表面施胶剂项目创新成果报告
发布日期：2012-05-15
一、项目背景及意义
施胶是造纸的一道重要工序，施胶可分为浆内施胶和表面施胶，目的是使纸或纸板具有抗拒液体（特别是水和水溶液）扩散和渗透的性能。随着印刷技术的改进、高速印刷和高粘度油墨的应用，对纸张表面强度提出了更高要求，单靠浆内施胶是难以达到的，必须对纸张进行表面施胶以达到使用要求。特别是草浆用量比较大的纸张，以及灰分含量比较大的纸张，都要用到表面施胶剂，以提高表面强度，减少和消除印刷过程中的掉毛掉粉现象。
表面施胶的意义在于：
①表面施胶剂可以近似100%的留着于纸张上，可集中地发挥其施胶效果，对于采用废纸浆作为原料的难施胶体系如白纸板、白卡纸等纸种尤为有效；
②通过选择不同的表面施胶剂、施胶辊涂液的调节，可提高纸张的表面强度、有效控制施胶度；可以根据生产要求较快地进行方案调整，取得不同施胶效果；
③在纸浆内添加的众多助剂，相互匹配与影响问题很突出，而表面施胶剂则无此方面的问题，并且表面施胶剂还不受抄纸水质、水温和pH值的影响，可获得稳定的施胶度；
④在中性施胶过程中，由于存在着施胶剂的水解问题，内施胶剂添加不能过多，而且添加过多的浆内施胶剂如AKD(烷基烯酮二聚体)等会产生纸张滑性等问题，所以，必须要通过表面施胶来达到施胶效果；
⑤应用表面施胶剂还可以大幅降低浆内施胶剂的用量，具有可观的成本效益，并可以减少浆内施胶造成的机械沾污等问题；
由此可见，表面施胶剂赋予了纸张许多重要的功能，对提高纸张性能具有重要的作用。
目前国内造纸行业最缺的就是既能改善表面强度，又能改善吸水值的表面增强施胶剂。国外一些大型造纸厂使用纳米表面施胶剂，与变性淀粉混合使用的方法达到使用性能良好，但全部是国外公司的产品，国内尚没有厂家生产。所以，开发性能优异的纳米表面施胶剂，提高造纸助剂的国产化率，是摆在广大科研工作者面前的一项重要工作，具有良好的发展前景。
公司研发人员在借鉴国内外表面增强施胶剂研究经验的基础上，从分子设计的角度入手，采用先进的乳液聚合方式，成功开发出表面施胶剂DS-SS的生产工艺，填补了我国造纸行业中的一项空白。
表面施胶剂DS-SS的问世，促进了静电复印，新闻纸的质量提高，特别是对高草浆含量纸的质量提高具有非常重要的作用，大量的草浆、苇浆替代木浆用于文化用纸将有效的节约木材资源。表面施胶剂DS-SS是一种生态环保材料，能有效地降低造纸企业因生产带来的环境污染，社会效益良好；并且价格适中，能有效地替代国外同类产品，为造纸企业节约大量成本，产品潜在的市场收益良好，经济效益显著。
二、产品研制的技术路线
本产品是采用乳液聚合方式获得的。
本技术是制备一种SAE类表面施胶剂的方法，先制备一种中低分子量的保护胶体，然后将疏水性不饱和单体和丙烯酸类单体在这种保护胶体上进行接枝聚合，同时添加乳化剂、引发剂、分子量调节剂，聚合完成后中和。其中通过调节保护胶体的分子量控制表面施胶剂的稳定性；通过调节加入单体种类、比例控制表面施胶剂的施胶性能。保护胶乳的分子量由乳化剂、引发剂、分子量调节剂的加入量和反应温度控制。
三、项目产品的功能特点及主要技术性能指标
1、产品的功能特点
本产品与淀粉一起对纸张进行表面施胶，可大幅度提高纸张的强度、显著改善Cobb值，有效改善平滑度、挺度及纸张的印刷适应性。并且具有超低起泡性，与其他化学品良好的相容性。表面涂布处理直接作用于纸页表面，克服了内添加助剂存在的诸如纸机系统污染、起泡、高温操造施胶度低下等一系列操作性问题。
2、主要技术性能指标
外观 浅灰色半透明纳米乳液
固含量/wt% 15.0-31.0
粘度/（mPa.s） <150
pH 2.0-7.0
密度/（g/cm³） 1.00-1.05
四、项目的创新性和先进性
1、产品的创新性
本产品使用自主研发的低分子量聚季铵盐或聚羧酸盐作为底物，选择特定单体进行接枝聚合，通过优化工艺确定最佳反应条件，制得最佳施胶性能的纳米乳液型表面施胶剂。该产品应用于纸张表面施胶，可以改变纸张的施胶度、透气度、涂料持留性、表面强度和印刷性能等，可以降低内施胶程度，简化湿部化学，洁净白水系统，减少沉积，并有可能降低总的施胶费用，特别是能减少因浆种变化而引起的施胶变化。纳米级表面施胶剂为国内首创，国际领先。
2、产品的先进性
表面施胶剂DS-SS为国内首创，国际领先。国内无同类国产产品，典型国外同类产品是德国BASF公司的400DS。
根据权威机构检测纸张施胶性能，本产品与该种国外产品比较，两者施胶后的成纸表面吸水性（Cobb值）及表面强度均相近。
五、项目知识产权状况
1、 产品的专利
序号 专利名称 专利类型 专利号
1 一种纳米乳液型表面施胶剂 发明 ZL200410066323.7
2 一种纸张表面处理用施胶剂及其制备方法和应用 发明 ZL200610117024.0
2、技术标准状况：
本产品采用上海市企业标准（已备案），由公司制定。
3、公司拥有“东升”图形注册商标，公司各类产品统一使用该注册商标对外销售，打造统一品牌效应，“东升”品牌在客户中口碑良好。
六、项目产业化路线
产品已经实现工业化，拥有一条年产5000吨表面施胶剂产品的生产线，预计2011年销售产量超过3500吨，2012年销售量将达到5000吨。
产品已制定相应的企业标准，并严格按照企业标准要求进行生产、检验、包装等工序。
不同纸种、不同的抄造工艺，对表面施胶剂的性能要求各不相同，为此，表面施胶剂DS-SS根据客户和市场的不同需求，已经形成了系列产品，如DS-SS 610、DS-SS 620、DS-SS 630、DS-SS 640、DS-SS 650、DS-SS 800、DS-SS 815、DS-SS 825、DS-SS 830、DS-SS 915、DS-SS 715等。这些系列产品是在相同制造工艺路线的基础上，适当调整某些工艺参数，如反应原料的用量、反应温度等等制成，以适应不同客户和市场的需要。
应用纳米乳液型表面施胶剂能大幅度提高纸张的强度、显著改善Cobb值，有效改善平滑度、挺度及纸张的印刷适应性。有效提高纸张的性能，增加纸张的附加值，促进产品结构升级。
本产品具有稳定的原料供应商，使用客户超过30家，形成了完整的产业链。
七、市场需求和风险
本产品主要应用于纸张的表面施胶，市场前景广阔。
风险分析：
本公司能对纳米表面施胶剂进行持续的改进，不断地对竞争对手产品进行分析，确保本产品的质量与性能优于竞争对手。本公司拥有产品开发、应用、中试、工业化整个流程，能对市场需求迅速反馈、改进产品。
本公司拥有该产品相关技术的自主知识产权，并将对后续改进产品继续申请专利保护，技术风险小。
本产品目前在全国拥有超过30家客户，其中包括如山东太阳纸业股份有限公司、浙江景兴日纸纸业有限公司、无锡荣成纸业有限公司等国内著名的大型纸业公司。市场供应稳定。
本产品属于绿色环保产品，可降低能耗，减少污染，符合国家产业政策的要求。
八、经济和社会效益分析
1、经济效益分析
本产品的成本为5000元/吨，售价为6500元/吨。
本产品的生产能力在5000吨/年。预计2011年能销售3500吨，毛利约为525万元。预计2012年的销售量约为5000吨，毛利约为750万元。
2、 社会效益分析
应用纳米乳液型表面施胶剂能大幅度提高纸张的强度、显著改善Cobb值，有效改善平滑度、挺度及纸张的印刷适应性。提高纸张的附加值，促进产品的结构升级，符合纸张向高档化发展的趋势。
应用纳米乳液型表面施胶剂对纸张表面施胶代替浆内施胶，能降低能耗、减少浪费，降低对纸机系统的污染，符合清洁生产的需要。
该项目新增就业岗位30个。
九、结论
公司决策层始终站在造纸化学品发展的最前沿，及时了解国内外市场的最新动态，指导项目研发的方向。同时，公司拥有一支强大的研发团队，每年的科研投入超过销售收入的5%以上。公司设有新产品研发室、分析室、应用实验室、纸张性能检测室、印刷实验室，拥有施胶机、压光机、印刷机、油墨密度仪、电子拉力仪、高速吸塑机等纸张性能检测设备，不仅可进行公司新开发产品的性能对比，改进配方，同时还可为顾客进行产品性能检测，为顾客提高产品质量、开辟新的应用领域、拓宽新的销售渠道给予很大的帮助。
为了进一步提高产品质量和性能，满足不同客户不断变化的需求，首先需要研发、生产、销售、售后服务各部门紧密衔接，针对客户需求作出快速反应，时刻牢记销售出产品并不是公司的最终目的，只有服务好客户，才能实现真正意义上的双赢。注意收集市场信息、积极拜访客户了解客户的需求，与销售部门紧密合作了解市场最新的信息。
其次，公司与原料供应企业、产品生产企业和造纸企业紧密合作，以保证原料供应、产品的质量以及稳定的市场，根据客户需要，随时改进产品性能以以满足客户需要。
第三，公司用科学的管理方法管理生产运营，狠抓生产过程的产品质量控制，真正做到了以客户为关注焦点，根据客户要求和使用情况，不断对老产品实行技术改造，稳步提高产品质量和客户满意度，不断扩大市场份额。公司将进一步加大研发投入，根据客户要求不断改进产品性能，从市场到研发再到市场，以满足客户的需求和实现产品商品化为目标，实现良性循环。
十、项目（产品）荣誉
2007年 上海市重点新产品
2008年 国家重点新产品
2008年 上海市高新技术成果转化项目
2009年 上海市自主创新产品
2010年 第三届上海市五一巾帼创新奖
2011年 第二十三届上海市优秀发明选拔赛优秀发明铜奖
2011年 第三届上海市职工优秀技术创新成果三等奖
