一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括以下步驟：（1）三聚氰胺乙二醛樹脂的制備；（2）淀粉的不完全氧化：將水、氧化劑和淀粉混合均勻，升溫至85-95℃，保溫反應(yīng)20-30分鐘，得到淀粉不完全氧化的產(chǎn)物；（3）瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成：使步驟（2）中的反應(yīng)降溫至60-85℃，并向步驟（2）中淀粉不完全氧化的產(chǎn)物中加入步驟（1）得到的三聚氰胺乙二醛樹脂，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)20-50分鐘，然后加水稀釋，再加入陽離子鹽，攪拌均勻即可。采用本發(fā)明方法制備的瓦楞紙環(huán)壓增強劑對瓦楞紙表面進(jìn)行處理后，瓦楞紙的環(huán)壓強度、抗水性、抗張性都有了明顯的提高；產(chǎn)品上機(jī)熟化快，干燥后不變色。
【專利說明】—種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于原紙增強劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]包裝紙主要包括箱紙板、瓦楞原紙、白卡紙(含涂布白卡紙)、紙袋紙、牛皮卡紙等。瓦楞紙板(箱)是全世界公認(rèn)的綠色環(huán)保型包裝產(chǎn)品。瓦楞紙箱作為一種傳統(tǒng)而必不可少的包裝容器，已經(jīng)被應(yīng)用上百年并深得青睞。目前，全球瓦楞紙品的年需求量已達(dá)一億公噸，其中美國約占31%，歐洲包括東歐約25%，中國約10%，日本9%。發(fā)達(dá)國家如歐美和日本等，因其國內(nèi)制造成本高，制造業(yè)往外移，其客源減少，瓦楞紙品的年增長率會偏低或甚至?xí)胸?fù)增長的可能。反之，新興制造成本低的國家如中國、印度、印尼、馬來西亞、泰國和越南等，瓦楞紙品的增長空間較大。據(jù)介紹，瓦楞和箱板紙的年增速將達(dá)18%-20%。伴隨全球經(jīng)濟(jì)的全面復(fù)蘇，社會各界對于瓦楞包裝的需求也與日俱增。我國瓦楞紙箱工業(yè)近年來年均增長率達(dá)18%-20%。據(jù)預(yù)測，2013年，中國將超過美國，成為全球最大的瓦楞和箱板紙。
[0003]但隨著人們環(huán)保觀念的日益增強，再加上全球森林資源的日益匱乏和水土資源的日益短缺，生產(chǎn)紙箱用紙所需木材的采伐在許多國家都越來越受到限制，致使瓦楞紙箱業(yè)木材纖維的來源受到嚴(yán)重影響。瓦楞原紙主要纖維原料為二次纖維，在廢紙的重復(fù)循環(huán)利用過程中，長纖維逐漸被疏解成短纖維，廢紙中增強劑、助濾劑、助留劑不能有效去除，將大量殘留在紙張中；長纖維減少、各種無機(jī)鹽的大量殘留，直接影響紙張質(zhì)量。主要對增強劑產(chǎn)品有較大需求，如干強劑、表面施膠劑等。特別是這兩年，造紙業(yè)二次纖維(廢紙)已占纖維原料的62%以上，應(yīng)該說已經(jīng)到了一個峰值，而中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對高檔紙的需求也越來越大，使得增強類產(chǎn)品的需求在近幾年進(jìn)入一個快速發(fā)展期。瓦楞紙箱的作用因此發(fā)生了一些微妙的變化。傳統(tǒng)的純粹用于運輸?shù)耐呃慵埾涞匿N售量開始不斷下降，而那些具有較高強度和良好廣告宣傳功能且印刷精美的瓦楞紙箱市場需求量卻與日俱增?，F(xiàn)有的增強劑產(chǎn)品無法滿足上述市場需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)三聚氰胺乙二醛樹脂的制備:將乙二醛水溶液和對甲苯磺酸混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH值為堿性，加入三聚氰胺，升溫至70-75°C反應(yīng)30-40分鐘，然后降溫至65_70°C，調(diào)節(jié)體系PH值為酸性，加入甲醇，繼續(xù)反應(yīng)30-50分鐘，降至室溫，得到三聚氰胺乙二醛樹脂；
[0007](2)淀粉的不完全氧化:將水、氧化劑和淀粉混合均勻，升溫至85_95°C，保溫反應(yīng)20-30分鐘，得到淀粉不完全氧化的產(chǎn)物；[0008](3)瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成:使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至60_85°C，并向步驟
(2)中淀粉不完全氧化的產(chǎn)物中加入步驟(I)得到的三聚氰胺乙二醛樹脂，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)20-50分鐘，然后加水稀釋，再加入陽離子鹽，攪拌均勻，制得所述的瓦楞紙環(huán)壓增強劑；
[0009]所用原料的份數(shù)均為重量份。
[0010]進(jìn)一步，步驟(I)中，所用原料的配比為:三聚氰胺15-25份，乙二醛溶液50-70份，對甲苯磺酸1-3份，甲醇10-30份。
[0011]再進(jìn)一步,步驟(I)中，加入三聚氰胺之前,用30-40wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系pH 值至 7.5-8.0。
[0012]更進(jìn)一步，加入甲醇之前，用15_20wt%的甲酸溶液調(diào)節(jié)體系pH值至5.5-6.0。
[0013]進(jìn)一步，加入甲醇后繼續(xù)反應(yīng)30-50分鐘后，降至室溫。
[0014]進(jìn)一步，步驟(2)中，所用原料的配比為:淀粉10-25份，氧化劑0.03-0.5份，水75-90 份。
[0015]再進(jìn)一步，淀粉為玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉或馬鈴薯淀粉；氧化劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化苯甲?；蜻^氧化氫。
[0016]進(jìn)一步，步驟(3)中的組分配比為:淀粉不完全氧化的產(chǎn)物40-90份，三聚氰胺乙二醛樹脂為10-60份，水為100-240份，陽離子鹽0.3-1份。優(yōu)選地，步驟(3)中的組分配比為:淀粉不完全氧化的產(chǎn)物50-70份，三聚氰胺乙二醛樹脂為20-40份，陽離子鹽0.5-1份。
[0017]進(jìn)一步，使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至75-80°C后再向淀粉不完全氧化的產(chǎn)物中加入三聚氰胺乙二醛樹脂，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)30-40分鐘。
[0018]進(jìn)一步，步驟(3)中，陽離子鹽為硫酸鋁、氧氯化鋯或硫酸錳。陽離子鹽優(yōu)選為硫酸鋁或氧氯化鋯。
[0019]本發(fā)明中，一方面通過在淀粉的氧化過程中加入三聚氰胺乙二醛樹脂，通過使三聚氰胺乙二醛樹脂與不完全氧化的淀粉發(fā)生交聯(lián)，從而增強了淀粉本身的強度，另一方面通過加入陽離子鹽引入了大量的活性基團(tuán)，使制得的增強劑用于紙張表面時能與紙張纖維形成化學(xué)鍵的結(jié)合。采用本發(fā)明提供的瓦楞紙環(huán)壓增強劑配合表面施膠劑性對瓦楞紙表面進(jìn)行處理后，瓦楞紙的環(huán)壓強度、抗水性、抗張性、耐折、硬挺度都有了明顯的提高；并且該瓦楞紙環(huán)壓增強劑上機(jī)熟化快，干燥后不變色，能適應(yīng)高速紙機(jī)；此外，本發(fā)明提供的該瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其工藝易于掌握，生產(chǎn)過程對環(huán)境無污染，處理后的紙產(chǎn)品內(nèi)不存在對人體有害的物質(zhì)。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0021]實施例中的試劑均可自市場購得。實施例中，I重量份表示1kg。
[0022]實施例1
[0023]該實施例用于說明本發(fā)明提供的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括如下步驟:
[0024](I)瓦榜紙環(huán)壓增強劑:將50kg濃度為40wt%的乙二醒水溶液和Ikg對甲苯磺酸混合均勻，調(diào)節(jié)PH值至7.5-8.0，然后加入15kg三聚氰胺，升溫至70°C，反應(yīng)30分鐘；然后降溫至65°C，調(diào)節(jié)pH值至5.5-6.0，再反應(yīng)30分鐘；之后加入IOkg甲醇，繼續(xù)反應(yīng)30分
鐘，降至室溫，得到三聚氰胺乙二醛樹脂。
[0025](2)淀粉的不完全氧化:將75kg水、IOkg大豆淀粉和0.03kg過硫酸鈉加入反應(yīng)釜中，混合均勻，將反應(yīng)釜溫度升至85°C，回流(防止水損耗過大)保溫反應(yīng)25分鐘，得到大豆淀粉不完全氧化的產(chǎn)物84kg。
[0026](3)瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成:使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至75°C，向反應(yīng)釜中加入IOkg三聚氰胺乙二醛樹脂，反應(yīng)30分鐘后，加入55kg水稀釋，再加入0.3kg硫酸鋁，攪拌均勻即可。
[0027]實施例2
[0028]該實施例用于說明本發(fā)明提供的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括如下步驟:
[0029](I)瓦榜紙環(huán)壓增強劑:將60kg濃度為40wt%的乙二醒水溶液和1.5kg對甲苯磺酸混合均勻，調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，然后加入19kg三聚氰胺，升溫至75°C，反應(yīng)35分鐘；然后降溫至70°C，調(diào)節(jié)pH值至5.5-6.0，再反應(yīng)35分鐘；之后加入21kg甲醇，繼續(xù)反應(yīng)40分
鐘，降至室溫，得到三聚氰胺乙二醛樹脂。
[0030](2)淀粉的不完全氧化:將82kg水、18kg玉米淀粉和0.09kg過硫酸銨加入反應(yīng)爸中，混合均勻，將反應(yīng)釜溫度升至95°C，回流保溫反應(yīng)30分鐘，得到玉米淀粉不完全氧化的產(chǎn)物99kg。
[0031](3)瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成:使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至78°C，向反應(yīng)釜中加入80kg三聚氰胺乙二醛樹脂，反應(yīng)35分鐘后，加入424kg水稀釋，再加入0.25kg氧氯化鋯，攪拌均勻即可。
[0032]實施例3
[0033]原料配比與制備方法同實施例1。不同的是:步驟(2)中淀粉采用木薯淀粉，氧化劑采用濃度為30wt%過氧化氫,且氧化劑濃度為30wt%過氧化氫的用量為0.6kg，保溫反應(yīng)時間為20分鐘。
[0034]實施例4
[0035]該實施例用于說明本發(fā)明提供的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括如下步驟:
[0036](I)瓦榜紙環(huán)壓增強劑:將93kg濃度為40wt%的乙二醒水溶液和4kg對甲苯磺酸混合均勻，調(diào)節(jié)PH值至7.5-8.0，然后加入34kg三聚氰胺，升溫至75°C，反應(yīng)40分鐘；然后降溫至70°C，調(diào)節(jié)pH值至5.5-6.0，再反應(yīng)40分鐘；之后加入39kg甲醇，繼續(xù)反應(yīng)40分
鐘，降至室溫，得到三聚氰胺乙二醛樹脂。
[0037](2)淀粉的不完全氧化:將90kg水、24kg甘薯淀粉和0.48kg過氧化苯甲酰加入反應(yīng)釜中，混合均勻，將反應(yīng)釜溫度升至95°C，回流保溫反應(yīng)20分鐘，得到甘薯淀粉不完全氧化的產(chǎn)物112kg。
[0038](3)瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成:使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至80°C，向反應(yīng)釜中加入170kg三聚氰胺乙二醛樹脂，反應(yīng)40分鐘后，加入1060kg水稀釋，再加入0.7kg氧氯化鋯，攪拌均勻即可。
[0039]應(yīng)用例1-4[0040]應(yīng)用例1-4中，分別將實施例1-4制得的瓦楞紙環(huán)壓增強劑與表面施膠劑(金元化工表面施膠劑630)混合制成施膠液，將瓦楞原紙平鋪在水平涂布機(jī)上，一端固定，用涂布棒將施膠液均勻涂在紙張表面，進(jìn)行雙面的涂飾，然后在壓光烘干機(jī)上烘干，干燥后進(jìn)行紙張性能測試。
[0041]對比應(yīng)用例
[0042]采用常規(guī)方法制備，制備過程如下:
[0043]將玉米淀粉100kg,過硫酸鈉0.5kg,硫酸招IOkg,水900kg加入反應(yīng)爸,升溫至900C，保溫30分鐘，降溫至65°C，然后與表面施膠劑(金元化工表面施膠劑630)混合制成施膠液，即得。
[0044]應(yīng)用例1-4和對比應(yīng)用例中，涂布處理前、后瓦楞紙的環(huán)壓強度、紙張吸水性(C0BB值)和抗張強度的對比情況分別見表1。
[0045]表1
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，包括以下步驟: (1)三聚氰胺乙二醛樹脂的制備:將乙二醛水溶液和對甲苯磺酸混合均勻，調(diào)節(jié)體系pH值為堿性，加入三聚氰胺，升溫至70-75°C反應(yīng)30-40分鐘，然后降溫至65_70°C，調(diào)節(jié)體系PH值為酸性，加入甲醇，繼續(xù)反應(yīng)30-50分鐘，降至室溫，得到三聚氰胺乙二醛樹脂； (2)淀粉的不完全氧化:將水、氧化劑和淀粉混合均勻，升溫至85-95°C，保溫反應(yīng)20-30分鐘，得到淀粉不完全氧化的產(chǎn)物； (3)瓦楞紙環(huán)壓增強劑的合成:使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至60-85°C，并向步驟(2)中淀粉不完全氧化的產(chǎn)物中加入步驟(I)得到的三聚氰胺乙二醛樹脂，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)20-50分鐘，然后加水稀釋，再加入陽離子鹽，攪拌均勻，制得所述的瓦楞紙環(huán)壓增強劑； 所用原料的份數(shù)均為重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所用原料的配比為:三聚氰胺15-25份，乙二醛水溶液50-70份，對甲苯磺酸1-3份，甲醇10-30份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，加入三聚氰胺之前，用30-40wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系pH值至7.5-8.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，加入甲醇之前，用15-20wt%的甲酸溶液調(diào)節(jié)體系pH值至5.5-6.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，加入甲醇后繼續(xù)反應(yīng)30-50分鐘后，降至室溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所用原料的配比為:淀粉10-25份，氧化劑0.03-0.5份，水75-90份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，淀粉為玉米淀粉、大豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉或馬鈴薯淀粉；氧化劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化苯甲?；蜻^氧化氫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的組分配比為:淀粉不完全氧化的產(chǎn)物40-90份，三聚氰胺乙二醛樹脂為10-60份，水為100-240份，陽尚子鹽0.3-1份。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，使步驟(2)中的反應(yīng)降溫至75-80°C后再向淀粉不完全氧化的產(chǎn)物中加入三聚氰胺乙二醛樹脂，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)30-40分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種瓦楞紙環(huán)壓增強劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，陽離子鹽為硫酸鋁、氧氯化鋯或硫酸錳。
【文檔編號】D21H21/18GK103806335SQ201210439546
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月6日
【發(fā)明者】周軍浩 申請人:康吉諾（北京）科技有限公司