[发明专利]一种高强度造纸湿强剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度造纸湿强剂及其制备方法，属于造纸助剂技术领域。本发明以对羟基苯甲醛和丙二酸之间发生脱碳酸缩合反应，能高效地与苯甲酯键，生成过程中中间体发生加成反应，使得湿强度提高。引入阳离子基团与表面富含负电荷的纤维表面形成吸附，提高湿强剂对纸张的接触性能。加入含酮羰基交联剂己二酰肼，利用酮肼交联反应，使聚氨酯在材料内部或表面能够自交联，利用聚氨酯较好的防水性能，并引入具有自修复的肟键进行改性，提高了湿强度并形成牢固的疏水网络，辅助以硅灰石提高纸页的不透明度、遮盖力等光学性能，提高纸纤维的内部强度。本发明解决了目前湿强剂使用后纸张强度作用小、抗湿性能差的问题。

技术领域

本发明属于造纸助剂技术领域，具体涉及一种高强度造纸湿强剂及其制备方法。

背景技术

作为造纸的原料，纤维素具有亲水的特点，在纸张上沾水后，纤维素会失去其对应的强度，在工业造纸过程中，如果添加湿强剂后，可以显著的提高纸张的湿强抗张强度。湿强剂是一种不仅能提高纸页的质量而且还能够使纸页在干状态下的干强和浸湿后的湿强起到不可逆变化的重要地造纸化学品。在很早以前，人们赋予纸张湿强度的方法就是将纸张放入硫酸中处理使之羊皮化，羊皮化后的纸张纤维间发生了变性结合，处理后的纸张浸水后，因为水分子不能够破破坏这种结合所以纸张产生了湿强。后来人们发现在抄纸过程中添加助剂的方法能够使纸张获得湿强度。人们对纸张添加湿强剂应用效果的重视，推动了纸张湿强剂的开发和研究并取得了优异的成果。

纸张增强剂是用以增强纸及纸板强度的一类精细化学品，主要用于纸张生产过程中，以提高草浆和废纸为原料的纸张的强度和耐撕裂度。解决纸张强度低的主要手段是在造纸时加入长纤维木浆，改善纸浆品质，但这与中国国情不符；其次是加入增强剂，一是加入改性淀粉等天然增强剂；二是加入树脂类等合成型增强剂。纸张增强剂按添加方法分有两种，一种是浆内添加增强剂，一种是抄纸时添加的表面增强剂。根据效果不同，增强剂又可分为增干强剂和湿强剂两类，其增强机理亦有所不同。湿强剂常用于毛巾纸、纸袋纸、湿式感光纸等产品的生产上。

湿强性是指纸张被润湿后，其纤维网络结构仍具有机械强度的性能。对于多种纸张(如薄页纸、包装用纸、印刷用纸等)及一些功能纸(如钞票纸、邮票纸等)而言，湿强性属一项重要性能。纸张的湿强性不仅取决于纤维自身特性，还取决于纤维与纤维的节点数量及结合强度。在造纸配料中添加各种化学添加剂，可促进湿纤维网的形成，并最终提高纸张的强度性能。加入少量的湿强剂可使纸张湿强性提高几个数量级。以阳离子聚合物为主的造纸湿强剂通常可以“桥联”纸张中临近的纤维并提高纤维与纤维之间结合键的强度，从而使纸张被水浸湿或被水饱和时仍能保持部分强度。树脂类造纸湿强剂一般通过树脂骨架上显正电性的官能团与纤维上显负电性的羧基之间发生静电吸附作用而吸附于纤维表面。在抄纸过程中，半纤维素（葡萄糖醛酸）上的羧基也会为湿强剂的结合提供一些静电结合位点。常用的造纸湿强剂有聚酰胺多胺环氧氯丙烷（PAE）、脲醛树脂（UF）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、聚丙烯酰胺乙二醛、聚乙烯亚胺(PEI)和双醛淀粉（DAS）等。这些聚电解质可通过离子交换或参与交联反应而吸附于纤维表面。在这些湿强剂中，PEI最先被应用于造纸生产中，但由于成本高、操作困难等缺点而没有被广泛利用，通常仅用于生产未施胶的湿强纸。UF和MF是热塑性湿强剂，它们含有游离甲醛，对人体及环境有一定的危害。

聚酰胺环氧氯丙烷湿强剂抗水性不如三聚氰胺甲醛树脂酸性熟化湿强剂，在提高纸业干强度方面作用不明显，与阴离子不相容，有机氯含量高，被认为有致癌的危险。另外现有技术的PAE湿强剂在制备过程中使用有机溶剂，甲醛类聚合物，对人体健康有害，而且在制备过程中会产生有害物质，污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前湿强剂使用后纸张强度作用小、抗湿性能差的问题，提供一种高强度造纸湿强剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种高强度造纸湿强剂，包括湿强增强活性剂、吸附添加剂、力学增强剂、抗水添加剂；