[发明专利]一种造纸固着剂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种新型造纸固着剂的制备方法及其应用。

背景技术

随着现代造纸工业中，大量使用废纸浆、高得率浆以及白水封闭循环程度的提高，使得抄造体系中聚集了大量的溶解与胶体物质，这些污染物会严重影响纸机的运行性、影响纸张的物理性能、影响造纸添加剂的使用效果。

造纸系统中的溶解与胶体物质根据来源的不同分为四种：来自纸浆原料的木素衍生物、半纤维素、抽出物，来自于再生纤维的胶黏剂、胶乳、高分子树脂等粘性物质，来自于化学添加剂的染料、羧甲基纤维素、淀粉类物质，以及工程用水中的金属离子（钙、镁、铝）、矿物质等。如何有效地去除DCS是白水循环使用的重要环节。

化学法处理溶解与胶体物质时，使用高电荷密度、低分子量的固着剂可以将溶解与胶体物质固定到纤维上，抄入纸页，净化循环白水。传统的固着剂由于电荷密度过高、分子量太低，容易与污染物形成大量的自凝聚体，进入循环白水中或沉积在纸机上。如果白水中含有大量的憎水性的污染物，使用传统固着剂会遇到更多的困难。针对于造纸白水中憎水性的溶解与胶体物质（脂肪酸、树脂酸、涂布用胶乳、再生纤维中的胶黏剂、高分子树脂等），部分疏水化改性的固着剂可能具有更好的处理效果。

发明内容

本发明针对造纸白水中溶解与胶体物质的特点，特别是憎水性污染物的特征，提供一种新型造纸固着剂的制备方法及其应用。本发明选用电荷密度较高的聚乙烯亚胺作为基材，将两种疏水化改性剂接枝到聚乙烯亚胺上，得到疏水缔合型聚乙烯亚胺。

本发明采用如下技术方案。

一种新型造纸固着剂的制备方法，所述制备方法包括方法一或方法二：

方法一：称取已经冷冻干燥除水的聚乙烯亚胺（PEI）1～5g，加入10～50ml极性溶剂，搅拌，再升温至30～70℃，滴加0.05～0.5g改性剂a，反应3～24小时，然后加入2～10ml去离子水终止反应，用10～30ml去离子水将产物重新溶解，放入2%～10%质量浓度的透析液中，透析1～3天，最后将产物冷冻干燥12～24小时，得到新型造纸固着剂；

方法二：称取已经冷冻干燥除水的聚乙烯亚胺（PEI）1～5g，加入10～50ml极性溶剂，磁力搅拌使其分散均匀，再升温至30～70℃，滴加0.05～0.8g改性剂b，在保护气下反应3～24小时，然后用旋转蒸发器将产物中的溶剂除去，得到粘稠的液体，用5～20倍体积的沉淀剂将产物分离出，最后将产物冷冻干燥12～24小时，得到新型造纸固着剂。

上述方法中，所述的PEI原料的重均分子量为1000～1000000。

上述方法中，所述的PEI原料的重均分子量为7万。

上述方法中，所述的极性溶剂为无水甲醇。

上述方法一中，所述的改性剂a为醋酸酐；所述的透析液为碳酸氢钠水溶液。

上述方法二中，所述的改性剂b为1,2-环氧十二烷。

上述方法二中，所述的保护气体为高纯氮气；所述的沉淀剂为正己烷。

一种新型造纸固着剂应用于处理含有涂布胶乳的APMP浆料。

上述应用具体包括如下步骤：

称取70 g APMP，加水配成2%的浆浓，在60℃的水浴中加热1小时，然后加入7 g固含量为50%的丁苯胶乳，再加水稀释成1%的浆浓，在60℃的水浴中加热1小时；待浆料悬浮液冷却至室温后，分别加入相对于绝干纤维0.025%～0.2%的新型造纸固着剂，搅拌，过滤，收集滤液，分别测定滤液浊度、表面张力、颗粒大小及其阳离子需求量。

优选地，方法一中，透析液的浓度为5%。

优选地，方法二中，所述的沉淀剂体积为产物的10倍。

以上所用的氮气均为高纯氮，纯度为99.99%。

本发明的原理是：在合适的溶剂中，使聚乙烯亚胺与改性剂形成均相溶液，利用亲核取代反应，将两种疏水化改性剂，接枝到聚乙烯亚胺上，制得疏水缔合型的聚乙烯亚胺。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

疏水缔合型聚乙烯亚胺，不仅具有较高的电荷密度，而且有一定的疏水性，对于造纸白水中憎水性污染物具有较好的亲和力，能将亲水性和憎水性污染物固着到造纸纤维上，减少树脂沉积的程度，提高循环白水的利用率。

附图说明

图1为实施例3和实施例5制备的改性PEI傅里叶红外图谱，其中a曲线为: 未改性PEI； b曲线为: 醋酸酐改性PEI； c曲线为: 1,2-环氧十二烷改性PEI；