CN105672032A - 一种固体akd表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体AKD表面施胶剂及其制备方法。在反应器中加入一定比例的固体AKD、亲油性表面活性剂、亲水性表面活性剂，然后升温至60度，待固体完全融化后缓慢搅拌，直至形成透明体系，最后降温至室温，得到改性的固体AKD，将此固体AKD与硫酸亚铁进行混合均匀，即可得到具有高有效含量、优异储存稳定性、便于运输、施胶效果优异的改性固体AKD纸张表面施胶剂。本发明所制表面施胶剂可与淀粉水溶液复配，用于纸张表面施胶，可在极少用量条件下大幅改善纸张的防水性、力学强度等物理指标。
Description
【技术领域】
本发明涉及施胶剂的制备领域，特别涉及一种固体AKD表面施胶剂及其制备方法。
【背景技术】
目前反应性纸张表面施胶剂主要包括烷基烯酮二聚体(AKD)、ASA，其中烷基烯酮二聚体(AKD)比较常用，但目前生产的AKD表面施胶剂主要是通过阳离子淀粉或合成阳离子聚合物作乳化剂制备得到的乳液型AKD表面施胶剂。乳液型AKD表面施胶剂存在易水解导致施胶效果下降、保存周期短、运输成本高、施胶剂用量大等缺点，且制备乳液型AKD表面施胶剂的条件苛刻，需要高压均质机、冷冻降温换热器等，对生产过程亦要求较高。因此一种高含量、耐水解、施胶效果优异、生产成本低、生产过程易于控制的AKD表面施胶剂成为一种新的研究方向。
【发明内容】
本发明目的在于克服现有技术的不足之处，进一步提高产品的综合性能指标，提供一种固体AKD表面施胶剂及其制备方法。该本发明所制备得到的固体表面施胶剂耐水解，有效成分含量高，生产设备简单，生产过程易于控制，施胶效果优异。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
按质量份数，在干燥反应器中加入15-30份AKD蜡粉、1-3份非离子亲油性表面活性剂A、1-3份非离子亲油性表面活性剂B和1-3份非离子亲水性表面活性剂，升温至60-70℃使体系完全熔融，充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎过30～80目筛，再与1-15份30～80目的硫酸亚铁粉体行充分混合，即制得固体AKD表面施胶剂；
所述非离子亲油性表面活性剂A为失水山梨醇脂肪酸酯，所述非离子亲油性表面活性剂B为甘油酯型表面活性剂。
所述失水山梨醇脂肪酸酯活性剂选自span20、span40、span60、span80中的一种或两种以上任意配比的混合物。
所述甘油酯型表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、双硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。
所述非离子亲水性表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。
所述壬基酚聚氧乙烯醚的聚合度为8、10、15、20或35；
所述辛基酚聚氧乙烯醚的聚合度为10、15、20或35；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度为20、25或35。
所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁、一水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁中的一种或两种以上任意配比的混合物。
一种固体AKD表面施胶剂，由上述的任意方法制得。
其表面施胶工艺为：将玉米淀粉升温至95℃进行糊化，制成浓度为8％糊化液，固体AKD表面施胶剂在玉米淀粉糊化后加入到糊化液中，加入量为4KG/吨淀粉糊化液。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明固体AKD表面施胶剂的制备方法是将AKD蜡粉、非离子亲油性表面活性剂A、非离子亲油性表面活性剂B，非离子亲水性表面活性剂，加热熔融混匀后降温后形成固体体系，然后粉碎后与硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得纸张表面施胶剂。本发明的关键在于选用具有和AKD分子具有良好亲和性、对AKD在水中起到良好乳化分散作用的非离子性表面活性剂，共融后制备改性固体AKD蜡粉。同时在体系中引入可促进AKD开环反应并可与淀粉、纤维表面羟基具有良好配位络合性能的硫酸亚铁，可提高AKD的施胶效果、缩短AKD熟化周期，并改善纸张物理强度。该本发明所制备得到的固体表面施胶剂耐水解，有效成分含量高，生产设备简单，生产过程易于控制，施胶效果优异；同时非离子亲油性表面活性剂A和B均属于非离子型施胶剂，能够与多种施胶剂配伍，发挥很好的协同效应。
本发明固体AKD表面施胶剂是一种有高有效含量、优异储存稳定性、便于运输、施胶效果优异的改性固体AKD纸张表面施胶剂。产品无VOC，具有无毒、安全、高含量、耐水解、施胶效果优异、生产成本低、生产过程易于控制等优点。其可与淀粉水溶液复配，用于纸张表面施胶，可同时大幅改善纸张的防水性、力学强度等物理指标。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明(按质量份数计)：
实施例1
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入15份AKD蜡粉、1份Span60、1.5份单硬脂酸甘油酯，1份脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度n＝20)，升温至60℃，待体系完全熔融后搅拌30min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与5份七水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
实施例2
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入25份AKD蜡粉、1份Span60、2份双硬脂酸甘油酯，1份脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度n＝20)，升温至70℃，待体系完全熔融后搅拌40min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与10份一水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
实施例3
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入25份AKD蜡粉、1份Span80、2份单硬脂酸甘油酯，1份脂肪醇聚氧乙烯醚(聚合度n＝30)，升温至65℃，待体系完全熔融后搅拌50min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与8份七水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
实施例4
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入30份AKD蜡粉、1.5份Span80、2份三硬脂酸甘油酯，1份辛基酚聚氧乙烯醚(聚合度n＝10)，升温至65℃，待体系完全熔融后搅拌50min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与9份七水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
实施例5
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入30份AKD蜡粉、1.5份Span80、2份单硬脂酸甘油酯，1份壬基酚聚氧乙烯醚(聚合度n＝15)，升温至65℃，待体系完全熔融后搅拌50min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与9份一水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
将以上不同实施例制备得到的固体AKD表面施胶剂在纸张上的应用实验：
表面施胶工艺为：玉米淀粉糊化温度为95℃，浓度为8％，固体AKD表面施胶剂在玉米淀粉糊化后加入到糊化液中，加入量为4KG/吨淀粉糊化液。具体的施胶测试结果见表1：
表1
由上表可以看出，利用本发明制得的固体AKD表面施胶剂对纸张进行施胶，其施胶后的纸样表面强度和施胶度等指标均高于未施胶纸样，力学性能大大提高。
实施例6
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入30份AKD蜡粉、3份span20和span40、3份单硬脂酸甘油酯和双硬脂酸甘油酯，3份辛基酚聚氧乙烯醚(聚合度n＝35)，升温至60℃，待体系完全熔融后搅拌30min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与15份七水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
实施例7
固体AKD纸张表面施胶剂的制备过程如下：
在干燥反应器中加入15份AKD蜡粉，2份span20、span40和span60，1份双硬脂酸甘油酯，2份壬基酚聚氧乙烯醚(n＝8)和辛基酚聚氧乙烯醚(聚合度n＝10)，升温至60℃，待体系完全熔融后搅拌30min，待体系充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎后与1份七水硫酸亚铁固体进行充分混合，即制得固体纸张表面施胶剂。
Claims (8)
1.一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量份数，向干燥反应器中加入15-30份AKD蜡粉、1-3份非离子亲油性表面活性剂A、1-3份非离子亲油性表面活性剂B和1-3份非离子亲水性表面活性剂，升温至60-70℃使体系完全熔融，充分搅拌均匀后，取出自然降温至室温，形成固体体系，然后粉碎过30～80目筛，再与1-15份30～80目的硫酸亚铁粉体行充分混合，即制得固体AKD表面施胶剂；
所述非离子亲油性表面活性剂A为失水山梨醇脂肪酸酯，所述非离子亲油性表面活性剂B为甘油酯型表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述失水山梨醇脂肪酸酯活性剂选自span20、span40、span60、span80中的一种或两种以上任意配比的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述甘油酯型表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、双硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或两种以上任意配比的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述非离子亲水性表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于：
所述壬基酚聚氧乙烯醚的聚合度为8、10、15、20或35；
所述辛基酚聚氧乙烯醚的聚合度为10、15、20或35；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚的聚合度为20、25或35。
6.根据权利要求1所述的一种固体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述硫酸亚铁为无水硫酸亚铁、一水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁中的一种或两种以上任意配比的混合物。
7.一种固体AKD表面施胶剂，其特征在于：由权利要求1至6任意一项所述的方法制得。
8.根据权利要求7所述的一种固体AKD表面施胶剂，其特征在于，其表面施胶工艺为：将玉米淀粉升温至95℃进行糊化，制成浓度为8％糊化液，固体AKD表面施胶剂在玉米淀粉糊化后加入到糊化液中，加入量为4KG/吨淀粉糊化液。
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