[发明专利]造纸增强剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种造纸增强剂，按重量份计，包括以下原料：淀粉10‑50份，丙烯酰胺1‑20份，阳离子单体0.5‑10份，阴离子单体0.5‑10份，引发剂0.05‑1份，多元醛1‑10份，尿素0.1‑10份，pH调节剂适量，水0‑500份。本发明的产品能够通过单一产品实现多元功能，在增干强、增湿强和提升助留方面都有明显效果，并且能够减少化学助剂的添加量和添加种类，减少造纸废水中的化学含量，减轻后续污水处理的负担。本发明产品能完全替代干强剂、湿强剂的使用，并且减少助留剂的使用量，使助留剂的使用量减少到原来的一半。

技术领域

本发明涉及造纸助剂技术领域，具体涉及造纸增强剂及其制备方法。

背景技术

根据2018年和2019年中国造纸工业年度报告显示，我国2018年造纸总产量为10435万吨，2019年造纸总产量为10765万吨，同比上升2.54％，瓦楞原纸总产量为2220万吨，箱板纸总产量为2190万吨，2019年废纸浆的消耗量为5443万吨。我国每年都会回收利用大量的废纸并用于造纸，同时也会使用大量的草浆进行造纸。但是，在造纸过程中，大量使用回收利用的废纸以及使用草浆，将不可避免的导致成品纸的干强度与湿强度降低，因此这就需要在造纸过程中添加干强剂与湿强剂来改善干强度与湿强度。

目前市场上最常用的干强剂包括淀粉类产品，例如阴离子淀粉类产品、阳离子淀粉类产品、两性淀粉类产品；聚丙烯酰胺类产品，例如主要包括阴离子聚丙烯酰胺类产品、阳离子聚丙烯酰胺类产品、两性聚丙烯酰胺类产品；还包括聚乙烯亚胺、乙二醛改性聚乙烯醇，以及一些天然高分子产品等等。然而，这些产品都存在不同的限制与缺陷，尤其是这些产品中增加干强的试剂与增加湿强的试剂需要分开加入。由此带来的后果就是，各种成分或试剂分开加入，就会导致额外增加很多加入工艺。并且，每一种成分或试剂会在不同的阶段加入，如果同时加入不同种类的物质，会使得后续造纸废水中含有更多的化学物质。因此，需要研发一种产品，既可以增加干强度，也可以明显改善湿强度，也可以减少造纸过程中化学品的消耗。

此外，现有的增强剂产品还存在一些缺陷：例如，阳离子淀粉的用量不能过高，如果阳离子淀粉的加入量过高，最终的体系中会引入大量阳离子，进而会大量吸附带有阴离子的物质，产生絮凝。此外，阴离子淀粉类产品的使用范围受限。并且，阴离子类产品只适用于酸性造纸中，且易造成阴离子垃圾。此外，单一离子型产品存在使用范围受限的问题，或者过离子化会导致絮凝等问题。虽然两性类产品可以在造纸过程中产生较好的效果，但是，其一般只会产生氢键作用与离子键作用。在只产生氢键与离子键结合的情况下，这样的结合是不牢固的，这样的结合在一定条件下，比如高温、高搅拌速度的情况下会断裂。可是，对于增强剂而言，起主要作用的是共价键结合，这样的结合才是永久性的。此外，对于乙二醛改性聚乙烯醇类的产品，由于其水溶性极强，故效果也一般。此外，在湿强剂中最常用的是PAE(聚酰胺多胺环氧氯丙烷)，其含有有机氯，而有机氯为致癌物质。此外，聚丙烯酰胺类产品同样具有以上所描述的缺点与不足，同时在很多现有技术中也有诸如淀粉接枝丙酰胺类产品，例如专利CN 103643591 A中就使用淀粉接枝聚丙烯酰胺与脲乙二醛树脂、聚乙烯基胺三种物质混合来实现同时增加干强与湿强的作用，但是此类技术方案存在的问题是需要多种物质(例如专利CN 103643591 A中所提到的三种物质：淀粉接枝聚丙烯酰胺、乙二醛尿素缩合共聚物、聚乙烯基胺)混合才能达到这种效果。可是，在实际生产应用过程中需要生产专利CN 103643591 A中的这三种不同的聚合物，导致生产成本高昂。

现有的各种增干强剂、增湿强剂、助留剂等助剂种类繁多，如果在造纸过程中进行大量的添加，会产生大量的造纸废水，加剧废水污水处理难度，因此，也十分期望单一助剂功能多元化，以此来减少助剂种类的添加，这样可以减少助剂的使用量，降低污水处理难度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种造纸增强剂，将其用于造纸过程中，可以同时发挥三种作用：增干强、增湿强和提升留着率。具体而言，在造纸过程中添加本发明所述的造纸增强剂，可以不像现有技术那样需要额外分开添加增干强剂和增湿强剂，并且还可以显著减少助留剂的添加量。