[发明专利]一种提高纸张强度的多功能助剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种提高纸张强度的多功能助剂，所述多功能助剂是单宁酸、木质素与六亚甲基二异氰酸酯预聚合后加入聚乙二醇进行交联反应最后再与改性磷石膏晶须混合制得；所述改性磷石膏晶须是预处理后的磷石膏晶须依次采用磷酸和氨水进行处理。本发明还公开了该多功能助剂的制备方法，本发明制得的多功能助剂与纸张基体结合性能好，可有效改善纸张的强度。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种提高纸张强度的多功能助剂及其制备方法

背景技术

食品在贮存、运输和销售过程中极易受到氧气、水分、光线、灰尘以及化学和微生物的污染，导致不可食用从而产生巨大的食物浪费。食品工业中常用食品包装来保护食品免受不必要的环境干扰，而国内外占据食品包装业的多为石油基一次性包装，所用材料不易生物降解，易在环境中积累，导致严重的环境污染和食品安全问题。纸作为一种可生物降解的材料，由于其成本低、使用方便且能较好地保护被包装产品，现已广泛应用于食品包装领域。但是普通的纸基材料功能性的不足使其应用受到了极大的限制。为了扩大纸基材料的应用范围，通常采用涂布、浸渍、浆内添加、纤维接枝改性等方法来改善纸张性能。其中，涂布法是最经济有效的方法，受到越来越多的关注。

磷石膏是磷化工企业在生产磷铵化肥或湿法生产磷酸过程中排放的以CaSO₄·2H₂O为主要成分的工业副产物。将磷石膏制成磷石膏晶须在造纸行业中的应用主要可考虑两个主攻方向，即用作纸张填料或用作涂布颜料.磷石膏晶须用于纸张填料，可提高纸张的松厚度并降低生产成本，但磷石膏晶须溶解度较大，填料留着率较低，并在白水循环过程中加重白水负荷；将磷石膏晶须用于造纸涂布颜料，不仅可以提高磷矿废弃物的综合利用率，保护天然矿产资源，而且使用过程中基本上不考虑晶须的溶解度问题，有利于造纸工业新型涂布颜料的开发，促进造纸涂布技术的发展。但是如何提高涂布材料与纸张的结合性能以及涂布材料中各组分的界面性能成为涂布技术研究的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种提高纸张强度的多功能助剂及其制备方法，本发明首先采用木质素和单宁与六亚甲基二异氰酸酯进行预聚合，然后加入聚乙二醇进行交联反应，使得木质素和单宁酸分子作为活性链段进入到聚氨酯分子中，然后加入改性磷石膏晶须，制得的多功能助剂与纸张基体结合性能好，可有效改善纸张的强度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高纸张强度的多功能助剂，所述多功能助剂是单宁酸、木质素与六亚甲基二异氰酸酯预聚合后加入聚乙二醇进行交联反应最后再与改性磷石膏晶须混合制得；所述改性磷石膏晶须是预处理后的磷石膏晶须依次采用磷酸和氨水进行处理。

作为上述技术方案的优选，所述改性磷石膏晶须的制备方法为：将磷石膏采用清水清洗后重新分散在水中并加入生石灰搅拌处理，过滤；预处理后的磷石膏分散在水中制得浓度为0.15-0.25g/ml的分散液，向分散液中加入磷酸调节分散液的pH为1，然后搅拌条件下加入氨水调节分散液的pH为9-10，滴加结束后搅拌反应1-3h，之后过滤，将得到的沉淀洗涤，制得改性磷石膏晶须。

作为上述技术方案的优选，所述磷石膏、生石灰的质量比为50：(1-2)；所述搅拌处理的时间为30-60min。

为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了如下技术方案：

一种提高纸张强度的多功能助剂的制备方法，包括以下步骤：

将木质素、单宁酸分别溶解于二甲基亚砜中制得木质素溶液、单宁酸溶液，分别向木质素溶液、单宁酸溶液中加入六亚甲基二异氰酸酯进行预聚合制得预聚物A、预聚物B；将预聚物A、预聚物B混合后加入聚乙二醇室温下搅拌交联反应，然后加入改性磷石膏晶须的二甲基亚砜分散液，搅拌混合制得多功能助剂。

作为上述技术方案的优选，所述木质素的平均分子量为5170，其多分散系数为2.16；所述聚乙二醇为聚乙二醇400。