CN102363938B - 表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面施胶剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)在惰性气氛如氮气气氛保护下，将阳离子醚化剂水溶液加入瓜尔胶原粉与低碳醇水溶液的混合物中，再加入碱催化剂，反应，得到阳离子瓜尔胶产品；(2)将步骤(1)的产物用酸性中和剂将体系的pH至调至1-4，加入过酸化学品反应；(3)加入粘度稳定剂，同时调节PH值到6-9反应，然后从反应产物中收集所述的表面施胶剂。本发明流动性非常好，容易分散使用，胶液细腻稳定，具有快速水合溶胀的特点，是一种理想的表面施胶剂，同时又是一种多功能湿部助剂。它适用于生产文化用纸、新闻纸、铜版纸及特种纸的各类型表面施胶。

Description

表面施胶剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纸张表面施胶剂及其制备方法。

技术背景

为了赋予纸张表面有好的平滑度和强度，人们往往通过表面施胶改姓淀粉的办法来解决，通常采用氧化淀粉，但这种淀粉与纤维亲和性差，损纸回抄时，大部分进入白水系统，使系统BOD和COD值增加，对环保非常有害，同时影响系统Zeta电位，进而影响纸机抄造，而且表面强度也不好，由于阳离子淀粉与阴离子纤维和填料有很强的吸附作用，能很好的被纤维留着；并有效减少环境污染。因此国内外争相研究适用于纸张表面施胶的阳离子淀粉。但普通的阳离子淀粉由于其粘度和稳定性等方面的原因，不能直接用于表面施胶，必须通过继续改性，以控制其粘度并保证其糊化液的稳定性。降低阳离子淀粉的粘度，通常的做法是将淀粉进行氧化，而目前普通使用次氯酸钠作为氧化剂，但次氯酸钠的反应速度缓慢，在氧化过程中造成大量可溶性糖类物质的溶出，并产生含氯致癌物质，对生产和环境都造成很大的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种表面施胶剂及其制备方法，克服已有技术所存在的不足。

本发明所述的表面施胶剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在惰性气氛如氮气气氛保护下，将阳离子醚化剂水溶液加入瓜尔胶原粉与低碳醇水溶液的混合物中，再加入碱催化剂，40-60℃反应2-4个小时，得到阳离子瓜尔胶产品，降温至25-30℃；

所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、2-二乙胺基乙基氯、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵或乙撑亚胺中的一种，加入量为瓜尔胶原粉绝干量的20-40％；

所述的低碳醇是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种，瓜尔胶原粉与低碳醇的重量比例为1∶1-2；

所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠等中的一种，加入量为瓜尔胶原粉绝干量的5～10％；

(2)将步骤(1)的产物用酸性中和剂将体系的pH至调至1-4，加入瓜尔胶绝干重的0.1-1％的过酸化学品，在40-70℃反应0.5-2个小时；

所述的酸中和剂为盐酸、冰醋酸、磷酸、硫酸等中的一种；

所述的过酸化学品为过氧乙酸、过氧硫酸或过氧磷酸，优选过氧硫酸或过氧乙酸；

(3)将步骤(2)体系降温至25-30℃，加入瓜尔胶绝干重0.1-0.5％的粘度稳定剂，同时加入碱性物质水溶液调节PH值到6-9，在25-30℃反应0.5-2个小时，然后从反应产物中收集所述的表面施胶剂；

碱性物质水溶液的重量浓度为10～30％，所述碱性物质选自氢氧化钠或碳酸钠；

所述的粘度稳定剂为醋酸乙烯酯、琥珀酸酐、二羧酸半酐或三聚磷酸钠中的一种以上，其加入量为瓜尔胶原粉的0.1-0.5％；

本发明采用多元变性技术和独特的过酸氧化工艺，对瓜尔胶进行改性。不会生成有害副作用，减少了环境危害，更重要的是粘度稳定，表面性能优异，使纸张彩印色彩更鲜艳，且大大增加与纸张的亲和力，损纸回用时几乎100％保留在纤维上。本发明的表面施胶剂，流动性非常好，容易分散使用，胶液细腻稳定；并且它具有快速水合溶胀的特点，适合以干粉或浆液的形式添加使用。在不影响纸张透气度的同时提高强度，并且它对填料和纤维都具有一定的留着作用。本发明产品是一种理想的表面施胶剂，同时又是一种多功能湿部助剂。它适用于生产文化用纸、新闻纸、铜版纸及特种纸的各类型表面施胶。

具体实施方式

实施例中，如无特别说明，组分的量均为重量份。

实施例1

(1)在装有搅拌、温度计、滴加管道和通气管道的四口烧瓶中，加入乙醇200份，通氮气，在搅拌下加入瓜尔胶原粉200份，室温下分散10分钟后，滴加阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵40份，滴加时间为15分钟，滴加完毕后，加入氢氧化钠溶液，调节溶液的PH值为11.0，加热升温至70℃，在此温度下反应两个小时后，得阳离子瓜尔胶，将体系降温至30℃；

(2)用盐酸调节溶液的PH值至4.0，取过氧乙酸0.2份加入到反应釜中与阳离子瓜尔胶混合均匀后，升温至40℃反应2个小时；

(3)将上述溶液温度降至25℃后，加入粘度稳定剂琥珀酸酐0.2份，在室温下，加入重量浓度为30％的碳酸钠溶液调节溶液的PH值6.0，反应2个小时后，离心分离、离心分离、洗涤、干燥、粉碎、过筛、包装，即得产品。

实施例2

(1)在装有搅拌、温度计、滴加管道和通气管道的四口烧瓶中，加入乙醇400份，通氮气，在搅拌下加入瓜尔胶原粉200份，室温下分散10分钟后，滴加阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵80份，滴加时间为10分钟，滴加完毕后，加入氢氧化钠溶液，调节溶液的PH值为11.5，加热升温至60℃，在此温度下反应三个小时后，得阳离子瓜尔胶，将体系降温至25℃；

(2)用盐酸调节溶液的PH值至3.0，取过氧硫酸0.4份加入到反应釜中与阳离子瓜尔胶混合均匀后，升温至50℃反应1.5个小时；

(3)将上述溶液温度降至25℃后，加入粘度稳定剂二羧酸半酐0.4份，在室温下，加入重量浓度为32％的氢氧化钠溶液调节溶液的PH值8.0，反应1.5个小时后，离心分离、离心分离、洗涤、干燥、粉碎、过筛、包装，即得产品。

实施例3

(1)在装有搅拌、温度计、滴加管道和通气管道的四口烧瓶中，加入乙醇300份，通氮气，在搅拌下加入瓜尔胶原粉200份，室温下分散10分钟后，滴加阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵70份，滴加时间为15分钟，滴加完毕后，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调节溶液的PH值为10.5，加热升温至55℃，在此温度下反应3.5个小时后，得阳离子瓜尔胶，将体系降温至30℃；

(2)用盐酸调节溶液的PH值至4.0，取过氧乙酸2份加入到反应釜中与阳离子瓜尔胶混合均匀后，升温至70℃反应0.5个小时；

(3)将上述溶液温度降至25℃后，加入粘度稳定剂琥珀酸酐1.0份，在室温下，加入25％的碳酸钠溶液调节溶液的PH值6.0，反应0.5个小时后，离心分离、离心分离、洗涤、干燥、粉碎、过筛、包装，即得产品。

实施例4

(1)瓜尔胶表面施胶剂胶液的配制：

将20份的本发明产品，在室温下分散在380份水中，在搅拌下分散后，室温下溶解1个小时，即得重量浓度为5％的施胶液；过80目网筛后，泵送至储胶桶中储存备用；

(2)上胶条件：

纸机幅宽：3150mm；纸机车速：350m/min；浆料配比：针叶木浆40％；阔叶木浆60％；填料用量：20％；施胶方式：施胶压榨；上胶浓度：5％。

(3)应用效果：

从以上实验可以看出，本发明产品溶解过程简单，与阳离子氧化淀粉相比，表面强度有更大的提高。

Claims (8)

1.表面施胶剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在惰性气氛保护下，将阳离子醚化剂水溶液加入瓜尔胶原粉与低碳醇水溶液的混合物中，再加入碱催化剂，反应，得到阳离子瓜尔胶产品；

（2）将步骤（1）的产物用酸性中和剂将体系的pH至调至1-4，加入过酸化学品反应；

（3）加入粘度稳定剂，同时加入碱性物质水溶液调节PH值到6-9反应，然后从反应产物中收集所述的表面施胶剂；

步骤（2）中，将步骤（1）的产物降温至25-30℃，用酸性中和剂将体系的pH值调至1-4，加入瓜尔胶绝干重的0.1-1%的过酸化学品，在40-70℃反应0.5-2个小时，降温至25-30℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，40-60℃反应2-4个小时，得到阳离子瓜尔胶产品。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，加入瓜尔胶绝干重0.1-0.5%的粘度稳定剂，同时加入NaOH调节PH值到6-9，在25-30℃反应0.5-2个小时。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵、2-二乙胺基乙基氯、4-氯-2-丁烯基三甲基氯化铵或乙撑亚胺中的一种，加入量为瓜尔胶原粉绝干量的20-40%；

所述的低碳醇是甲醇、乙醇或异丙醇中的一种，瓜尔胶原粉与低碳醇的重量比例为1：1-2；

所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种，加入量为瓜尔胶原粉绝干量的5～10%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酸中和剂为盐酸、冰醋酸、磷酸或硫酸中的一种；所述的过酸化学品为过氧乙酸、过氧硫酸或过氧磷酸。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的粘度稳定剂为醋酸乙烯酯、琥珀酸酐、二羧酸半酐或三聚磷酸钠中的一种以上，其加入量为瓜尔胶原粉的0.1-0.5%。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法制备的表面施胶剂。

8.根据权利要求7所述的表面施胶剂的应用，其特征在于用于纸张的表面施胶。