纸浆的制备方法及纸浆

技术领域

本发明涉及造纸的技术领域，特别是涉及一种纸浆的制备方法及纸浆。

背景技术

随着环境保护的不断推广，越来越多纸业厂商开始采用污染较少的工艺制作纸浆。以碱性过氧化氢预处理漂白化学热磨机械制浆工艺为例，该种工艺以污染少、超高得率、纸浆强度好以及能耗低等突出的优点受到了多数纸业厂商的青睐。然而，超高得率同样也使得纸浆残余的木素中含有发色基团，导致纸浆易返黄。因此，如何对纸张的返黄进行有效抑制，已经成为了业内人员的主要关注问题。

发明内容

本申请一方面提供了一种纸浆的制备方法，所述纸浆的制备方法包括：对浆料进行漂白；在漂白后的所述浆料中加入包括聚羧酸类化合物和有机磷类化合物的抑制助剂，以抑制所述浆料的返黄；其中，所述聚羧酸类化合物和所述有机磷类化合物的配比为(1-3)∶(1-3)。

本申请另一方面提供了一种纸浆，所述纸浆由上述的纸浆的制备方法制备而成。

本申请提供的纸浆的制备方法，通过在漂白后的浆料中加入包括聚羧酸类化合物和有机磷类化合物的抑制助剂，可以利用抑制助剂对浆料木素中的酚羟基进行保护，避免酚羟基被进一步氧化生成发色基团，从而对漂白后的浆料的返黄进行有效抑制，减缓纸浆白度下降的幅度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请实施例提供的纸浆的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的纸浆的制备方法的流程示意图。本实施例提供的纸浆的制备方法可以用于制备耐候性高的纸浆，以提高由纸浆制作而成的纸张的耐返黄性。如图1所示，纸浆的制备方法可以包括如下步骤：

S10，对浆料进行漂白。

S20，在漂白后的浆料中加入包括聚羧酸类化合物和有机磷类化合物的抑制助剂。

具体而言，浆料可以由阔叶木、针叶木或者阔叶木和针叶木两者混合等原材料通过蒸煮得到，且浆料在蒸煮过程中还可以加入化学药液进行漂白。例如，浆料中可以加入由双氧水和稳定剂混合而成的第一药液，以及碱液和螯合剂混合而成的第二药液，以利用混合后的第一药液和第二药液对浆料进行漂白处理，提升浆料的白度。在本实施例中，浆料具体可以采用碱性过氧化氢预处理漂白化学热磨机械制浆工艺进行制备。

其中，双氧水的用量可以为52-63kg/t浆，稳定剂可以为吸附和螯合混合型的双氧水稳定剂，且稳定剂的用量可以为2.1-3.3kg/t浆。碱液的用量可以为20-32kg/t浆，螯合剂的用量可以为1-1.8kg/t浆。同时，浆料在加入第一药液和第二药液后，还可以放置于90℃至95℃的水浴中进行漂白，以实现对浆料的漂白处理。此外，第一药液和第二药液可以在加入浆料前进行混合，并在混合后加入浆料中进行漂白。

可选地，稳定剂也可以仅采用吸附型或螯合型的双氧水稳定性，仅需能够控制双氧水的分解即可，本实施例对此不作限定。

为了使得纸张可以满足高白纸种的白度需求，还可以在第一药液中加入增白剂，以进一步提高浆料的白度。其中，增白剂可以包括：二磺酸和四磺酸中的至少一种，且增白剂可以用于吸收紫外光，并发射出人肉眼可见的蓝紫色荧光，以提升纸浆的白度。同时，增白剂的用量可以为1-7kg/t浆，且增白剂可以混合在第一药液中，并随混合后的第一药液和第二药液加入到浆料中，以对浆料进行漂白。通过上述设置，可以利用增白剂进一步提升浆料的白度，以满足高白纸种的白度需求，扩大由浆料制成的纸张的应用范围。

下面结合具体实施例对增白剂的功效作进一步说明。

对比例1，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例1，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂1kg/t浆(二磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例2，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂3kg/t浆(二磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例3，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂5kg/t浆(二磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例4，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂1kg/t浆(四磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例5，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂3kg/t浆(四磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

实施例6，先取稳定剂3kg/t浆与双氧水60kg/t浆直接混合得到第一药液，并加入增白剂5kg/t浆(四磺酸)与第一药液混合后待用，再取螯合剂1.5kg/t浆与碱液25kg/t浆直接混合得到第二药液待用，最后将混合有增白剂的第一药液和第二药液直接混合加入浆料中进行漂白，并检测漂白后浆料的白度。

对比例1和实施例1-6的用量范围具体如表一所示。

表一

对比例1和实施例1-6的白度检测数据具体如表二所示。

表二

由表二可知，相较于没有放入增白剂的对比例1，实施例1-6的浆料白度均有所提升。同时，实施例1中在加入1kg/t浆的增白剂后，相较于对比例1浆料白度提升为3％左右，而实施例4在加入1kg/t浆的增白剂后，相较于对比例1浆料白度提升为2％左右。可见，在增白剂低用量(1kg/t浆)的情况下，采用二磺酸OBA(增白剂)的漂白效果要优于采用四磺酸OBA(增白剂)。在本实施例中，表二中L所指的是明度，且取值范围可以为0至100。a所指的是从绿色到红色的分量，且取值范围可以为-128至127。b所指的是从蓝色到黄色的分量，且取值范围可以为-128至127。

进一步地，虽然加入增白剂对浆料进行漂白可以提升机械浆白度，但增白剂的增白效用会随时间的增加而衰减。因此，为检测增白剂功效衰减的周期，模拟浆料在系统中存放的温度和时间，测试增白剂加入后浆料的返黄程度。

对比例1和实施例1-6的存放天数及白度检测数据具体如表三所示。

表三

由表三可知，在70℃水浴中放置五天后，未加增白剂的对比例1浆料白度由73.01下降至70.74，降幅为2.27％，而加入增白剂的实施例1-6，虽然初始白度较高，但放置5天后，白度依然有所降低。其中，在实施例1-3中(采用二磺酸OBA)，白度最高由77.13下降至74.38，降幅为2.75％。在实施例4-6中(采用四磺酸OBA)，白度最高由78.12下降至75.43，降幅为2.69％。可见，实施例1-6即便是在浆料中加入了增白剂提升浆料的白度，与未加入增白剂的对比例1在白度的下降幅度上依然没有较大差别。即，实施例1-6与对比例1的浆料在白度下降幅度上相基本相同，依然存在浆料易返黄的问题。

经发明人长期研究发现，碱性过氧化氢预处理漂白化学热磨机械制浆工艺虽然具有超高得率、纸浆强度好、污染少以及能耗低等优点，但是该工艺在漂白性上依然不如化学木浆。其中，高得率纸浆中除了含有残余木素的降解物酚羟基，还含有金属离子及树脂，而金属离子及树脂的存在会促进纸浆返黄。特别是，金属离子和树脂在光照条件下会引发过氧化物与酚羟基产生自由基，进而在有氧环境下氧化生成各种发色基团，使得纸浆容易返黄且耐候性较差。同时，增白剂虽然能够提升纸浆的白度，但增白剂主要是通过吸收紫外光，再发射出人肉眼可见的蓝紫色荧光，以提升纸浆的白度，其对酚羟基起不到任何保护作用，且增白剂的功效也会随着时间而衰减，无法减缓纸浆的返黄。

为了解决上述问题，本实施例在对浆料进行漂白后，还可以在浆料中加入抑制助剂，以对浆料的返黄进行抑制，达到减缓浆料返黄的目的。抑制助剂在作用上可以类似于前述的双氧水稳定剂。双氧水稳定剂可以保护双氧水不过度的被金属离子分解，而抑制助剂的作用则是保护木素中的酚羟基不过度的被氧化生成邻醌发色基团，以实现对浆料返黄的抑制，使得浆料的白度下降缓慢。其中，抑制助剂的用量可以为1-7kg/t浆，且抑制助剂可以包括：聚羧酸类化合物以及有机磷类化合物，且聚羧酸类化合物可以包括含有醚键的多羧酸，而有机磷类化合物可以包括丙烯酸衍生物，且典型代表为丙烯酸和聚丙烯酸铵等。同时，含有醚键的多羧酸和丙烯酸衍生物的配比可以为(1-3)∶(1-3)，具体可以为1∶1，1∶2，2∶1，2∶3或者3∶2等。在本实施例中，含有醚键的多羧酸和丙烯酸衍生物的配比优选为2∶3，在此配比下抑制助剂可以具有较好的抑制返黄的效果。

下面结合具体的实施例对抑制助剂的功效作进一步说明。同时，由于基于二磺酸OBA在低用量时的效果要好于四磺酸OBA，以及聚羧酸类化合物以及有机磷类化合物在配比为2∶3时抑制效果较高，因此，以下实施例中的增白剂选用二磺酸OBA，且抑制助剂中的聚羧酸类化合物以及有机磷类化合物的配比为2∶3。

对比例2，未在浆料中加入增白剂及抑制助剂。

实施例a，仅在浆料中加入抑制助剂，且抑制助剂的用量为1kg/t浆。

实施例b，仅在浆料中加入增白剂，且增白剂的浓度为1000ppm。

实施例c，在浆料中加入浓度为1000ppm的增白剂，以及用量为1kg/t浆的抑制助剂。

实施例d，在浆料中加入浓度为1000ppm的增白剂，以及用量为3kg/t浆的抑制助剂。

实施例e，在浆料中加入浓度为1000ppm的增白剂，以及用量为5kg/t浆的抑制助剂。

实施例f，在浆料中加入浓度为1000ppm的增白剂，以及用量为6kg/t浆的抑制助剂。

实施例g，在浆料中加入浓度为1000ppm的增白剂，以及用量为7kg/t浆的抑制助剂。

可以理解的是，前述对比例2以及实施例a-g中的增白剂依然如前述实施例一样与第一药液和第二药液混合后加入浆料中的进行漂白，而抑制助剂则是在浆料漂白完成后加入浆料中。

对比例2和实施例a-g的用量范围具体如表四所示。

表四

对比例2和实施例a-g的存放天数及白度检测数据具体如表五所示。

表五

/>

由表五可知，加入抑制助剂后浆料返黄现象有所减弱，尤期是将抑制助剂提量至3kg/t浆及以上时，浆料的白度放置五天后最高仅由76.24下降至75.79，降幅为0.45％。如此，可以证明浆料在加入抑制助剂后，浆料的返黄能够得到了有效的抑制，可以减缓浆料的返黄幅度，提高浆料的耐候性。

本实施例提供的纸浆的制备方法，通过在浆料中加入增白剂以及抑制助剂，使得浆料可以利用增白剂提升白度，并利用抑制助剂减缓白度的下降幅度，以对浆料的返黄现象进行抑制，提高浆料的耐候性。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。