CN101949108B

CN101949108B - 聚乙烯亚胺改性akd施胶剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101949108B
Application number: CN 201010524102
Authority: CN
Inventors: 田成杰; 李端; 李伯平; 于庆海; 吴连海
Original assignee: TIANJIN AODONG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: TIANJIN AODONG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN101949108A

Abstract

本发明涉及一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂制备方法，在65-90℃搅拌反应2小时，按重量份数比CTA 1、阳离子淀粉0.8-1.4，合成反应制备获得阳离子乳化剂，PH值用甲酸调节为5；经融化釜加热融化AKD原粉（烷基烯酮二聚体）1份，在65-85℃下搅拌融化；在所得乳化剂0.8-1.2与AKD原粉1份，放入乳化合成釜内，高剪切搅拌加入聚乙烯亚胺0.015-0.03、戊二醛0.002-0.005份、热水，进行0.8-2小时。有益效果：比传统熟化时间减少80%以上，从72小时减少到4-8小时，扩展了AKD胶在低定量机内涂布纸的使用，AKD胶水解现象得到解决。吨纸施胶添加量减少25-30%。

Description

聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂及其制备方法

技术领域

本发明属于造纸用化学品施胶剂，尤其涉及一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂及其制备方法。

背景技术

中性施胶剂AKD胶是造纸上最为广泛应用的纸张抗水剂，AKD胶以烷基烯酮二聚体、阳离子淀粉及季铵盐类醚化剂为主要原料制造。AKD胶是一种与纤维反应型的施胶剂，在中碱性条件下，其反应性官能团能够和纤维上的羟基发生反应形成共价键而固着在纤维上，在纤维表面形成稳定的薄膜。AKD的化学结构具有的两个特点：一是，两个长链憎水官能团赋予AKD胶具有良好的疏水性；二是，内酯环与纤维素上羟基反应可产生抗水性，从而达到施胶抗水的目的。但是，其内酯环也能与水反应，生成无施胶作用的水解物，对施胶效果产生影响，导致AKD胶在纸张抄造过程有水解现象造成白水系统浓度加大，导致造纸过程中施胶剂用量偏高及施胶滞后反应时间过长的现象产生。在潮湿天气下纸张还存在易吸潮回潮，形成退胶退强等技术缺陷。尤其在现今环保节能减排政策条件下，严格控制水的用量生产条件下，采用封闭循环水造纸致使水质的浓缩数倍增加，抄造系统水中的阴离子垃圾及金属离子（电导率）增加。目前，人们为了提高施胶效能，普遍采用以添加硫酸铝，提高Zeta电位来满足施胶效果，起到一定作用，不能完全克服上述多项缺陷。硫酸铝会腐蚀设备，同时对庞大的循环水系又增添了酸根负荷，抄造环境系统形成恶性循环。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂及其制备方法，采用聚乙烯亚胺（PEI）和交联剂与AKD交联聚合反应，生成大分子聚合物。提高了耐高温缩短纸张熟化时间；克服了纸页的退强现象与自留着功能，解决纸张下机吸潮退胶现象产生，使AKD胶更具备稳定性能。中性抄纸时可不用硫酸铝，减少设备腐蚀，降低白水系统浓度，提高白水使用率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂，其特征在于，以聚乙烯亚胺和交联剂对AKD乳液进行改性，改性AKD施胶剂主要原料，按重量份数， N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8-1.4份，制备获得乳化剂；制备的乳化剂0.8-1.2份、烷基烯酮二聚体1份、聚乙烯亚胺0.015-0.03、戊二醛0.002-0.005份制备AKD施胶剂成品。

聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤：

（1）经醚化反应釜反应合成乳化乳化剂，在65-90℃搅拌反应2小时，按重量份数比N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8-1.4份，合成反应制备获得阳离子乳化剂，PH值用甲酸调节为5；

（2）经融化釜加热融化AKD原粉（烷基烯酮二聚体）1份，在65-85℃下搅拌融化；

（3）第一、第二步物料经合成反应釜乳化、交联改性制备AKD施胶剂乳液成品，在上述第一步所得乳化剂0.8-1.2与第二步所得一份物料，放入乳化合成釜内，高剪切搅拌加入聚乙烯亚胺0.015-0.03、戊二醛0.002-0.005份、按所需固含量比例添加热水，进行乳化交联改性0.8-2小时。反应结束后经高压均质，再经快速冷却搅拌，即得交联改性AKD施胶剂，用甲酸调节PH值3-5。

有益效果：比传统AKD胶熟化时间减少80%以上，大大缩短熟化时间，从72小时减少到4-8小时，扩展了AKD胶在低定量机内涂布纸的使用，AKD胶水解现象得到解决。吨纸施胶添加量减少25-30%，降低施胶直接成本及综合成本。比传统AKD施胶剂抄纸后降低环压强度约5-8%，本发明改性AKD胶抄纸后环亚强度不降低，起到辅助增强作用。稳定性好，可适于大型高速纸机应用，减少了助留助滤过程助剂的添加量。改变了传统AKD胶只适合浆内施胶的局限。用于表面施胶可比浆内施胶降低大约50%左右的吨纸添加量，抄造施胶成本大幅下降。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例1

一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂，以聚乙烯亚胺和交联剂对AKD乳液进行改性，改性AKD施胶剂主要原料，按重量份数， N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8份，制备获得乳化剂；制备的乳化剂0.8份、烷基烯酮二聚体1份、聚乙烯亚胺0.015、戊二醛0.005份制备AKD施胶剂成品。

聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂的制备方法，按以下步骤：

（1）经醚化反应釜反应合成乳化乳化剂，在65-90℃搅拌反应2小时，按重量份数比N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8份，合成反应制备获得阳离子乳化剂，PH值用甲酸调节为5；

（3）第一、第二步物料经合成反应釜乳化、交联改性制备AKD施胶剂乳液成品，在上述第一步所得乳化剂0.8-1.2与第二步所得一份物料，放入乳化合成釜内，高剪切搅拌加入聚乙烯亚胺0.015、戊二醛0.005份、按所需固含量比例添加热水，进行乳化交联改性0.8-2小时。反应结束后经高压均质，再经快速冷却搅拌，即得交联改性AKD施胶剂，用甲酸调节PH值3-5。

实施例2

一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂，以聚乙烯亚胺和交联剂对AKD乳液进行改性，改性AKD施胶剂主要原料，按重量份数， N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉1.4份，制备获得乳化剂；制备的乳化剂1.2份、烷基烯酮二聚体1份、聚乙烯亚胺0.03、戊二醛0.002份制备AKD施胶剂成品。

聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂的制备方法，按上述原料比例及实施例1的步骤制成。

实施例3

一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂，以聚乙烯亚胺和交联剂对AKD乳液进行改性，改性AKD施胶剂主要原料，按重量份数， N-(3氯-2羟丙基)N₁N₁N三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉1份，制备获得乳化剂；制备的乳化剂1份、烷基烯酮二聚体1份、聚乙烯亚胺0.01 、戊二醛0.003份制备AKD施胶剂成品。

原理：聚乙烯亚胺是一种高阳电荷聚合物，聚乙烯亚胺与AKD交联聚合后，使其分子链具备三维网络状结构，使之提高了耐高温缩短纸张熟化时间，以聚乙烯亚胺特有的亲水亲油官能团，含有高阳离子点和密度，具有增强及助留助滤特性，使改性AKD胶克服了纸页的退强现象与自留着功能，解决纸张下机吸潮退胶现象产生，使AKD胶更具备稳定性能。另外，使用改性后的AKD胶中性抄纸可不用硫酸铝，减少设备腐蚀，降低白水系统浓度，提高白水使用率，减少胶料流失，降低AKD胶吨纸添加量，降低打浆度，节约水资源及动力耗费，大大降低造纸生产成本。添加聚乙烯亚胺及交联剂，在乳化釜加入热水，经高剪切搅拌后，过高压均质，快速冷却搅拌。最终生成烷基烯酮二聚物与聚乙烯亚胺交联化合物，即改性AKD施胶剂。改性AKD胶特点是高分子链链上具有三维网络状结构，具备了传统AKD胶所不具备的功能特性。

实验数据

本发明采用上述实施例所得改性AKD施胶剂进行批量实验，用于高强瓦楞纸表面施胶，吨纸添加量为1.5-3公斤，浆内施胶3-6公斤。以浆内施胶为例，比用不改性AKD施胶剂相比降低用量35%以上，熟化时间缩短到4-6小时。经全部实验数据统计计算，本发明改性的AKD施胶剂，由于用量少，降低造纸施胶成本20-25元/吨纸，并且由于采用了聚乙烯亚胺材料，更赋予了纸张很好的表面强度及环压强度，并解决了纸张下机难以检测的缺陷。目前市场反应很好，收到用户的肯定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂，其特征在于，以聚乙烯亚胺和交联剂对AKD乳液进行改性，改性AKD施胶剂主要原料，按重量份数， 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8-1.4份，制备获得乳化剂；制备的乳化剂0.8-1.2份、烷基烯酮二聚体1份、聚乙烯亚胺0.015-0.03份、戊二醛0.002-0.005份制备AKD施胶剂成品。

2.一种聚乙烯亚胺改性AKD施胶剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤：

（1）经醚化反应釜反应合成乳化剂，在65-90℃搅拌反应2小时，按重量份数比3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺（CTA）1份、阳离子淀粉0.8-1.4份，合成反应制备获得阳离子乳化剂，pH值用甲酸调节为5；

（3）第一、第二步物料经合成反应釜乳化、交联改性制备AKD施胶剂乳液成品，在上述第一步所得乳化剂0.8-1.2份与第二步所得1份物料，放入乳化合成釜内，高剪切搅拌加入聚乙烯亚胺0.015-0.03份、戊二醛0.002-0.005份、按所需固含量比例添加热水，进行乳化交联改性0.8-2小时，反应结束后经高压均质，再经快速冷却搅拌，即得交联改性AKD施胶剂，用甲酸调节pH值3-5。