一種生物改性濕強劑的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明公開了一種生物改性濕強劑的制備方法，屬于濕強劑領域。
【背景技術】
[0002]紙張的濕強度是指紙頁遇水或在潮濕的環(huán)境中所具有的強度。許多紙制品尤其是工業(yè)用紙都要求有較高的濕強度，濕強劑的加入可以改善紙張在潤濕等情況下的濕強度。在通常情況下，不添加助劑時紙張被潤濕后其強度僅為干燥時強度的5?10%，加入濕強劑后可使紙張大多保持原有干強度20?40%的強度。紙張濕強劑可以劃分為永久型和暫時型兩類，暫時型紙張濕強劑多用于那些短時、用后廢棄的紙制品中；永久型紙張濕強劑通常用于瓦楞紙板和一些特殊用紙中，常用的有脲醛樹脂(UF)、改性三聚氰胺甲醛樹脂(MF)、聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷樹脂(PPE或PAE)以及丙烯酰胺類聚合物等。紙的消耗量是占了生活用品的很大一部分，造紙工業(yè)巨大的造紙產(chǎn)量也為造紙化學品行業(yè)帶來相應良好的市場空間。在我國造紙工業(yè)原料中，由于木材資源短缺，目前大量使用的造紙原料主要是草漿、廢紙漿，這些原料由于纖維短、雜細胞含量高、保水值高等缺點，嚴重影響紙張和紙板的強度。
[0003]隨著造紙業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的造紙濕強劑如脲醛樹脂(UF)，三聚氰胺甲醛樹脂(MF)等由于使用條件以及釋放有害物質等原因，已經(jīng)越來越不能滿足用戶的需求。聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷樹脂(PAE)是近年來較為流行的一種濕強劑，它不但具有較好濕強效果而且環(huán)境污染小，無毒害作用，因此受到了廣大用戶的歡迎，與UF樹脂、MF樹脂相比，它不僅是在中堿性條件下熟化的高效濕增強劑，而且在提高濕強度的同時并不損失成紙的柔軟性、吸收性，特別適用于醫(yī)療衛(wèi)生用紙。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題:針對目前傳統(tǒng)的造紙濕強劑如脲醛樹脂(UF)，三聚氰胺甲醛樹脂(MF)在使用條件下會釋放有害物質，而且應用在造紙中容易產(chǎn)生氣泡與絮聚，成紙揭紙困難，紙頁均勻度差，含有水分容易生霉的問題，提供了一種生物改性濕強劑的制備方法，本發(fā)明用珊瑚礁和聚酰胺聚環(huán)氧氯丙烷樹脂為原料得珊瑚礁顆粒，進行發(fā)酵得發(fā)酵液，進行分離、萃取、濃縮、干燥后得生物改性粉末，再和十二烷基苯磺酸鈉和乙二酸反應得改性預聚體聚酰胺溶液，與環(huán)氧氯丙烷反應最終得生物改性濕強劑，本發(fā)明添加聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷樹脂保濕成分，不但具有較好濕強效果而且環(huán)境污染小，無毒害作用，從珊瑚礁發(fā)酵產(chǎn)物中可以分離得到一種具有生物活性物質添加在其中，使提高濕強度的同時并不損失成紙的柔軟性、吸收性，預防了紙張因為含有水分而易生霉的問題，加入濕強劑后可使紙張潤濕后保持原有干強度30?50%的強度。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
(I)取800?900g珊瑚礁，放入粉碎機中進行粉碎，過20?50目標準篩，得珊瑚礁粉末，將所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數(shù)為3?4%的氯化鈉溶液浸泡顆粒物，然后再向其中加入50?60mL聚酰胺聚環(huán)氧氯丙烷樹脂，攪拌均勻，隨后對容器加熱至35?40°C，保持溫度5?1h;
(2)上述保溫結束后，在90?IlOPa的壓力下，進行減壓過濾，收集過濾物，得篩選珊瑚礁顆粒，將所得的篩選珊瑚礁顆粒放入發(fā)酵罐內(nèi)，接種量為15?30%，然后再向其中加入營養(yǎng)物，加入量為篩選珊瑚礁顆粒質量的20?30%，混合均勻，隨后保持發(fā)酵罐溫度為28?35°C，通氣量為0.4?0.6(V/V.min)，轉速設定為110?1301'/111；[11，發(fā)酵10?15天，所述營養(yǎng)物為按質量百份比計，取40?50份馬鈴薯、20?30份葡萄糖及25?35份蛋白胨，混合均勻；
(3)待上述發(fā)酵結束后過濾，收集發(fā)酵液，將所得的發(fā)酵液放入離心機中，在5000?6000r/min的轉速下，離心分離I?3min，收集上清液，然后將所得的上清液放入容器中，隨后使用上清液等體積的乙酸乙酯對上清液進行萃取2?4次，合并萃取液；
(4)將上述所得的萃取液在真空下進行減壓濃縮，濃縮至原體積的30?50%，然后將所得的濃縮液進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得到生物改性粉末；
(5)按質量比5:6:1，取二乙稀三胺、己二酸及上述所得的生物改性粉末，放入反應Il內(nèi)，升溫至50?60°C時，攪拌40?50min，然后向其中加入十二烷基苯磺酸鈉，加入量為乙二酸質量的I?2%，繼續(xù)升溫至110?120°C，攪拌3?5h后，出料得改性預聚體聚酰胺溶液；
(6)按體積比1:1，將上述所得的改性預聚體聚酰胺溶液與環(huán)氧氯丙烷，混合均勻，放入容器中，升溫至70?90°C，反應3?5h后，使用質量分數(shù)為60%的鹽酸溶液，調節(jié)pH為2?3，然后降溫至室溫，向其中加入環(huán)氧氯丙烷質量20?25%的生物改性粉末，混合均勻，靜置陳化I?2h后，即可得到生物改性濕強劑。
[0006]本發(fā)明的應用方法:本發(fā)明制得的生物改性濕強劑，在造紙時按絕干漿為0.2?
0.5%添加，再將其稀釋6?10倍后加入配漿池并攪拌均勻，對大型紙機，加入點通常選擇在高位箱處稀釋添加，加入濕強劑后可使紙張潤濕后保持原有干強度30?50 %的強度;本發(fā)明的濕強劑可在較寬的PH為5?9范圍內(nèi)使用，并可以適用于木漿、竹漿、廢紙再生漿、麥草漿、葦漿、棉桿漿等。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明添加聚酰胺聚胺環(huán)氧氯丙烷樹脂保濕成分，不但具有較好濕強效果而且環(huán)境污染小，無毒害作用；
(2)從珊瑚礁發(fā)酵產(chǎn)物中可以分離得到一種具有生物活性物質添加在其中，使提高濕強度的同時并不損失成紙的柔軟性、吸收性。
【具體實施方式】
[0008]首先取800?900g珊瑚礁，放入粉碎機中進行粉碎，過20?50目標準篩，得珊瑚礁粉末，將所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數(shù)為3?4%的氯化鈉溶液浸泡顆粒物，然后再向其中加入50?60mL聚酰胺聚環(huán)氧氯丙烷樹脂，攪拌均勻，隨后對容器加熱至35?40°C，保持溫度5?1h;保溫結束后，在90?IlOPa的壓力下，進行減壓過濾，收集過濾物，得篩選珊瑚礁顆粒，將所得的篩選珊瑚礁顆粒放入發(fā)酵罐內(nèi)，接種量為15?30%，然后再向其中加入營養(yǎng)物，加入量為篩選珊瑚礁顆粒質量的20?30%，混合均勻，隨后保持發(fā)酵罐溫度為28?35°C，通氣量為0.4?0.6(V/V.min)，轉速設定為110?130r/min，發(fā)酵10?15天，所述營養(yǎng)物為按質量百份比計，取40?50份馬鈴薯、20?30份葡萄糖及25?35份蛋白胨，混合均勻;待發(fā)酵結束后過濾，收集發(fā)酵液，將所得的發(fā)酵液放入離心機中，在5000?6000r/min的轉速下，離心分離I?3min，收集上清液，然后將所得的上清液放入容器中，隨后使用上清液等體積的乙酸乙酯對上清液進行萃取2?4次，合并萃取液;將所得的萃取液在真空下進行減壓濃縮，濃縮至原體積的30?50%，然后將所得的濃縮液進行噴霧干燥，收集干燥物，即可得到生物改性粉末；按質量比5:6:1，取二乙烯三胺、己二酸及上述所得的生物改性粉末，放入反應爸內(nèi)，升溫至50?60°C時，攪拌40?50min，然后向其中加入十二燒基苯磺酸鈉，加入量為乙二酸質量的I?2%，繼續(xù)升溫至110?120°C，攪拌3?5h后，出料得改性預聚體聚酰胺溶液;按體積比1:1，將上述所得的改性預聚體聚酰胺溶液與環(huán)氧氯丙烷，混合均勻，放入容器中，升溫至70?90°C，反應3?5h后，使用質量分數(shù)為60%的鹽酸溶液，調節(jié)pH為2?3，然后降溫至室溫，向其中加入環(huán)氧氯丙烷質量20?25%的生物改性粉末，混合均勻，靜置陳化I?2h后，即可得到生物改性濕強劑。
[0009]實例I
首先取SOOg珊瑚礁，放入粉碎機中進行粉碎，過20目標準篩，得珊瑚礁粉末，將所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數(shù)為3%的氯化鈉溶液浸泡顆粒物，然后再向其中加入50mL聚酰胺聚環(huán)氧氯丙烷樹脂，攪拌均勻，隨后對容器加熱至35°C，保持溫度5h;保溫結束后，在90Pa的壓力下，進行減壓過濾，收集過濾物，得篩選珊瑚礁顆粒，將所得的篩選珊瑚礁顆粒放入發(fā)酵罐內(nèi)，接種量為15 %，然后再向其中加入營養(yǎng)物，加入量為篩選珊瑚礁顆粒質量的20%，混合均勻，隨后保持發(fā)酵罐溫度為28°C，通氣量為0.4(V/V.π?η)，轉速設定為110r/min，發(fā)酵10天，所述營養(yǎng)物為按質量百份比計，取40份馬鈴薯、30份葡萄糖及30份蛋白胨，混合均勻;待發(fā)酵結束后過濾，收集發(fā)酵液，將所得的發(fā)酵液放入離心機中，在5000r/min的轉速下，離心分離lmin，收集上清液，然后將所得的上清液放入容器中，隨后使用上清液等體積的乙酸乙酯對上清液進行萃取2次，合并萃取液;將所得的萃取液在真