CN103103878A - 一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂及其制备方法，将5-20田菁胶、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16阳离子单体，加入800-900kg水溶液中，加入酸调至pH3-4，温度至80-90℃，反应1-3小时；将2-14交联剂、0.1-10引发剂、1-10硬酯胶，加入步骤1制成的溶液中，加入酸调至pH3-4，温度至80-90℃，反应1-3小时，加入浓度40-80％硫酸铝水溶液100，搅拌出料，即得。有益效果：以植物胶与合成高分子化合物进行溶乳阳离子化，再进行交联接技共聚制备的施胶剂，具有与纤维发生反应构成共价健的功能；可以缩短施胶过程的熟化时间，明显提高纸张的抗水性和强度。
Description
技术领域
本发明属于造纸施胶剂，尤其涉及一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂及其制备方法。
背景技术
目前造纸用施胶剂均以石油化学工业为主要原料，石油资源现已被耗费短缺是不可再生资源，又是非常不易分解氧化污染源。而且是以资源能耗转化消耗过程，在能源大量耗费过程中，产生大量废水、废气、废渣。所得的制品，其作用是与纸张纤维分子结合，主要依赖氢键、共价键等，产生施胶功能。施胶效果稳定性也存在问题，如受环境的湿度，温度影响较大，并且在产品的稳定性方面，以及存在应用施胶过程中易流失损耗等缺陷。为此，人们进行了长期的探索提出各种条件的技术方案，选择不同种类的高分子聚合物与天然高分子聚合物，进行多组分聚合物各种类型的技术探索。申请号201010524025公开了一种造纸用生植物胶施胶剂的制备方法,其特征是:将明胶0.2-0.6、3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵0.01-0.06、余量水,搅拌1-2小时,制得溶解的中间体A;将田菁胶3-5、瓜尔胶1-3、余量水溶液中搅拌20分钟,再加入三聚氰胺乙二醛树脂0.8-2.5、六亚甲基四胺0.008-0.06,得至中间体B;将中间体A加入中间体B溶液中,加入20%浓度的铝酸钠溶液2-4,搅拌0.5小时。采用生植物胶和功能化助剂胺基高分子化合物反应得到的阳离子高分子聚合物作为乳化剂提高了施胶剂和纤维施胶、淀粉三者之间的结合能力,加快了纸张施胶过程的熟化速度和施胶效果,可满足中速纸机的特殊要求。经中试生产，造纸厂家提出该产品还不能满足纸机快熟化的要求，因此作为商品推广还存在一定缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂及其制备方法，可以大大缩短施胶过程的熟化时间，满足纸机快熟化的要求，并明显提高纸张的抗水性与纸张物理强度。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，包含如下组分，按重量份数计，
田菁胶5-20、聚氧乙烯2-16、聚乙二醇0.2-20、阳离子单体4-16、交联剂2-14、引发剂0.1-10、硬酯胶1-10、浓度40%-80%的硫酸铝水溶液100。
所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种或两种任意混合。
所述的交联剂为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯中的一种或两种混合。
所述的聚乙二醇的分子量为100-8000。
所述的酸为盐酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一种。
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种混合。
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂的制备方法，其特征在于，其制备方法包括如下述步骤：
1）制备阳离子田菁胶溶液：
按重量份数，将5-20田菁胶、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16阳离子单体，加入800-900，去离子水溶液中，加入酸调整溶液酸度至pH3-4，温度为80-90℃，反应1-3小时，得阳离子田菁胶溶液；
2）制备阳离子改性田菁胶表面施胶剂
按重量份数，将2-14交联剂、0.1-10引发剂、1-10硬酯胶，加入步骤1）制成的阳离子田菁胶溶液中，加入酸调整溶液酸度至pH3-4，温度为80-90℃，反应1-3小时，降温至室温，加入浓度40%-80%的硫酸铝水溶液100，搅拌10分钟出料，即得到阳离子改性田菁胶表面施胶剂。
有益效果：本发明提出的以天然高分子化合物与合成高分子化合物进行溶乳阳离子化，尔后再进行交联接技共聚，而有别于现有技术，较好的解决了产品储存稳定性，以及应用抗杂质离子的干扰，以及现有技术中的不足，采用本发明生产的表面施胶剂成本低，稳定性好，抗杂质离子干扰能力强，特别是施胶无熟化期，同时又是环保产品。以植物胶为主要原料制备的施胶剂，克服以化学工业品为原料制备的施胶剂所产生的资源与能源转化的耗费及三废污染，而且在功能上具有与纤维发生反应，构成共价健的功能；并且可以大大缩短施胶过程的熟化时间，明显提高纸张的抗水性与纸张物理强度。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂，包含如下组分，按重量计（kg），田菁胶15kg、聚氧乙烯12kg、聚乙二醇0.4kg、阳离子单体13kg、交联剂6kg、引发剂4kg、硬酯胶2.5kg、浓度40%的硫酸铝水溶液100kg。
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂的制备方法，其制备方法,包括如下述步骤：按重量计（kg），
（1）将15kg田菁胶、12kg聚氧乙烯、0.4kg聚乙二醇、13kg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺加入800kg去离子水溶液中用盐酸调pH值为3-4，升温至85℃反应1h，得到阳离子田菁胶溶液；
（2）将6kg羟甲基丙烯酰胺，7kg过硫酸钾、2.5kg硬酯酸，，在85℃反应2h，然后降温至室温，加入浓度40%的硫酸铝水溶液100kg，搅拌15分钟出料，即得到阳离子改性田菁胶表面施胶剂。
实施例2
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂，包含如下组分，按重量计（kg），田菁胶20kg、聚氧乙烯16kg、聚乙二醇2kg、阳离子单体16kg、交联剂4kg、引发剂5kg、硬酯胶5kg浓度80%的硫酸铝水溶液100kg。
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂的制备方法，其制备方法,包括如下述步骤：
（1）将20kg田菁胶、16kg聚氧乙烯、2kg聚乙二醇、16kg丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵，加入900kg去离子水溶液中，用甲酸调pH值为3-4，升温82℃反应15h，得到阳离子田菁胶溶液；
（2）将4kg羟乙基丙烯酰胺、5kg过硫酸钠、5kg硬酯酸，在82℃反应3h，降温至室温，加入浓度80%的硫酸铝水溶液100kg，搅拌15分钟，出料，即得到阳离子改性田菁胶表面施胶剂。
实施例3
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂，包含如下组分，按重量计（kg），田菁胶18kg、聚氧乙烯12kg、聚乙二醇3kg、阳离子单体14kg、交联剂6kg、引发剂6kg、硬酯胶4kg浓度50%的硫酸铝水溶液100kg。
一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂的制备方法，其制备方法,包括如下述步骤：
（1）将18kg田菁胶，12kg聚氧乙烯，3kg聚乙二醇，14kg丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，加入837kg去离子水溶液中，用硫酸调pH值为3-4，升温80℃反应3h得到阳离子田菁胶溶液。
（2）将6kg乙氧基甲基丙烯酰胺，6kg过硫酸胺，4g硬酯酸，在80℃反应1.5h，降温至室温，加入浓度50%的硫酸铝水溶液100kg，搅拌15分钟，出料即得到阳离子改性田菁胶表面施胶剂。
以上制备过程均在安装有冷却装置的搅拌反应釜中进行。
上述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种或两种任意混合。
上述的交联剂为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯中的一种或两种混合。
上述的聚乙二醇的分子量为100-8000。
上述的酸为盐酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一种。
上述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种混合。
实验效果：
将此阳离子改性田菁胶表面施胶剂用于100%国内废纸抄选110克/米2，瓦楞纸表面施胶中，淀粉用量70公斤/吨纸，田菁胶表面施胶剂3.5公斤/吨纸，下机后施胶瓦楞原纸的cobb值为36克/米2环压指数为7.9牛·米2/克。五天后施胶瓦楞原纸的cobb值34克/米2环压指数为7.8牛·米2/克
结论：阳离子改性田菁胶表面施胶剂是以天然高分子与合成高分子聚合物经阳离子化再进行接技交联共聚反应，所得的共聚物分子中含有大量交联结构其本身化学结构就产生了性能优异的施胶效能，在天然高分子特有的高溶解性与合成高分子多元组分阳离子化使得胶液均匀稳定即带有强阳电荷，具有较好的分散能力，与纤维之间反应，纤维排列十分紧密，分布十分均匀，施胶度明显提高，具有优良的抗水性与留着性能。
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 (7)
1.一种阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，包含如下组分，按重量份数计，
田菁胶5-20、聚氧乙烯2-16、聚乙二醇0.2-20、阳离子单体4-16、交联剂2-14、引发剂0.1-10、硬酯胶1-10、浓度40%-80%的硫酸铝水溶液100。
2.根据权利要求1所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种或两种混合。
3.根据权利要求1或2所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，所述交联剂为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯中的一种或两种混合。
4.根据权利要求3所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，所述的聚乙二醇的分子量为100-8000。
5.根据权利要求4所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一种。
6.根据权利要求5所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种混合。
7.一种根据权利要求1所述的阳离子改性田菁胶表面施胶剂的制备方法，其特征在于，其制备方法，包括如下述步骤：
1）制备阳离子田菁胶溶液：
按重量份数，将5-20田菁胶、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16阳离子单体，加入800-900去离子水溶液中，加入酸调整溶液酸度至pH3-4，温度为80-90℃，反应1-3小时，得阳离子田菁胶溶液；
2）制备阳离子改性田菁胶表面施胶剂
按重量份数，将2-14交联剂、0.1-10引发剂、1-10硬酯胶，加入步骤1）制成的阳离子田菁胶溶液中，加入酸调整溶液酸度至pH3-4，温度为80-90℃，反应1-3小时，降温至室温，加入浓度40%-80%的硫酸铝水溶液100，搅拌10分钟出料，即得到阳离子改性田菁胶表面施胶剂。
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