[发明专利]浆料的制备方法，浆料及由其制得的纸张

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸浆料的制备方法、一种造纸浆料及由其制得的纸张。

背景技术

化学机械浆料的得率(每吨绝干木材能制备的浆料绝干量)高，制浆废液污染少易于处理，符合绿色造纸的发展需要。但是由于化学机械浆的强度差，降低了纸张的品质，从而限制了其在造纸中的大量使用。现有的技术是通过在浆料中添加淀粉提高浆料的强度，但是该类方法中淀粉的保留率较低，影响了浆料强度的提升。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种造纸浆料的制备方法，该制备方法可有效提高淀粉保留率从而提升浆料强度。

另外，还有必要提供一种由上述方法所制得的造纸浆料。

此外，还有必要提供一种由上述造纸浆料所制得的纸张。

一种造纸浆料的制备方法，其包括如下步骤：

提供一种初始的化学机械浆；

向该化学机械浆中添加淀粉和交联剂并混合均匀，该淀粉为原淀粉、酸变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉中一种或一种以上；该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上；添加的淀粉的质量为绝干化学机械浆质量的1％-15％；添加的交联剂的质量为绝干化学机械浆质量的0.04％-0.32％；

加水稀释所述添加有淀粉和交联剂的化学机械浆，制得用以抄造的造纸浆料。

一种由上述方法所制得的造纸浆料，该造纸浆料为化学机械浆，其含有浆料纤维、水、淀粉和交联剂，所述淀粉、浆料纤维及交联剂形成网状结构，该淀粉为原淀粉、酸变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉中一种或一种以上；该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上；淀粉的质量为绝干化学机械浆质量的1％-15％；交联剂的质量为绝干化学机械浆质量的0.04％-0.32％。

一种由上述造纸浆料所制得的纸张，该纸张的各力学性能良好。

本发明在化学机械浆中添加淀粉、交联剂，所述淀粉与浆料纤维通过交联剂的桥接作用形成网状结构，如此可大幅提高浆料中的淀粉保留率，达到98％以上，从而实现淀粉的少量添加就可大幅提升浆料抄造纸张的强度。此外，由于浆料的淀粉保留率较高，因此白水中残留淀粉少而不易产生细菌发酵，有利于生产系统的清洁。由该种浆料所制备的纸张的力学性能符合标准要求。

具体实施方式

本发明较佳实施例的造纸浆料的制备方法，其包括如下步骤：

(a)提供初始的化学机械浆，该化学机械浆的质量百分浓度为2％-35％。该化学机械浆中主要含浆料纤维和水。

(b)向该化学机械浆中添加淀粉、交联剂和催化剂并混合均匀。该淀粉可为原淀粉、酸变性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉中一种或一种以上。该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。该催化剂可为硫酸镁或氯化镁，起催化作用的为镁离子。添加的淀粉的绝干质量为绝干化学机械浆质量的1％-15％。添加的交联剂的质量为绝干化学机械浆质量的0.04％-0.32％。添加的催化剂的质量为绝干化学机械浆质量的0.04％-0.12％。

该淀粉优选以淀粉糊化液的方式加入。淀粉在常温下不溶于水，但当水温升至53℃以上时，淀粉的物理性能发生明显变化，淀粉在高温下溶胀、分裂形成均匀糊状溶液，称为淀粉糊化液。

(c)将上述添加有淀粉、交联剂和催化剂的化学机械浆升温至50-60℃，并在此温度下保持搅拌5-30min。

(d)向上述步骤制得的浆料中加水，使浆料稀释至质量百分浓度为0.5-5％，优选质量百分浓度为1-4％，对稀释后的浆料进行疏解，然后该种浆料可直接投入纸机系统内配抄使用。

淀粉及化学机械浆的纤维上都含有大量的活性羟基，活性羟基与交联剂的基团反应键合，使交联剂在淀粉与淀粉之间、淀粉与纤维之间起到桥梁作用，使淀粉与淀粉、淀粉与纤维、以及纤维与纤维连接起来，形成网状结构，从而大幅提升了化学机械浆的强度。由于淀粉和化学机械浆的纤维之间存在吸附力，以及网状结构的形成，在纸张抄造的过程中，淀粉几乎完全保留在纸张中，不随白水流失，即淀粉的保留率高。

催化剂在此方法中的催化原理简单介绍如下。交联剂以选用乙二醛为例，乙二醛和羟基反应分为两步：(1)羰基的质子化，质子化增加了羰基碳原子的正电性，使其容易受到亲核试剂的进攻；(2)亲核性较弱的羟基对质子化羰基的加成，然后失去一个质子生成半缩醛。镁离子在步骤(2)的反应中起到催化作用，因为镁离子也是带正电荷，进攻氧原子，从而促进质子的失去过程，加快步骤(2)的反应。