以及管道静态混合器，使得助剂成分混合更加均匀，混合均匀更有利于提高助剂的使用效果，改善纸张的性能，更好的满足造纸的使用需求。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的造纸用表面施胶剂及其在线制备方法以及在线施胶方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1：
准备75份的烷基烯酮二聚体乳液、15份聚二甲基二烯丙基氯化铵、8份的硫酸铝、2份的氧氯化锆
将75份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速80r/min；
将2份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续20min；
将8份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入15份聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入清水15份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
实施例2：
准备70份的烷基烯酮二聚体乳液、20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、6份的硫酸铝、4份的氧氯化锆
将70份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速100r/min；
将4份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续20min；
将6份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入20份聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入清水10份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
实施例3：
准备80份的烷基烯酮二聚体乳液、12份聚二甲基二烯丙基氯化铵、7份的硫酸铝、1份的氧氯化锆
将80份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速50r/min；
将1份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续15min；
将7份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续8min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入12份聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入清水8份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
实施例4：
准备78份的烷基烯酮二聚体乳液、11份聚二甲基二烯丙基氯化铵、8份的硫酸铝、3份的氧氯化锆
将78份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速800r/min；
将3份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续15min；
将8份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入11份聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入清水5份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
实施例5：
准备83份的烷基烯酮二聚体乳液、10份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5份的硫酸铝、2份的氧氯化锆
将83份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速100r/min；
将2份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续20min；
将5份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入10份聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入清水0份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
试验例1：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，实施例1所制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为2kg。
试验例2：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，实施例2所制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为2kg。
试验例3：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，实施例3所制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为3kg。
试验例4：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，实施例4所制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为3kg。
试验例5：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，实施例5所制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为0kg。
对比例1：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，外购的AKD表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为10kg。
对比例2：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，外购的苯乙烯-丙烯酸酯表面施胶剂B按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为8kg。
对比例3：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，外购的丙烯腈-丙烯酸酯表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为9kg。
对比例4：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，与下述所在线制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为5kg。
本例在线表面施胶剂制备方法如下
准备75份的烷基烯酮二聚体乳液、8份的硫酸铝、2份的氧氯化锆
将75份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速80r/min；
将2份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续20min；
将8份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入清水10份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
对比例5：
在糊化罐中加入大约3000kg水,加入750kg氧化淀粉,充分搅拌并升温到96℃，糊化25分钟，经淀粉储存槽，在线稀释到15％浓度，泵送到上料槽，与下述所在线制得的表面施胶剂按淀粉量的10％添加，充分混合上机，检测成纸的cobb值，IGT表面印刷强度。
抄纸时浆内AKD添加量为6kg。
本例在线表面施胶剂制备方法如下
准备75份的烷基烯酮二聚体乳液、15份聚乙烯亚胺(做交联剂)、8份的硫酸铝、2份的氧氯化锆
将75份的烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽，开启桨式搅拌器，转速80r/min；
将2份的氧氯化锆加入混合槽加以搅拌，持续20min；
将8份的硫酸铝加入混合槽加以搅拌，持续10min；
混合槽混料好的原料送到混料储存槽，混料储存槽作为连续在线制备的缓冲槽；
混料储存槽原料泵送到上胶槽，泵送管道上加入15份聚乙烯亚胺(作为交联剂)，加入清水18份在线稀释，经管道混合器混料，成为在线添加的表面施胶剂；
在线制备的表面施胶剂，在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面施胶。
性能测试：
cobb值(采用GB/T 1540-2002标准方法检测)，IGT表面印刷强度(采用GB/T22365-2008标准方法检测)，根据测试结果判断表面施胶剂的性能。
表1实施例1～5和对比例1～5的测试结果
从表中结果可以得出，试验例1～5的测试结果显著优于对比例1～5的测试结果，抗水性相对更好，表面强度相对更高，即实施例1～5所在线制得的表面施胶剂比市场上的商品表面施胶剂具有更好的效果。聚二甲基二烯丙基氯化铵含有大量的阳离子基团，具有高效的静电中和、吸附作用，可以和烷基烯酮二聚体、淀粉、填料、细小纤维无醛络合，网络成立体膜状结构，从而达到提高纸页表面强度的目的。并且，本发明提供的表面施胶剂可以在造纸现场在线制备在线添加，可以改善纸张的抗水性能，减少乃至停用浆内施胶剂，解决内部施胶剂引起的系统污染和腐浆增多问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种造纸用表面施胶剂，其特征在于，由包括以下质量份的原料制备而成：
70～85份的烷基烯酮二聚体乳液、10～20份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5～15份的定着剂、1～5份的稳定剂、0～20份的水。
2.根据权利要求1所述的造纸用表面施胶剂，其特征在于，所述稳定剂选自氧氯化锆、醋酸和山梨酸钾中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的造纸用表面施胶剂，其特征在于，所述定着剂选自硫酸铝和/或氯化铝。
4.一种如权利要求1～3任意一项所述的表面施胶剂的在线制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将烷基烯酮二聚体乳液、聚二甲基二烯丙基氯化铵、定着剂和稳定剂混合，得到表面施胶剂。
5.根据权利要求4所述的在线制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量份准备原料，将烷基烯酮二聚体乳液加入混合槽搅拌；
(2)将稳定剂加入步骤(1)中的烷基烯酮二聚体乳液中进行搅拌，得到混合液；
(3)将定着剂加入步骤(2)中的混合液中进行搅拌，得到混合乳液；
(4)将所述混合乳液输送混料储存槽后，再泵送到上胶槽，泵送管道中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，加入水进行在线稀释，经管道混合器混料，得到在线添加的表面施胶剂。
6.根据权利要求5所述的在线制备方法，其特征在于，步骤(2)中搅拌的时间为10～20min，搅拌速率为50～120r/min。
7.根据权利要求5所述的在线制备方法，其特征在于，步骤(3)中搅拌的时间为5～10min，搅拌速率为50～120r/min。
8.根据权利要求5所述的在线制备方法，其特征在于，步骤(4)中管道混合器的内部为螺旋瓣状结构。
9.一种造纸用表面施胶剂的在线施胶方法，其特征在于，将表面施胶剂在上料槽与表面胶淀粉混合，泵送到纸机施胶机表面进行施胶。
10.根据权利要求9所述的在线施胶方法，其特征在于，所述表面施胶剂与表面胶淀粉的混合比例为1：(4-8)。
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