CN110409218A - 一种木质素改性乳化剂及采用该乳化剂制备的akd乳液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木质素改性乳化剂，是由环氧氯丙烷、三乙胺、木质素、甲醇和水反应获得的。本发明还公开了一种AKD乳液，包括AKD蜡和有效量的所述木质素改性乳化剂。本发明通过一系列木质素改性，成功制备出一种木质素改性乳化剂，并进而获得一种性能优异的新型AKD乳液，该AKD乳液具有熟化速率快，施胶度高的特点，在造纸领域具有广泛的应用价值。

Description

一种木质素改性乳化剂及采用该乳化剂制备的AKD乳液

技术领域

本发明涉及造纸AKD施胶剂领域，具体涉及一种木质素改性乳化剂及采用该乳化剂制备的AKD乳液。

背景技术

施胶的目的是使纸或纸板具有抗拒液体扩散和渗透的能力，以适于书写和防潮抗湿。在这一过程中，中性施胶剂AKD由于其良好的性能受到广泛的关注。

AKD为蜡状固体，本身不具有电荷，因此无法在纤维上留着，需要使用阳离子乳化剂使其带有正电荷，吸附在纤维上与其发生反应，产生施胶作用。早期，一般采用阳离子淀粉作为乳化剂。由于淀粉电荷量较低，在纤维上的留着率低，且易发生霉变，对乳液的稳定性及后期施胶效果会产生影响。木质素是一种来源广泛的天然高分子材料，在造纸工业中具有良好的应用前景。但是，木质素本身不具备足够的电荷，直接代替淀粉使用难以达到理想的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种木质素改性乳化剂，以及采用该木质素改性乳化剂制备的AKD乳液，以解决背景技术存在的上述缺陷。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

一种木质素改性乳化剂，是由环氧氯丙烷、三乙胺、木质素、甲醇和水反应获得的。

优选的，各组分的重量份数如下：

甲醇和水是作为反应溶剂，其用量没有特别限定，本领域技术人员可以根据反应条件进行调整。优选的，甲醇的用量为50-200重量份，水的用量为50-200重量份。

所述木质素的粒径一般不小于100目，粒径过大则乳化效果差。作为优选的技术方案，所述木质素的200目过筛率大于95％。

上述木质素改性乳化剂的制备方法，包括如下步骤：将环氧氯丙烷、三乙胺、甲醇和水混合，40-50℃下反应2-3小时，然后将分散于适量氢氧化钠水溶液的木质素加入反应体系中继续反应2-3小时，得到所述木质素改性乳化剂。

氢氧化钠水溶液的浓度和用量没有特别限定，只要能充分分散木质素即可，本领域技术人员可以容易的根据木质素的分散情况对氢氧化钠水溶液的浓度和用量进行调整。

本发明进一步提供采用上述木质素改性乳化剂制备的AKD乳液，包括如下重量份的组分：

木质素改性乳化剂 100-150份、

AKD蜡 200-300份、

稳定助剂 3-8份。

作为优选的技术方案，所述稳定助剂选自高纯聚合氯化铝、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和碳酸氢钠的一种或一种以上。

本发明进一步提供采用木质素改性乳化剂制备AKD乳液的方法，包括如下步骤：将AKD蜡加热熔融，缓慢加入所述改性木质素乳化剂，高速剪切乳化，然后加入稳定助剂并根据固含量需要加入一定量的水，继续高速剪切搅拌，得到所述AKD乳液。

作为优选的技术方案，在5000-8000r/min的转速下高速剪切。高速剪切乳化的时间没有特别限定，根据实际乳化效果可进行调整，通常在2-3分钟。

本发明通过一系列木质素改性，成功制备出一种改性木质素乳化剂，并进而获得一种性能优异的新型AKD乳液，该AKD乳液具有熟化速率快，施胶度高的特点，在造纸领域具有广泛的应用价值。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。

实施例1：

本实施例技术方案如下：

1.按质量计，将100份环氧氯丙烷，100份甲醇，100份水，120份三乙胺混合均匀，50℃下反应3小时。

2.然后将100份的木质素，分散于NaOH溶液后，加入到上述体系中，继续反应3小时，得到一种改性木质素乳化剂。

3.将250份AKD蜡水浴熔融，将上述改性木质素乳化剂溶液缓慢加入，8000r/min剪切乳化3分钟，加入5份稳定助剂，300份的水，继续高速剪切搅拌一定时间后快速冷却、出料。

实施例2

本实施例技术方案如下：

1.按质量计，将80份环氧氯丙烷，110份甲醇，110份水，110份三乙胺混合均匀，40℃下反应2小时。

2.然后将100份的木质素，分散于NaOH溶液后，加入到上述体系中，继续反应2小时，得到一种改性木质素乳化剂。

3.将200份AKD蜡水浴熔融，将上述改性木质素乳化剂溶液缓慢加入，5000r/min剪切乳化2分钟，加入3份碳酸氢钠，200份的水，继续高速剪切搅拌一定时间后快速冷却、出料。

实施例3

本实施例技术方案如下：

1.按质量计，将90份环氧氯丙烷，100份甲醇，100份水，110份三乙胺混合均匀，45℃下反应3小时。

2.然后将100份的木质素，分散于NaOH溶液后，加入到上述体系中，继续反应2小时，得到一种改性木质素乳化剂。

3.将400份AKD蜡水浴熔融，将上述改性木质素乳化剂溶液缓慢加入，7000r/min剪切乳化2分钟，加入4份碳酸氢钠，400份的水，继续高速剪切搅拌一定时间后快速冷却、出料。

实施例4

本实施例技术方案如下：

1.按质量计，将100份环氧氯丙烷，105份甲醇，105份水，120份三乙胺混合均匀，50℃下反应3小时。

2.然后将100份的木质素，分散于NaOH溶液后，加入到上述体系中，继续反应3小时，得到一种改性木质素乳化剂。

3.将350份AKD蜡水浴熔融，将上述改性木质素乳化剂溶液缓慢加入，8000r/min剪切乳化3分钟，加入5份聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂，500份的水，继续高速剪切搅拌一定时间后快速冷却、出料。

对比例

以糊化淀粉AKD乳液为对比例。

抄纸：

选用质量分数为0.5％的针叶木浆，顺序加入绝干浆质量0.2％的AKD和0.02％的阳离子聚丙烯酰胺，搅拌1min，最后加入20％GCC(研磨碳酸钙)搅拌均匀后抄纸，抄造定量为60g·m^-2左右，再用油压机在0.4MPa压力下压榨1min后，用真空干燥机干燥(92℃左右)4min。下机即测施胶度。施胶度按GB/T5405-1985测定。

此外，熟化率按照下列公式计算：

测定结果见表1所示。

表1产品性能指标

	施胶度(％)	熟化率(％)
			对比例	51	59
实施例一	75	86
			实施例二	68	78
实施例三	70	80
			实施例四	77	86

从表中结果可以看出，本发明所制备的AKD乳液具有更高的施胶度和熟化率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种木质素改性乳化剂，其特征在于，是由环氧氯丙烷、三乙胺、木质素、甲醇和水反应获得的。

2.如权利要求1所述的木质素改性乳化剂，其特征在于，各组分的重量份数如下：

3.如权利要求2所述的木质素改性乳化剂，其特征在于，甲醇的用量为50-200重量份，水的用量为50-200重量份。

4.如权利要求1所述的木质素改性乳化剂，其特征在于，所述木质素的200目过筛率大于95％。

5.制备如权利要求1-4任一项所述木质素改性乳化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将环氧氯丙烷、三乙胺、甲醇和水混合，40-50℃下反应2-3小时，然后将分散于适量氢氧化钠水溶液的木质素加入反应体系中继续反应2-3小时，得到所述木质素改性乳化剂。

6.一种AKD乳液，其特征在于，包括AKD蜡和有效量的如权利要求1-4任一项所述的木质素改性乳化剂。

7.如权利要求6所述的AKD乳液，其特征在于，各组分的重量份数如下：

木质素改性乳化剂 100-150份、

AKD蜡 200-300份。

8.如权利要求7所述的AKD乳液，其特征在于，还包括3-8重量份的稳定助剂。

9.如权利要求8所述的AKD乳液，其特征在于，所述稳定助剂选自高纯聚合氯化铝、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂和碳酸氢钠的一种或一种以上。

10.制备如权利要求6-9任一项所述AKD乳液的方法，其特征在于，包括如下步骤：将AKD蜡加热熔融，缓慢加入所述改性木质素乳化剂，高速剪切乳化，然后加入稳定助剂并根据固含量需要加入一定量的水，继续高速剪切搅拌，得到所述AKD乳液。