專利名稱：無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于造紙工業(yè)施膠助劑的制備方法，具體是一種無機(jī)高分子類助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)是一個與國民經(jīng)濟(jì)和社會文明建設(shè)息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家紙的消費量增長速度與國內(nèi)生產(chǎn)總值同步，我國亦然。1990年至1999年間，我國紙和紙板的消費量，年均增長約10.4％。據(jù)預(yù)測，“十五”末，我國紙和紙板的年消費量將達(dá)5000萬噸，年人均紙制品的消費量將達(dá)38kg左右，然而較之于發(fā)達(dá)國家，例如美國，我國2005年人均消費量，只不過是美國1999年人均消費量的九分之一。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及文明程度的提高，我國人均紙制品的消費量，必然會逐步增長。消費促生產(chǎn)，因而我國紙和紙板的生產(chǎn)，也必然呈現(xiàn)為逐步增長的發(fā)展過程。造紙工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一的地位，是不會被忽視。然而，就我國造紙行業(yè)的現(xiàn)狀看，資源、資金及技術(shù)等主要方面，都還不能完全適應(yīng)市場發(fā)展的需要，因而就整體而言，經(jīng)濟(jì)效益尚不理想，屬薄利行業(yè)。本發(fā)明的目的，就是想為造紙企業(yè)拓寬一些利潤空間。
就造紙工業(yè)產(chǎn)品看，除大約占總產(chǎn)量10％左右的個人生活用紙之外，其余的占80-90％的各種紙張及紙制品，在生產(chǎn)過程中，都需要進(jìn)行不同類型和不同程度的施膠工藝。其中，相當(dāng)大的部份還要添加造紙?zhí)盍系墓に?。就?dāng)前看，施膠劑主要有屬陰離子的松香膠和屬中性的丙酮膠，而填料為碳酸鈣及滑石粉等。無論施膠劑和填料，都不可能同各類造紙纖維自動結(jié)合，都需要通過化學(xué)助劑的作用，才能使各類造紙纖維同施膠劑及填料結(jié)合在一起，也才能達(dá)到生產(chǎn)出不同用途的紙張及紙板的目的。造紙化學(xué)助劑主要有硫酸鋁、陽離子氧化淀粉，聚丙稀酰胺等。其中又以硫酸鋁和陽離子氧化淀粉為主。這兩種助劑在生產(chǎn)中，我國年耗用量都在百萬噸以上。
本發(fā)明所生產(chǎn)的無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁，就是用來代替硫酸鋁和陽離子氧化淀粉。據(jù)原輕工部、四川省及重慶市造紙檢測站——重慶造紙研究院數(shù)十次檢測，證明造紙中如以松香膠作施膠劑，本發(fā)明產(chǎn)品的效果是硫酸鋁的四倍以上，可節(jié)省單項成本50％以上和一定運(yùn)力及能耗。如果是用丙酮膠作施膠劑，本發(fā)明產(chǎn)品可代替陽離子氧化淀粉，填料留著率完全能達(dá)到使用陽離子氧化淀粉的效果，單項成本可節(jié)省40％以上，還能使國家每年少耗用數(shù)以百萬噸計的糧食原料。因此，保護(hù)本發(fā)明的知識產(chǎn)權(quán)和開發(fā)利用本發(fā)明產(chǎn)品，是有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價值和社會效用的。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法是，將18水硫酸鋁950kg熱溶后，加入1-4kg氮化合物助劑，最后加入100-120kg固含量為98％的工業(yè)硫酸，加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎后得復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品，或在生產(chǎn)硫酸鋁的過程中，當(dāng)硫酸鋁處于液態(tài)時，按前述順序及計量標(biāo)準(zhǔn)(以產(chǎn)品為固體計算)，分次加入助劑及硫酸，加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎后得復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。
上述方案中，氮化合物助劑，只能是尿素和硫胺。
本發(fā)明的技術(shù)方案，是經(jīng)過發(fā)明人七年的反復(fù)實踐，數(shù)以千次的實驗才研制出來的。本發(fā)明的產(chǎn)品，2006年2月至6月，經(jīng)重慶造紙研究院連續(xù)檢測，證明用它代替硫酸鋁和陽離子氧化淀，造出的紙張，在防水性和填料留著率方面，都完全達(dá)到要求。因此無論在制作工藝、產(chǎn)品性能和生產(chǎn)成本等方面，都顯現(xiàn)出巨大的進(jìn)步和優(yōu)越性，是值得保護(hù)和開發(fā)利用的。
本發(fā)明無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品，其理論上的化學(xué)反應(yīng)式大致為本發(fā)明無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品外觀為灰白色晶體，塊狀或粉狀，溶于水，為較強(qiáng)酸性物質(zhì)，英文縮寫CPSA。
產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)AL2O3＞14％Fe ＜0.52水不溶物 ＜0.15砷 ＜0.0005重金屬(以PB計) ＜0.002PH值(1％溶液)1-2本發(fā)明的理論依據(jù)1、經(jīng)長期對某些低分子金屬鹽類的研究實驗，證實例如聚合硫酸鐵等，之所以能從低分子化合物轉(zhuǎn)化成高分子聚合體，其實都是不同的氧化過程。只要氧化環(huán)境和氧化劑得當(dāng)，某些低分子金屬鹽類化合物，可在極短時間內(nèi)，改變分子結(jié)構(gòu)，使分子量急劇增大，實現(xiàn)從低分子化合，物向高分子聚合體轉(zhuǎn)化，新產(chǎn)品就出現(xiàn)了。經(jīng)過長期的篩選，選定了98％工業(yè)硫酸這種強(qiáng)氧化劑，實現(xiàn)了快速反應(yīng)，使處于低分子狀的液態(tài)硫酸鋁，在瞬間實現(xiàn)了向高分子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和分子量的增大。
2、造紙助劑，如硫酸鋁、陽離子氧化淀粉和聚丙稀酰胺等，在造紙過程中是使木、竹、葦、草、蔗渣等植物纖維，由于電化學(xué)、架橋、吸附等正負(fù)磁場作用下的效應(yīng)，將屬于陰離子性質(zhì)的植物纖維同施膠劑和填料等絮凝在一起。而復(fù)聚硫酸鋁在水解過程中，所產(chǎn)生的多元羥基分子，比硫酸鋁水解后正電荷更強(qiáng)，吸附力更大，因而產(chǎn)生數(shù)倍于硫酸鋁的絮凝效果。這也是它低成本的主要原因。
下面通過實施例，進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明不限于所述實施例。
具體實施例方式實施例一將950kg18水硫酸鋁熱溶后，加入1-2kg尿素，最后加入100kg98％工業(yè)硫酸，加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。
實施例二將950kg18水硫酸鋁熱溶后，加入3-4kg硫胺，最后加入110kg98％工業(yè)硫酸，加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。
實施例三在生產(chǎn)硫酸鋁的過程中，當(dāng)硫酸鋁處于液態(tài)時，按上述實施例的順序及計量標(biāo)準(zhǔn)(以產(chǎn)品為固體計算)，分次加入助劑及98％工業(yè)硫酸，然后經(jīng)加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。本實施例的方法，可在不改動現(xiàn)有硫酸鋁生產(chǎn)的原有設(shè)備及工藝，無須進(jìn)行另外投資建廠的情況下生產(chǎn)本發(fā)明產(chǎn)品。生產(chǎn)硫酸鋁和生產(chǎn)本發(fā)明產(chǎn)品相比較，本發(fā)明產(chǎn)品的生產(chǎn)成本不會超過8％，而產(chǎn)品的附加值卻可成倍增長，實現(xiàn)了產(chǎn)品的升級換代。
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法，其特征在于是將950kg18水硫酸鋁熱溶后，加入1-4kg氮化合物助劑，最后加入100-120kg98％工業(yè)硫酸，加熱蒸發(fā)濃縮，常溫固化，粉碎得造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品，或在生產(chǎn)硫酸鋁過程中，當(dāng)硫酸鋁處于液態(tài)時，按前述順序及計量標(biāo)準(zhǔn)以(產(chǎn)品為固體計算)，分次加入助劑及硫酸，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利1所述無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法，其特征在于所述氮化合物為尿素或硫胺。而硫酸則必須是98％工業(yè)硫酸，數(shù)量應(yīng)控制在100-120kg之間。
全文摘要
本發(fā)明是一種無機(jī)高分子類造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁的制備方法，是將950kg18水硫酸鋁熱溶，加入1－4kg氮化合物助劑，最后加入100－120kg硫酸，加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品，或在生產(chǎn)硫酸鋁過程中，當(dāng)硫酸鋁處于液態(tài)時，按前述順序及計量標(biāo)準(zhǔn)(以產(chǎn)品為固體計算)，分次加入助劑及硫酸，經(jīng)加熱蒸發(fā)、濃縮，常溫固化，粉碎得造紙助劑復(fù)聚硫酸鋁產(chǎn)品。本發(fā)明工藝簡單，成本低廉，所得產(chǎn)品質(zhì)量高效，用它對造紙生產(chǎn)過程進(jìn)行施膠及填料留著的助劑，是硫酸鋁的四倍以上效果，也可代替陽離子氧化淀粉，單項成本比硫酸鋁可節(jié)省50％以上，比陽離子氧化淀粉節(jié)省40％以上。
文檔編號D21H17/00GK1948616SQ2006100545
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者黃建鄴 申請人:黃建鄴