CN101736651A - 一种akd乳液施胶剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AKD乳液施胶剂的制备方法，其步骤为：将锂皂石纳米粒子用去离子水润湿、分散，放置一定时间制得锂皂石胶体，同时将小分子胺溶于水中配制成水溶液；在锂皂石胶体中加入小分子胺溶液并用稀酸调节胶体的pH值，将该胶体加热到AKD的熔点以上备用；加热AKD使之熔融，在机械搅拌的作用下，将上述加热的锂皂石胶体与熔融的AKD混合、乳化得稳定的AKD乳液。该方法不仅乳化剂用量少、乳化工艺简单、完全不使用传统表面活性剂，而且所得乳状液的施胶效率可得到大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种AKD乳液施胶剂的制备方法，具体涉及一种用无机纳米粒子锂皂石与低分子胺类联合作为乳化与稳定剂制备稳定AKD乳液并用作造纸施胶剂的方法。
背景技术
AKD为烷基烯酮二聚体的简称，在常温下为蜡状固体，不溶于水，经乳化分散形成O/W型乳液才能作为施胶剂在造纸中应用。同时，AKD是一种纤维素反应型施胶剂，在纸机干燥部的加热条件下可与纤维素纤维反应形成酮基酯衍生物，并定位在纤维上，疏水端面向纤维的表面形成疏水层，具有优异的防水性，是一种高效施胶剂。
由于AKD反应活性较高、遇水易分解，AKD乳液的制备不仅需要解决乳化的问题，而且需要考虑乳液的水解稳定性和施胶问题。乳化剂的选择是制备优质AKD乳液最关键的因素，考虑到常规表面活性剂对AKD施胶的不利影响，目前一般是以阳离子淀粉(CS)和木素磺酸钠作为AKD的乳化剂，由于阳离子淀粉需要先经糊化、冷却之后再使用，且其电荷密度相对较低、分子量较大，不仅制备工艺复杂、用量大，也限制了AKD乳液有效浓度的提高，并需要使用大量的杀菌剂，AKD乳液的稳定性和施胶效果也较差。新型的AKD乳液采用聚胺型阳离子树脂作为乳化剂，使乳液的稳定性和施胶性能明显提高，但存在的问题是它对荧光增白剂的影响较大，使荧光增白剂的用量大大增加。因此，发展高效AKD的乳化体系、减少乳化剂用量和AKD的水解是造纸工业降低AKD施胶成本、提高AKD施胶效率的重要途径。
美国专利US5627224公开了一种用阳离子淀粉乳化AKD、用聚合铝化合物稳定AKD乳液的方法。为了获得更稳定的AKD乳状液，此方法需加入相当于2.8％Al2O3的聚合铝化合物，虽然增加了乳液的稳定性，但仍不能有效阻止AKD的水解，且乳化剂的用量太高，约为AKD的15％。《中国造纸》2009年第2期第60页报道了用无皂乳液聚合的苯丙聚合物乳化AKD的方法，虽然苯丙聚合物可在AKD界面上形成良好的界面膜，但是至少需要加入18％的量才能获得适当施胶效率和施胶效果的AKD乳状液。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种AKD乳液施胶剂的制备方法，该方法不仅乳化剂用量少、乳化工艺简单、完全不使用传统表面活性剂，而且所得乳状液的施胶效率可得到大幅度提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种AKD乳液施胶剂的制备方法，其特征是将锂皂石与低分子胺作为乳化剂乳化AKD制得稳定的AKD乳液施胶剂，包括以下步骤：
(1)将锂皂石用去离子水润湿、分散、静置，制得锂皂石胶体；
(2)将小分子胺配制成水溶液，加入到上述锂皂石胶体中调节锂皂石纳米粒子相对AKD与水的润湿性；
(3)用酸将步骤(2)胶体的pH调为5～8，然后将该胶体加热到55～90℃备用；
(4)将AKD加热至熔融，在搅拌的作用下，将上述加热的锂皂石胶体与熔融的AKD混合、乳化，冷却后即得稳定的O/W型AKD乳液施胶剂；
其中，小分子胺与锂皂石的质量比为1∶2～100，锂皂石与AKD的质量比为1∶20～100，AKD与步骤(1)、(2)中加入水的总量的质量比为1∶2～10。
所述的AKD为AKD蜡，为常温下以固态形式存在的的未经乳化的各种用于造纸施胶的AKD工业产品，熔点一般为45～53℃，在市场上可以买到。作为造纸施胶的有效成分，AKD与步骤(1)、(2)中加入水的总量的质量比一般在1∶2～10之间，优选的比例为1∶3～4。
所述的锂皂石为人工合成的锂蒙脱石类粘土矿物，在市场中可以买到。其结构和组成与天然锂蒙脱石类似，但纯度高，单分散性好，其粒度极细，锂皂石无机纳米粒子粒径远远小于普通蒙脱石，单个结晶体为圆盘状，直径25～30nm，厚度约为1nm，而且其阳离子交换能力也比蒙脱石高，因此，其比表面积远远大于一般的蒙脱石，并具有较高的负电荷，分散于水中即成为胶体。在本发明中作为制备AKD乳状液的主体乳化剂，锂皂石与AKD施胶剂的质量比例为1∶20～100，更优选的比例为1∶25～50。
所述的小分子胺为3～5个碳的胺，即正丙胺、正丁胺和正戊胺及其异构体；小分子胺与锂皂石的比例为1∶2～100，更优选的比例为1∶10～50。
所述的稀酸是指盐酸、硫酸、硝酸、醋酸等任何可以将锂皂石胶体pH值从碱性调节到酸性的无机或有机酸中的一种。合适的pH值是指pH 5～8的范围，更为优选的pH值为6～7。
在本发明所述的AKD乳液的制备方案中，将锂皂石胶体的温度加热到55～90℃，更为优选的是加热到65～75℃；将AKD乳化一般是50～85℃，更为优选的方案是60～70℃。
在本发明所述的AKD乳液的制备方案中，锂皂石胶体与熔融AKD的混合既可是在搅拌作用下将熔融的AKD加到锂皂石胶体中，也可是将锂皂石胶体在搅拌下加入到熔融的AKD中，但优选的是将锂皂石胶体加入到熔融的AKD中。
在本发明所述的AKD乳液的制备方案中，机械搅拌作用可由任何一种搅拌设备或机械剪切设备提供，要求搅拌速度在2000～15000转/分之间，最好控制在5000～12000转/分之间，搅拌时间1～15分钟，更优选的方案是3～10分钟，以为熔融的AKD在水中较为均匀地分散成乳状液提供足够的能量。
本发明利用具有适当润湿性能的固体微粒可在油水界面上形成连续颗粒膜从而可限制油滴与水接触的原理，利用小分子胺调节无机纳米粒子的润湿性能，以适当润湿性能的无机纳米粒子乳化AKD，制得了稳定的AKD乳液造纸施胶剂。
本发明的有益效果是：制备工艺简单、乳化剂用量少、不需要添加任何表面活性剂，所制备的AKD乳状液稳定性好、液滴直径小、施胶效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，并不构成对本发明的任何限制。除另有指明，实施例中的所有份数均以重量计。
实施例1
乳化剂的制备：将5份锂皂石分散在245份去离子水中，放置48小时后，获得250份锂皂石胶体；同时取2.5份正丙胺溶于622.5份去离子水中，获得625份正丙胺溶液；将625份正丙胺溶液加到上述250份锂皂石胶体中并加去离子水125份，混合均匀后，用醋酸调节溶液pH值为6，加热至55℃备用。
AKD的乳化：称取熔点为45～47℃的商品AKD100份，加热熔融，并保持温度为50℃；将上述制备的经预热的乳化剂加入熔融的AKD中，利用高速搅拌器于2000r/min转速下搅拌乳化15分钟，冷却后，获得均一乳白色AKD乳液，固含量约为10％，乳液平均粒度1～3μm。
浆内施胶效果：取100份阔叶木浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入0.8份固含量12.5％的聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)溶液，加入4份上述AKD乳液，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，并经105℃熟化10min后，利用液体渗透法(GB/T5405-2002)测得手抄片施胶度为53s。
实施例2
乳化剂的制备：将3份锂皂石分散在147份去离子水中，放置48小时后，获得150份锂皂石胶体；同时取0.3份正丁胺溶于74.7份去离子水中，获得75份正丁胺溶液；将以上150份锂皂石胶体与75份正丁胺溶液混合均匀，加水75份，用浓盐酸调节溶液pH值为7，加热至75℃备用。
AKD的乳化：称取熔点为48～50℃的商品AKD100份，加热熔融并保持温度为65℃，将上述制备并经加热的乳化剂加入熔融的AKD中，利用高剪切乳化机于11000r/min转速下剪切乳化3分钟，冷却后获得均一稳定的乳白色AKD乳液，固含量约为25％，乳液平均粒度1～2μm，乳液在3000r/min下离心10min无变化，无相体析出，无破乳现象。
浆内施胶效果：取100份针叶木浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入含1.6份固含量12.5％的PAE溶液，加入0.6份上述AKD乳液，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，并经105℃熟化10min后，利用液体渗透法(GB/T5405-2002)测得手抄片施胶度为67s。
实施例3
乳化剂的制备：将1份锂皂石分散在99份去离子水中，放置48小时后，获得100份锂皂石胶体；同时取0.01份正戊胺溶于2.5份去离子水中，获得2.51份正戊胺溶液；取以上100份锂皂石胶体，加入含2.51份正戊胺溶液混合均匀，并加水97.5份，用1M硫酸调节溶液pH值为8，加热乳化剂至85℃备用。
AKD的乳化：称取熔点为48～50℃的商品AKD100份，加热熔融至75℃后，直接加入到上述准备好的乳化剂中，利用剪切乳化机于15000r/min转速下剪切乳化1分钟，冷却后获得均一乳白色AKD乳液，固含量约为33％，乳液平均粒度3～5μm，乳液在3000r/min离心10min无变化，无相体析出，无破乳现象。
浆内施胶效果：取100份麦草浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入含2.4份固含量12.5％的PAE溶液，加入0.5份上述AKD乳液，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，并经105℃熟化10min后，利用液体渗透法(GB/T5405-2002)测得手抄片施胶度为42s。
实施例4
乳化剂的制备：将3份锂皂石分散在247份去离子水中，放置48小时后，获得250份锂皂石胶体；同时取0.3份异丙胺溶于74.7份去离子水中，获得75份异丙胺溶液；将以上250份锂皂石胶体与75份异丙胺溶液混合均匀，加水75份，用2M硝酸调节溶液pH值为5，加热至90℃备用。
AKD的乳化：称取熔点约为53℃的商品AKD100份，加热熔融并保持温度为85℃，将上述制备并经预热的乳化剂加入熔融的AKD中，利用高剪切乳化机于10000r/min转速下剪切乳化9分钟，冷却后获得均一稳定的乳白色AKD乳液，固含量约为25％，乳液平均粒度1～2μm，乳液在离心机下离心(转速3000r/min)10min无变化，无相体析出，无破乳现象。
浆内施胶效果：取100份杨木漂白热磨机械浆浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入含1.6份固含量12.5％的PAE溶液，加入0.8份上述AKD乳液，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，并经105℃熟化10min后，利用液体渗透法(GB/T5405-2002)测得手抄片施胶度为103s。
实施例5
乳化剂的制备：将2份锂皂石分散在298份去离子水中，放置48小时后，获得300份锂皂石胶体；同时取0.04份仲丁胺溶于10份去离子水中，获得10.04份异丙胺溶液；将以上300份锂皂石胶体与10.04份仲丁胺溶液混合均匀，加水260份，用1M硫酸调节溶液pH值为7，加热至80℃备用。
AKD的乳化：称取熔点约为53℃的商品AKD100份，加热熔融并保持温度为70℃，直接加入到上述准备好的乳化剂中，利用高剪切乳化机于6000r/min转速下剪切乳化8分钟，冷却后获得均一稳定的乳白色AKD乳液，固含量约为15％，乳液平均粒度1～μm，乳液在离心机下离心(转速3000r/min)10min无变化，无相体析出，无破乳现象。
浆内施胶效果：取50份针叶木浆和50份阔叶木浆分散在9900份水中，分散均匀后，加入2份固含量12.5％的PAE溶液，加入1份上述AKD乳液，混合均匀后形成纸料，并通过快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60g/m2的手抄片，并经105℃熟化10min后，利用液体渗透法(GB/T5405-2002)测得手抄片施胶度为70s。
Claims (7)
1.一种AKD乳液施胶剂的制备方法，其特征是将锂皂石与低分子胺作为乳化剂乳化AKD制得稳定的AKD乳液施胶剂，包括以下步骤：
(1)将锂皂石用去离子水润湿、分散、静置，制得锂皂石胶体；
(2)将小分子胺配制成水溶液，加入到上述锂皂石胶体中调节锂皂石纳米粒子相对AKD与水的润湿性；
(3)用酸将步骤(2)胶体的pH调为5～8，然后将该胶体加热到55～90℃备用；
(4)将AKD加热至熔融，在搅拌的作用下，将上述加热的锂皂石胶体与熔融的AKD混合、乳化，冷却后即得稳定的O/W型AKD乳液施胶剂；
其中，小分子胺与锂皂石的质量比为1∶2～100，锂皂石与AKD的质量比为1∶20～100，AKD与步骤(1)、(2)中加入水的总量的质量比为1∶2～10。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述小分子胺为正丙胺、正丁胺、正戊胺或它们的异构体。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是：步骤(3)中pH为6～7，温度为65～75℃。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(4)中锂皂石胶体与熔融AKD的混合是：在搅拌作用下将锂皂石胶体加入到熔融的AKD中。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤(4)乳化温度为50～85℃，搅拌速度为2000～15000转/分，搅拌时间为1～15分钟。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：步骤(4)乳化温度为在60～70℃，搅拌速度为5000～12000转/分，搅拌时间为3～10分钟。
7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的制备方法，其特征是：小分子胺与锂皂石的质量比为1∶10～50，锂皂石与AKD的质量比为1∶25～50，AKD与步骤(1)、(2)中加入水的总量的质量比为1∶3～4。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942780A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 山东轻工业学院 | 一种akd乳液施胶剂的制备方法 |
| CN103790070A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-05-14 | 齐鲁工业大学 | 一种改性锂皂石与海藻酸钠协同稳定的akd乳液施胶剂及制备方法 |
| CN104153244A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-19 | 华南理工大学 | 一种磁性复合体颗粒乳化的造纸表面施胶剂及其制备方法 |
| CN104831582A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-12 | 青岛科技大学 | 一种非离子固体乳化剂制备akd中性表面施胶剂的制备方法 |
| CN105696417A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-06-22 | 齐鲁工业大学 | 一种无表面活性剂的akd乳液的制备方法 |
| CN105908567A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-31 | 齐鲁工业大学 | 一种无表面活性剂烷基烯酮二聚体乳液的制备方法 |
| CN108425275A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-08-21 | 齐鲁工业大学 | 一种akd纸张施胶剂的制备方法及其产品 |
| CN108978345A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-11 | 民丰特种纸股份有限公司 | 一种无透明点格拉辛纸的生产方法 |
| CN109403131A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-03-01 | 青岛科技大学 | 一种akd乳液的制备方法 |
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942780B (zh) * | 2010-09-15 | 2011-09-07 | 山东轻工业学院 | 一种akd乳液施胶剂的制备方法 |
| CN101942780A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 山东轻工业学院 | 一种akd乳液施胶剂的制备方法 |
| CN103790070A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-05-14 | 齐鲁工业大学 | 一种改性锂皂石与海藻酸钠协同稳定的akd乳液施胶剂及制备方法 |
| CN103790070B (zh) * | 2013-12-23 | 2016-04-20 | 齐鲁工业大学 | 一种改性锂皂石与海藻酸钠协同稳定的akd乳液施胶剂及制备方法 |
| CN104153244B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-10-05 | 华南理工大学 | 一种磁性复合体颗粒乳化的造纸表面施胶剂及其制备方法 |
| CN104153244A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-19 | 华南理工大学 | 一种磁性复合体颗粒乳化的造纸表面施胶剂及其制备方法 |
| CN104831582A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-12 | 青岛科技大学 | 一种非离子固体乳化剂制备akd中性表面施胶剂的制备方法 |
| CN105696417A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-06-22 | 齐鲁工业大学 | 一种无表面活性剂的akd乳液的制备方法 |
| CN105908567A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-31 | 齐鲁工业大学 | 一种无表面活性剂烷基烯酮二聚体乳液的制备方法 |
| CN105696417B (zh) * | 2016-04-26 | 2017-09-19 | 齐鲁工业大学 | 一种无表面活性剂的akd乳液的制备方法 |
| CN108425275A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-08-21 | 齐鲁工业大学 | 一种akd纸张施胶剂的制备方法及其产品 |
| CN108425275B (zh) * | 2018-04-25 | 2020-05-01 | 齐鲁工业大学 | 一种akd纸张施胶剂的制备方法及其产品 |
| CN108978345A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-11 | 民丰特种纸股份有限公司 | 一种无透明点格拉辛纸的生产方法 |
| CN109403131A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-03-01 | 青岛科技大学 | 一种akd乳液的制备方法 |
| CN109403131B (zh) * | 2018-09-29 | 2021-11-02 | 青岛科技大学 | 一种akd乳液的制备方法 |
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