本發(fā)明屬于紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種造紙用干強(qiáng)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
干強(qiáng)劑是造紙工業(yè)中增強(qiáng)紙張強(qiáng)度的一類(lèi)重要化學(xué)品，通常用于補(bǔ)償添加填料或低等級(jí)的纖維所引起的紙強(qiáng)度的下降。許多水溶性的與纖維能形成氫鍵的高聚物都可以成為干強(qiáng)劑。常用的干強(qiáng)劑有天然聚合物如淀粉及其改性物、合成聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等一類(lèi)其他水溶性天然產(chǎn)物類(lèi)干強(qiáng)劑。
近年來(lái)，廢紙資源利用率逐年上升，并且發(fā)展?jié)摿薮?。但廢紙利用率的提高意味著廢紙循環(huán)使用次數(shù)的增加，會(huì)造成紙強(qiáng)度指標(biāo)的大幅下降，所以需要添加干強(qiáng)劑來(lái)增加紙張強(qiáng)度。隨著人們對(duì)紙和紙板需求量的不斷的上升，拉動(dòng)了干強(qiáng)劑需求量的迅猛增長(zhǎng)。紙張干強(qiáng)劑已經(jīng)被廣泛用于各類(lèi)紙和紙張的生產(chǎn)過(guò)程中，用以顯著增加紙和紙板的干強(qiáng)度，降低優(yōu)質(zhì)原材料消耗、提高產(chǎn)品檔次，以滿(mǎn)足用戶(hù)不斷提出的越來(lái)越高的質(zhì)量要求。
目前應(yīng)用效果最好的干強(qiáng)劑是聚丙烯酰胺及其共聚物，包括陰離子型聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺和兩性聚丙烯酰胺。合成高性能干強(qiáng)劑的主流和趨勢(shì)是合成分子量和粘度適中的支鏈型聚合物。這種干強(qiáng)劑可以在不添加硫酸鋁的情況下起到很好的紙張干增強(qiáng)作用。常采用加入交聯(lián)劑的方法來(lái)獲得支鏈型干強(qiáng)劑，但往往存在一個(gè)共同的問(wèn)題，就是出現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程控制問(wèn)題，所得聚合物的粘度常會(huì)出現(xiàn)過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題，控制不當(dāng)也常會(huì)出現(xiàn)凝膠化。
通常合成干強(qiáng)劑會(huì)采用原料一次加入或者原料逐步滴加反應(yīng)這兩種方法。但這兩種方法都存在一些缺陷：原料一次加入的方法，由于反應(yīng)物濃度較高，很容易產(chǎn)生爆聚進(jìn)而產(chǎn)生凝膠化效應(yīng)；而逐步滴加的方式，先加入的單體在較低的濃度下行程聚合物，而后加入的單體在這些聚合物的溶液中繼續(xù)反應(yīng)，這樣可保持單體濃度一直保持在較低水平防止爆聚，但當(dāng)聚合物溶液達(dá)到一定粘度后，后加入的單體和引發(fā)劑無(wú)法及時(shí)被攪勻到體系中，進(jìn)而導(dǎo)致局部濃度過(guò)大，產(chǎn)生局部爆聚和凝膠化，這也是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)合成類(lèi)造紙干強(qiáng)劑在紙漿配方中含有機(jī)木漿和廢紙漿時(shí)，增強(qiáng)效果不明顯的問(wèn)題，提供了一種造紙用干強(qiáng)劑的制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：
（1）取三角帆蚌足部，經(jīng)勻漿和離心分離后，得1號(hào)上層液，再將1號(hào)上層液與高氯酸溶液混合，經(jīng)離心分離后，得2號(hào)上層液；
（2）將2號(hào)上層液與硫酸溶液和丙酮混合，經(jīng)離心分離后，得下層沉淀物，并將下層沉淀物與乙酸溶液混合保存，得三角帆蚌提取物漿液；
（3）取桃膠與豬血混合密封發(fā)酵，再經(jīng)滅菌后旋蒸濃縮，得濃縮液，再按重量份數(shù)計(jì)，將300～500份三角帆蚌提取物漿液，60～80份濃縮液，3～5份l-抗壞血酸，8～10份葡萄糖和2～4份山梨酸鉀，混合后噴霧干燥，即得廣譜性天然造紙用干強(qiáng)劑。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明將桃膠和豬血混合發(fā)酵，利用發(fā)酵降解過(guò)程，使桃膠中粘附性多糖和豬血中粘附性蛋白的功能性基團(tuán)增多，配合三角帆蚌足部具有強(qiáng)力粘附性能的功能性蛋白，在使用過(guò)程中，僅需很少的添加量，即可達(dá)到對(duì)紙漿中各種纖維的強(qiáng)力吸附，起到架橋作用，提高機(jī)木漿和廢紙漿中細(xì)小纖維與填料的留著率，并形成內(nèi)聚網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到改善紙張強(qiáng)度的目的，使用本發(fā)明所得的造紙用干強(qiáng)劑的紙張環(huán)壓強(qiáng)度指數(shù)較常規(guī)紙張?zhí)岣?8～28%，耐破指數(shù)可達(dá)3.6～3.8kpa·m2/g，撕裂度為1400～1500mn；
（2）本發(fā)明通過(guò)添加提取的三角帆蚌中具有粘附性能的功能性蛋白，使本發(fā)明所得造紙干強(qiáng)劑在潮濕環(huán)境下仍然可以快速固化，達(dá)到對(duì)機(jī)木漿和廢紙漿中細(xì)小纖維與填料的攔截和強(qiáng)力吸附固著，且所用主要原料為三角帆蚌、桃膠和豬血，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水和廢渣可經(jīng)微生物完全降解后實(shí)現(xiàn)無(wú)毒排放。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所需原料有：三角帆蚌，水、3～5%乙酸溶液、0.6～0.8%甲醇溶液、胃酶抑素、40～50%高氯酸溶液、98%硫酸、丙酮、桃膠、豬血、l-抗壞血酸、葡萄糖、山梨酸鉀。
稱(chēng)取200～300g三角帆蚌足部，用清水將足部反復(fù)沖洗3～5次后，將三角帆蚌足部轉(zhuǎn)入動(dòng)物組織勻漿機(jī)中，再向動(dòng)物組織勻漿機(jī)中加入300～500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～5%乙酸溶液，100～120ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6～0.8%甲醇溶液，0.1～0.3g胃酶抑素，使三角帆蚌足部中蛋白質(zhì)溶解，同時(shí)避免有效成分被三角帆蚌自帶酶水解，勻漿處理45～60min后，將動(dòng)物組織勻漿機(jī)中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，于轉(zhuǎn)速為8000～12000r/min，溫度為4～6℃條件下，離心分離80～120min；待離心分離結(jié)束，得含蛋白質(zhì)的1號(hào)上層液，量取200～300ml所得1號(hào)上層液，倒入燒杯中，在玻璃棒攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入20～30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～50%高氯酸溶液，用高氯酸溶液去除雜質(zhì)蛋白，繼續(xù)用玻璃棒攪拌20～30min后，離心分離，得除雜2號(hào)上層液；將100～150ml所得2號(hào)上層液倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入溫度為4～6℃的冰水浴中，在轉(zhuǎn)速為200～300r/min攪拌狀態(tài)下，向三口燒瓶中加入8～10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，再在攪拌狀態(tài)下，通過(guò)滴液漏斗向三口燒瓶中滴加150～180ml預(yù)冷至3～5℃的丙酮，以丙酮為沉淀劑，使具有粘附性能的功能性蛋白質(zhì)得以沉淀，繼續(xù)恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)45～60min，離心分離，得含具有粘附性能的功能性蛋白質(zhì)的下層沉淀物，并將所得下層沉淀物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～5%乙酸溶液按質(zhì)量比為1：400～1：500混合，得三角帆蚌提取物漿液；依次稱(chēng)取400～500g桃膠，100～200g豬血，倒入盛有2～4l水的發(fā)酵罐中，于溫度為35～37℃，轉(zhuǎn)速為200～300r/min條件下，恒溫密閉發(fā)酵8～10天，使桃膠和豬血中大分子有機(jī)質(zhì)初步降解為小分子有機(jī)質(zhì)，提高有效成分的活性基團(tuán)數(shù)量，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中物料用紫外燈滅菌處理3～5h，再將滅菌后的物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為65～70℃條件下，旋蒸濃縮45～60min，得濃縮液，所得濃縮液中含有桃膠中初步降解后的黏性多糖以及豬血中初步降解后的黏性蛋白，且得益于發(fā)酵降解，黏性多糖和黏性蛋白中功能性基團(tuán)增多，有利于與三角帆蚌中提取的具有粘附性能的功能性蛋白發(fā)生化學(xué)鍵合，形成三維內(nèi)聚網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入300～500份三角帆蚌提取物漿液，60～80份濃縮液，3～5份l-抗壞血酸，8～10份葡萄糖，2～4份山梨酸鉀，于溫度為45～55℃，轉(zhuǎn)速為600～800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?～4h，再將混料機(jī)中物料通過(guò)螺桿泵輸送至噴霧干燥器，控制進(jìn)料速率為10～15ml/min，于進(jìn)風(fēng)口溫度為120～125℃，出風(fēng)口溫度為70～75℃條件下，噴霧干燥，出料，即得廣譜性天然造紙用干強(qiáng)劑。
實(shí)例1
稱(chēng)取200g三角帆蚌足部，用清水將足部反復(fù)沖洗3次后，將三角帆蚌足部轉(zhuǎn)入動(dòng)物組織勻漿機(jī)中，再向動(dòng)物組織勻漿機(jī)中加入300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%乙酸溶液，100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%甲醇溶液，0.1g胃酶抑素，勻漿處理45min后，將動(dòng)物組織勻漿機(jī)中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，于轉(zhuǎn)速為8000r/min，溫度為4℃條件下，離心分離80min；待離心分離結(jié)束，得含蛋白質(zhì)的1號(hào)上層液，量取200ml所得1號(hào)上層液，倒入燒杯中，在玻璃棒攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入20ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%高氯酸溶液，用高氯酸溶液去除雜質(zhì)蛋白，繼續(xù)用玻璃棒攪拌20min后，離心分離，得除雜2號(hào)上層液；將100ml所得2號(hào)上層液倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入溫度為4℃的冰水浴中，在轉(zhuǎn)速為200r/min攪拌狀態(tài)下，向三口燒瓶中加入8ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，再在攪拌狀態(tài)下，通過(guò)滴液漏斗向三口燒瓶中滴加150ml預(yù)冷至3℃的丙酮，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)45min，離心分離，得含具有粘附性能的功能性蛋白質(zhì)的下層沉淀物，并將所得下層沉淀物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%乙酸溶液按質(zhì)量比為1：400混合，得三角帆蚌提取物漿液；依次稱(chēng)取400g桃膠，100g豬血，倒入盛有2l水的發(fā)酵罐中，于溫度為35℃，轉(zhuǎn)速為200r/min條件下，恒溫密閉發(fā)酵8天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中物料用紫外燈滅菌處理3h，再將滅菌后的物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為65℃條件下，旋蒸濃縮45min，得濃縮液；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入300份三角帆蚌提取物漿液，60份濃縮液，3份l-抗壞血酸，8份葡萄糖，2份山梨酸鉀，于溫度為45℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，再將混料機(jī)中物料通過(guò)螺桿泵輸送至噴霧干燥器，控制進(jìn)料速率為10ml/min，于進(jìn)風(fēng)口溫度為120℃，出風(fēng)口溫度為70℃條件下，噴霧干燥，出料，即得廣譜性天然造紙用干強(qiáng)劑。
實(shí)例2
稱(chēng)取300g三角帆蚌足部，用清水將足部反復(fù)沖洗5次后，將三角帆蚌足部轉(zhuǎn)入動(dòng)物組織勻漿機(jī)中，再向動(dòng)物組織勻漿機(jī)中加入500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%乙酸溶液，120ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%甲醇溶液，0.3g胃酶抑素，勻漿處理60min后，將動(dòng)物組織勻漿機(jī)中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，于轉(zhuǎn)速為12000r/min，溫度為6℃條件下，離心分離120min；待離心分離結(jié)束，得含蛋白質(zhì)的1號(hào)上層液，量取300ml所得1號(hào)上層液，倒入燒杯中，在玻璃棒攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%高氯酸溶液，用高氯酸溶液去除雜質(zhì)蛋白，繼續(xù)用玻璃棒攪拌30min后，離心分離，得除雜2號(hào)上層液；將150ml所得2號(hào)上層液倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入溫度為6℃的冰水浴中，在轉(zhuǎn)速為300r/min攪拌狀態(tài)下，向三口燒瓶中加入10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，再在攪拌狀態(tài)下，通過(guò)滴液漏斗向三口燒瓶中滴加180ml預(yù)冷至5℃的丙酮，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min，離心分離，得含具有粘附性能的功能性蛋白質(zhì)的下層沉淀物，并將所得下層沉淀物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%乙酸溶液按質(zhì)量比為1：500混合，得三角帆蚌提取物漿液；依次稱(chēng)取500g桃膠，200g豬血，倒入盛有4l水的發(fā)酵罐中，于溫度為37℃，轉(zhuǎn)速為300r/min條件下，恒溫密閉發(fā)酵10天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中物料用紫外燈滅菌處理5h，再將滅菌后的物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為70℃條件下，旋蒸濃縮60min，得濃縮液；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入500份三角帆蚌提取物漿液，80份濃縮液，5份l-抗壞血酸，10份葡萄糖，4份山梨酸鉀，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為800r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，再將混料機(jī)中物料通過(guò)螺桿泵輸送至噴霧干燥器，控制進(jìn)料速率為15ml/min，于進(jìn)風(fēng)口溫度為125℃，出風(fēng)口溫度為75℃條件下，噴霧干燥，出料，即得廣譜性天然造紙用干強(qiáng)劑。
實(shí)例3
稱(chēng)取250g三角帆蚌足部，用清水將足部反復(fù)沖洗4次后，將三角帆蚌足部轉(zhuǎn)入動(dòng)物組織勻漿機(jī)中，再向動(dòng)物組織勻漿機(jī)中加入400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%乙酸溶液，110ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%甲醇溶液，0.2g胃酶抑素，勻漿處理52min后，將動(dòng)物組織勻漿機(jī)中物料轉(zhuǎn)入離心機(jī)，于轉(zhuǎn)速為10000r/min，溫度為5℃條件下，離心分離100min；待離心分離結(jié)束，得含蛋白質(zhì)的1號(hào)上層液，量取250ml所得1號(hào)上層液，倒入燒杯中，在玻璃棒攪拌狀態(tài)下，向燒杯中加入25ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%高氯酸溶液，用高氯酸溶液去除雜質(zhì)蛋白，繼續(xù)用玻璃棒攪拌25min后，離心分離，得除雜2號(hào)上層液；將125ml所得2號(hào)上層液倒入帶攪拌器的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入溫度為5℃的冰水浴中，在轉(zhuǎn)速為250r/min攪拌狀態(tài)下，向三口燒瓶中加入9ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，再在攪拌狀態(tài)下，通過(guò)滴液漏斗向三口燒瓶中滴加165ml預(yù)冷至4℃的丙酮，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)52min，離心分離，得含具有粘附性能的功能性蛋白質(zhì)的下層沉淀物，并將所得下層沉淀物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%乙酸溶液按質(zhì)量比為1：450混合，得三角帆蚌提取物漿液；依次稱(chēng)取450g桃膠，150g豬血，倒入盛有3l水的發(fā)酵罐中，于溫度為36℃，轉(zhuǎn)速為250r/min條件下，恒溫密閉發(fā)酵9天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中物料用紫外燈滅菌處理4h，再將滅菌后的物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于溫度為68℃條件下，旋蒸濃縮52min，得濃縮液；按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中依次加入400份三角帆蚌提取物漿液，70份濃縮液，4份l-抗壞血酸，9份葡萄糖，3份山梨酸鉀，于溫度為50℃，轉(zhuǎn)速為700r/min條件下，恒溫?cái)嚢杌旌?h，再將混料機(jī)中物料通過(guò)螺桿泵輸送至噴霧干燥器，控制進(jìn)料速率為13ml/min，于進(jìn)風(fēng)口溫度為123℃，出風(fēng)口溫度為73℃條件下，噴霧干燥，出料，即得廣譜性天然造紙用干強(qiáng)劑。