一、概述
造纸工业是以植物纤维为主要原料的化学加工工业。在纸的生产过程中需要加入很多种化学品，除基本化工原料（如烧碱、亚硫酸钠、硫化钠、氯和硫酸铝等）外，还需要加入一些专用化学品，如施胶剂、助留剂等，此类专用和通用化学品均具产量小、用量少、附加值大和技术密集度高等特点，属精细化工品范畴，称为造纸化学品。
随着社会进步和人类生活水平的提高，对纸张和纸制品的需求量不断加大，应用范围日益广阔，同时对纸的质量要求更加严格，这一切对造纸化学品提出了更高的要求。
随着加工纸品种和数量的不断增加，加工纸在造纸工业中将占有愈来愈重要的地位，对造纸化学品的依赖性也将更大，故发展造纸化学品的市场前景将十分广阔。
二、施胶剂的作用
施胶是造纸的一道重要工序，其目的是通过一定的工艺方法使纸张表面均匀分布一种低表面自由能的物质，形成一层憎液性膜，阻止或延缓液体对纤维的渗透和扩散，使纸或纸板具有抗拒液体（特别是水和水溶液）扩散和渗透性能。纸和纸板均由纤维组成，纤维具有亲水性，在形成纸页后，纤维之间有许多孔隙，其孔隙性能起毛细管作用。这样液滴在纸面上便会产生扩散和渗透现象，即纸张具有吸液性能。故未施胶的纸不适宜书写和印刷，且在吸湿后强度下降又会影响纸张的使用。因此许多纸种在纸浆中或纸面上加入抗水物质来减少纸页的毛细管作用及其对液体的附着作用，防止液体在纸张上的渗透和扩散。这种生产操作，在造纸行业中称之为施胶。施胶的方法分为浆内施胶和表面施胶。加进纸内后能使其具有抗液性能的物质称为施胶剂。施胶剂又可分为浆内施胶剂和表面施胶剂。浆内施胶剂是为了防止水质液体的扩散和渗透而在纸浆中添加的化学助剂，其作用在于能够改进纸对水渗透的抵抗能力，以便在纸加工操作中（如表面施胶和涂布）限制对液体的吸收，或赋予成品纸憎水性。除新闻纸和卫生纸外，绝大多数纸产品都需要添加浆内施胶剂。
三、施胶剂的开发及市场预测
当前全球范围的纸张生产企业为了解决提高纸张的质量，降低白水排放对环境的污染，提高纸机的使用寿命等问题，已经由最初的酸性造纸逐渐转为中碱性造纸。尽管国内的绝大多数纸厂仍采用酸性抄纸技术，但中碱性造纸的诸多优点以及日益重视的环保要求，已促使越来越多的厂家开始重视中碱性造纸技术。
据报载，美国和日本等发达国家使用中碱性施胶剂已达80% ～ 90%。近年来，有不少国外中碱性施胶剂产品打入国内市场，但因售价较高，一般企业很难接受。目前国内采用中碱性施胶剂的企业还不到30%。
针对我国造纸助剂品种少、产品老、质量差、用量大及配套化工原料不足的情况，为抓住我国加入WTO带来的商机，迅速赶上世界先进水平，缩小我国造纸化学品与世界先进产品的技术差距，我院近年来在国内率先开发成功系列造纸用施胶剂技术。如能替代传统皂化松香胶及强化松香胶的XC-1酸性分散松香胶后又开发成功XC-2中性分散松香胶，用这两种技术生产的施胶剂产品已有许多纸厂使用，最近我院在原有的施胶剂基础上借鉴国外先进经验，参照国外同类产品的技术指标，对其进行技术研究改进、技术创新。经近一年半的努力，终于研制开发成功了适合国内造纸行业实际生产情况的最新产品，技术指标可与国外产品相媲美的、也具有自主知识产权的新一代中碱性造纸施胶剂——XC—3新型三合一中碱性造纸用施胶剂。该产品经多家纸厂试用，各项指标均达到国外同类产品的先进水平，且成本大为降低，在提高纸张质量的同时，又可延长纸机的使用寿命，降低白水的排放。
我国是造纸大国，据初步统计我国现有大小造纸企业达3000余家，造纸工业在整个国民经济中起着重要的作用。2001年我国纸和纸板的产量已达3200万吨，居世界第三位。预计2010年将达到4000万～4500万吨。每年约需造纸化学品30万吨至50万吨。另外废纸再生工程和各种化机浆配抄优质纸的生产过程中，更需要加入各种化学品以提高质量。仅施胶剂用量按年造纸总量3200万吨，其中需要施胶剂的纸品占一半以上，按施胶剂在纸浆内用量1%计，每年全国需用施胶剂在16万吨以上。如一个中型造纸厂年产纸品10万吨计，就需用施胶剂量约1000吨左右，用本产品可为该造纸企业年节省资金100-200万元。设计一个年产1500吨的施胶剂生产厂，也只能满足本省一两个纸厂的需求。用本技术生产的施胶剂质量、工艺和环保方面属于国内领先地位，而该施胶剂的用户均为造纸厂，此产品的市场变化很小，市场发展空间很大。
四、XC-3新型三合一中碱性施胶剂与其它施胶剂相比优缺点
XC—3新型三合一中碱性施胶剂是通过多种阳离子高分子材料经特殊工艺共聚而成，是目前国内外最新型的施胶产品用该技术工艺生产的XC-3新型三合一中碱性施胶剂与目前常用性能较好的施胶剂如AKD及其它中性施胶剂相比有以下特点：XC—3新型三合一中碱性施胶剂在施胶过程中不用借助双元助剂如（阳离子淀粉和聚丙烯酰胺），或其它单元助留剂等体系，因此无需淀粉糊化和聚丙烯酰胺溶解装置，可相应减少人力和能源的消耗，降低纸厂设备投资和节省造纸成本，所以本产品称之为三合一中碱性施胶剂。产品施胶工艺简单、性能稳定，上网PH值可在6-9之间抄造，可减少设备腐蚀，延长网布，毛毯使用寿命。本产品自身带有阳电荷，在施胶过程中能很好与浆料中的细小纤维，填料等结合再通过自身阳离子基团的作用下让浆中的细小纤维与长纤维形成均匀而紧密的结合在一起，从而降低抄造中的细小纤维流失，节省浆耗降低吨纸成本，又可大大降低白水浓度，减少白水带来的处理费用及环境污染等问题。用本产品施胶的纸张不但白度好而且可用碳酸钙作为填料，因此提高纸张强度、抗水抗油、适应性强、耐黄变性好、减少掉粉和降低荧光增白剂用量等优点。XC—3新型三合一中碱性施胶剂的研究成功，是替代AKD施胶剂的最佳产品，也是目前国内外的最新施胶产品。
五、XC—3新型三合一中碱性造施胶剂与现用施胶剂成本比较
（一）以全苇浆作胶印书刊纸为例（按吨绝干浆用量计）：
（1） 酸性松香施胶剂：
酸性松香施胶剂14kg×4元/kg=56元、硫酸铝60kg×0.65元/kg=39元
酸性松香施胶剂综合成本：56+39=95元
（2） 中性松香施胶剂：
中性松香施胶剂10kg×4.5元/kg=45元、硫酸铝25kg×0.65元/kg=16.25元
阳离子淀粉10kg×4.5元/kg=45元、中性松香施胶剂综合成本106元
（3） AKD中性施胶剂：
AKD中性施胶剂14kg×5元/kg=70元、阳离子淀粉13kg×4.5元/kg=58.5元
聚丙烯酰胺0.25kg×65元/kg=16.25元，AKD中性施胶剂综合成本144.75元
（4） XC-3新型三合一中碱性施胶剂：
XC-3新型三合一中碱性施胶剂25kg×5元/kg=125元。
（二）以上施胶剂对比及经济效益分析如下：
XC-3新型三合一中碱性施胶剂与酸性松香施胶费用之差125元-95元=30元；与中性松香施胶剂费用之差125元-106元=19元；与AKD中性施胶剂费用之差125元-144.75元=-17.9元（节省）。虽然表面看用XC-3新型三合一中碱性施胶剂与松香施胶剂的使用成本每吨要差19—30元，但采用XC-3新型三合一中碱性施胶剂后有着上述松香施胶剂无法比拟的优越性，用XC—3新型三合一中碱性施胶剂可提高纤维留着率15%以上，节约浆耗4%以上，就这一项节约成本120元左右。再从提高纸品质量、售价、降低能耗、改善白水对环境的污染、提高纸机运行性能等优点。从上述各项综合成本来看，反而比普通松香施胶剂要下降成本90—100元/吨。使用XC—3新型三合一中碱性施胶剂不但可以取代AKD施胶剂外，还取代传统的松香施胶剂。用该技术生产的XC—3新型三合一中碱性施胶剂，更会给企业带来明显的经济效益和社会效益。
六、XC—3新型三合一中碱性造纸用施胶剂的技术指标
外 观
乳白色液体
固含量
＞10%
PH 值
4.0±1
离子性
阳离子
分散性
冷水易分散
涂-4粘度
50-80S
比 重
＞1（25℃）
七、投产条件
1．生产规模（可大可小）：如设计年产1500吨
2．主要设备：高速乳化反应釜，冷却器，过滤机等，设备投资8—15 万元。
3．装机容量50KW。
4．流动资金：根据实际需要而定。
5．厂房要求：生产车间150M2，包装车间50M2，检验室20M2，仓库100M2 ，共计320M2。
6．水电消耗情况：每吨产品需耗水2吨，耗电50度。
7．生产人员：共需6人，其中生产人员4人，其它2人。
八、经济效益分析
本产品每吨原材料成本2700元，综合成本每吨3145.6元，出厂价每吨5000元，设计年产1500吨，年利润278万元，年利税323万元，本产品具有较高的附加值和较好的经济效益。
九、合作方式
该项技术可进行技术合作或技术转让，具体条件面商。
单位：武汉现代工业技术研究院
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