[发明专利]一种可降解的造纸用中性施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸化学品应用领域，具体涉及一种可降解的造纸用中性施胶剂及其制备方法。 

背景技术

造纸施胶剂具有用量大、范围广的特点，尤其是箱板纸的年产量为2000万吨左右，对施胶剂的用量需求很大。造纸工业中常用的施胶剂有烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)、苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物（SAE）等产品。这些合成类施胶剂原料多为资源紧缺、价格昂贵的石油化工产品，最重要的是不易生物降解，对环境造成污染。 

制革工艺生产过程中会产生皮渣、革屑、磨革粉、皮块等大量的固体废弃物,以及制好后还会产生大量下脚料等。制革过程中，转化为皮革的产率较低只有原皮的30%左右。我国年投产1.7亿张皮，将有140万吨的废弃物产生，这些固体废弃物堆放在一起，会对环境产生较大的危害，同时也是一种资源的浪费。这些原料中含有接近80%的胶原蛋白，可以通过一系列的手段进行提取综合利用。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可降解的造纸用中性施胶剂及其制备方法，以皮革废弃物中提取的胶原蛋白为原料制取施胶剂减少皮革固体废弃物对环境的污染，也为造纸行业开发出了一种新的助剂；将胶原蛋白和聚乙烯醇以一定的比例混合，再加入一定比例的烯类单体，在引发剂的引发下，采用乳液聚合法得到施胶剂。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 

达到上述目的，本发明的技术方案如下：  

一种可降解的造纸用中性施胶剂及其制备方法，包括以下步骤：

1）取1-10份的水解胶原蛋白溶解于20-90份的去离子水中，配制成水解胶原蛋白溶液；

2）取1-10份的聚乙烯醇加入到20-90份的去离子水中，置于95℃水温下，水浴溶解，配置成聚乙烯醇溶液；

3）将步骤2）中配成的聚乙烯醇溶液全部加入到经步骤1）制备的水解胶原蛋白溶液中，在搅拌的条件下让两者进行充分混合，形成第一混合液，并调节第二混合液的pH为6-8；

4）在上述步骤3）中加入1~5份的烯类单体，形成第二混合液；

5）在第二混合液中开动搅拌器，边搅拌边升温，当温度升高到65~75℃时，然后继续缓慢加入0.1~1份的氧化还原引发剂，直至反应完全，降温至室温，获得乳液，即得到施胶剂；

以上各物料的份数均为质量份。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤1）中的水解胶原蛋白优选为市售的经过常规的酸法从皮革废弃物中提取的水解胶原蛋白，分子量为7000Da。 

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤1)中配制成的水解胶原蛋白溶液的质量体积百分比为10%-15%。 

在本发明的一个优选实施例中，所述聚乙烯醇的醇解度为86~89mol%，聚合度为1700-1750。 

在本发明的一个优选实施例中，所述氧化还原引发剂的用量为烯类单体的0.2%-0.5%。  

在本发明的一个优选实施例中，所述氧化还原引发剂为过硫酸铵/亚硫酸氢钠体系。

在本发明的一个优选实施例中，所述烯类单体为苯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺或丙烯腈中的一种。 

在本发明的一个优选实施例中，将步骤1）中的水解胶原蛋白溶液进行预处理，然后过滤除去胶原蛋白中的杂质。 

在本发明的一个优选实施例中，所述预处理方式为超声波或者微波处理，处理时间10min-60min。 

通过上述技术方案，本发明的有益效果是： 

1）本发明以皮革废弃物中提取的水解胶原蛋白为原料，原材料丰富，成本较低，且容易被降解；乳液聚合过程中，胶原蛋白自身可以做乳化剂，不需要另外添加引发剂，避免了乳化剂对施胶剂性能产生负面影响；

2）PVA是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在细菌和酶的作用下，46天可降解75%，属于一种生物可降解高分子材料，可由非石油路线大规模生产，价格低廉。同时作为施胶剂具有可改改进适印性、油墨固着性、蜡固着性、表面平滑度、光泽度、耐老化性、衬折度、衬水性、衬油性、衬破度、衬起毛性能等性能的优势。

3）本发明以皮革废弃物中提取的胶原蛋白制取施胶剂，一方面减少了皮革固体废弃物对环境的污染，同时也为造纸行业开发出了一种新的助剂，同时产品具有较高的环压和抗水性。 

附图说明