本發(fā)明涉及造紙用耐折增強劑，尤其涉及一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑、其制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、箱板紙是紙箱用紙的主要紙種之一，隨物流業(yè)的發(fā)展，箱板紙的需要不斷擴大。由于造紙用木材資源短缺，木漿成本高，同時為了減少對環(huán)境損害，常用回用循環(huán)的紙漿，即廢紙漿制備箱板紙。但多次的循環(huán)回用，使得廢紙漿的纖維比初始纖維短的多，纖維間的結(jié)合力下降，導(dǎo)致紙張強度(如耐折強度、干強度、耐破強度等)達(dá)不到要求。耐折度是紙和紙板性能評價的重要參數(shù)之一，因此提高廢紙漿制備箱板紙的耐折度具有重大意義。

2、目前，研究者們在紙張表面耐折增強方向開展了一些工作。孟曉敏等(聚氨酯乳液在紙張涂布中的研究，中國造紙學(xué)報，2012,27(2):22-24)研究了水性聚氨酯乳液直接涂布對濾紙性能的影響，結(jié)果表明異氰酸基團(tuán)能與纖維上羥基反應(yīng)，以架橋的方式連接纖維，從而提高濾紙的耐折強度。薛美貴等(cnc-cts復(fù)合陰離子淀粉表面涂布劑對牛皮紙印刷適性的影響，2022,43(21):96-101)利用納米纖維素和殼聚糖復(fù)配產(chǎn)品和淀粉反應(yīng)的特性，從而增強淀粉與纖維的結(jié)合，實現(xiàn)紙張耐折相關(guān)力學(xué)性能的增強。但上述研究目標(biāo)主要是優(yōu)質(zhì)的原料紙漿，且產(chǎn)品成本昂貴，用量也高，目前市場仍缺少針對箱板紙類市占率較高紙種，尤其是循環(huán)回用廢紙漿制箱板紙的高效增強劑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)下耐折增強劑對箱板紙的耐折提升效果較差的問題，首先提供了一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，該箱板紙表面施膠用耐折增強劑可提升箱板紙，尤其是由循環(huán)回用多次后的廢紙漿制備的箱板紙的耐折強度，并改善施膠效果。本發(fā)明還提供了一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑的制備方法，該方法過程簡便可用于工業(yè)化生產(chǎn)。最后，本發(fā)明提供了箱板紙表面施膠用耐折增強劑的應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，所述耐折增強劑包括如下重量份的原料：5～25份多元醇，5～30份環(huán)氧氯丙烷，1～5份催化劑，1～5份ph調(diào)節(jié)劑，1～5份交聯(lián)劑，2～8份聚丙烯酰胺，0.5～0.8份陰離子垃圾捕捉劑，加水至箱板紙表面施膠耐折增效劑的固含量為40～70％。

4、研究表明循環(huán)回用廢紙漿的成紙強度下降有兩個因素：其一是紙張回收粉碎等工藝對紙漿纖維的破壞，紙漿纖維長度隨著循環(huán)回用次數(shù)的增加而變短，纖維間的結(jié)合力也減弱；另一個是循環(huán)回用的次數(shù)增加，涂布液體系中陰離子垃圾隨之增加，干擾紙漿纖維和助劑的結(jié)合。前者因素，往往通過提高助劑用量來解決，增加使用成本。后者因素的解決方法是過量投加硫酸鋁來中和陰離子垃圾，但過量硫酸鋁的加入，架橋淀粉，導(dǎo)致淀粉排列緊密，涂布的薄膜層發(fā)脆，同時硫酸鋁自身也會產(chǎn)生游離酸，與纖維上羥基反應(yīng)脫水使得紙張發(fā)脆，而且多數(shù)增強助劑有合適的ph使用范圍，往往高于過量硫酸鋁投加下的體系ph。發(fā)明人提出相應(yīng)的兩個策略解決上述問題，一是引入高陽離子性試劑捕捉陰離子垃圾；二是引入多元醇和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成的縮水醚低聚物、聚丙烯酰胺、二醛類交聯(lián)劑，縮水醚低聚物能與淀粉、纖維反應(yīng)成鍵，二醛類交聯(lián)劑能聚丙烯酰胺交聯(lián)，增加鏈長，減少縮水醚低聚物的流失，加強在纖維上的定著。當(dāng)涂布液在壓力作用下進(jìn)入紙張表面時，分子鏈上陽離子基團(tuán)和纖維結(jié)合，其分子鏈上的羥基和酰胺基與纖維的氫鍵作用進(jìn)一步提高了結(jié)合效果。當(dāng)后續(xù)紙頁固化工藝中，環(huán)氧基、醛基與纖維上的羥基、羧基反應(yīng)形成牢固的共價鍵，令纖維體系形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得紙張的表面強度得到提升，尤其是耐折度，同時紙張表面的親水基團(tuán)減少，也能改善施膠效果。

5、作為優(yōu)選，所述多元醇為乙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、季戊四醇和山梨醇中的一種或幾種的混合物。

6、作為優(yōu)選，所述環(huán)氧氯丙烷的重量份為多元醇的n倍，n為多元醇中單個分子的羥基平均數(shù)。

7、環(huán)氧氯丙烷與多元醇的比例會影響最終耐折增強劑中的環(huán)氧基團(tuán)含量，環(huán)氧基團(tuán)含量提升可提高耐折增強劑對紙張表面強度的提高效果，但也會導(dǎo)致耐折增強劑水溶性下降，耐折增強劑無法溶于涂布液中實現(xiàn)與紙張的接觸，使得紙張中僅部分位置能與耐折增強劑接觸。

8、作為優(yōu)選，所述催化劑為濃硫酸。

9、作為優(yōu)選，所述ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸鈉中的一種或幾種的復(fù)配混合物。

10、作為優(yōu)選，所述交聯(lián)劑為乙二醛、丁二醛、戊二醛和呋喃二醛中的一種或幾種的復(fù)配混合物。

11、作為優(yōu)選，所述聚丙烯酰胺為陽離子型聚丙烯酰胺。

12、作為優(yōu)選，所述陰離子垃圾捕捉劑為二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的聚合物。

13、一種上述箱板紙表面施膠用耐折增強劑的制備方法，包括如下步驟：

14、(1)將多元醇和催化劑混合后，緩慢滴加環(huán)氧氯丙烷，滴加完畢后升溫至60-90℃保溫3-5小時，加入ph調(diào)節(jié)劑至ph為3-5；

15、(2)加入聚丙烯酰胺及交聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢韬笊郎刂?0～80℃保溫1-2小時，體系粘度達(dá)到150-200cps時，加入陰離子垃圾捕捉劑，再加入水，冷卻至室溫后得到產(chǎn)品。

16、本發(fā)明先將多元醇和環(huán)氧氯丙烷在催化劑作用下聚合生成環(huán)氧基團(tuán)，再加入聚丙烯酰胺及交聯(lián)劑進(jìn)行進(jìn)一步交聯(lián)。

17、上述箱板紙表面施膠用耐折增強劑或上述制備方法制備的箱板紙表面施膠用耐折增強劑在造紙中的應(yīng)用，其特征在于，使用時在淀粉涂布液體系中直接加入箱板紙表面施膠用耐折增強劑，添加量為每噸絕干漿中添加1～50kg箱板紙表面施膠用耐折增強劑。

18、因此，本發(fā)明具有如下有益效果：通過陽離子單體基團(tuán)、環(huán)氧基、羥基、醛基等協(xié)同作用，通過與纖維上羥基羧基反應(yīng)的方式架橋連接纖維，提高表面纖維間的結(jié)合力，從而提高耐折強度和施膠度，并利用陰離子垃圾捕捉劑減少干擾因素，使得使用本發(fā)明的紙張的耐折度提升50％，高添加量下可達(dá)60％，吸水值降低50％以上。

技術(shù)特征：

1.一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述耐折增強劑包括如下重量份的原料：5~25份多元醇，5~45份環(huán)氧氯丙烷，1~5份催化劑，1~5份ph調(diào)節(jié)劑，1~5份交聯(lián)劑，2~8份聚丙烯酰胺，0.5~0.8份陰離子垃圾捕捉劑，加水至箱板紙表面施膠耐折增效劑的固含量為40~70%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述多元醇為乙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、季戊四醇和山梨醇中的一種或幾種的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述環(huán)氧氯丙烷的重量份為多元醇的n倍，n為多元醇中單個分子的羥基平均數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述催化劑為濃硫酸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸鈉中的一種或幾種的復(fù)配混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述交聯(lián)劑為乙二醛、丁二醛、戊二醛和呋喃二醛中的一種或幾種的復(fù)配混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺為陽離子型聚丙烯酰胺。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑，其特征在于，所述陰離子垃圾捕捉劑為二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的聚合物。

9.一種如權(quán)利要求1至7任意一項所述的箱板紙表面施膠用耐折增強劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求1至8任意一項所述的箱板紙表面施膠用耐折增強劑或如權(quán)利要求9所述制備方法制備的箱板紙表面施膠用耐折增強劑在造紙中的應(yīng)用，其特征在于，使用時在淀粉涂布液體系中直接加入箱板紙表面施膠用耐折增強劑，添加量為每噸絕干漿中添加1~50kg箱板紙表面施膠用耐折增強劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及造紙用耐折增強劑技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)下耐折增強劑對箱板紙的耐折提升效果較差的問題，提供一種箱板紙表面施膠用耐折增強劑、其制備方法及其應(yīng)用，所述耐折增強劑包括如下重量份的原料：5~25份多元醇，5~30份環(huán)氧氯丙烷，1~5份催化劑，1~5份pH調(diào)節(jié)劑，1~5份交聯(lián)劑，2~8份聚丙烯酰胺，0.5~0.8份陰離子垃圾捕捉劑，加水至箱板紙表面施膠耐折增效劑的固含量為40~70%。該箱板紙表面施膠用耐折增強劑可提升箱板紙，尤其是由循環(huán)回用多次后的廢紙漿制備的箱板紙的耐折強度，并改善施膠效果。

技術(shù)研發(fā)人員：呂建平,朱楊榮,葉陳增,李彬,黃興耀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州杭化哈利瑪化工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24