CN110983856A - 一种直链型液体akd表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直链型液体AKD表面施胶剂及其制备方法，由以下重量份的原料制得：淀粉100‑200份、水1000‑2000份、氢氧化钠4‑8份、阳离子醚化剂25‑50份、稀酸5‑10份、阳离子单体15‑30份、丙烯酰胺25‑50份、引发剂1‑2份、分散剂5‑10份、AKD专用阳离子高分子乳化剂20‑50份、液体AKD60‑150份。本发明采用的直链型液体AKD分子结构上具有内酯环结构，在中、碱性条件下，反应官能团与纤维分子上的羟基发生酯化反应牢固的键合在纤维表面，憎水的长链脂肪基团转向纸面，从而获得憎水的效果，加入的AKD专用阳离子高分子乳化剂显著提高AKD表面施胶剂的稳定性及施胶效果，同时限制AKD的水解和迁移倾向，对AKD乳胶起很好的保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及造纸化工领域，尤其涉及一种直链型液体AKD表面施胶剂及其制备方法。
背景技术
施胶剂亦称上胶剂，是一种造纸添加剂，能赋予纸和纸板抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀等性能，并能提高平滑度、强度和施用期。施胶剂可分为浆内施胶剂和表面施胶剂。表面施胶指的是湿纸幅经干燥部脱除水分至定值后，在纸的表面均匀地涂施适当的胶料的工艺过程。在现代的造纸技术中，表面施胶已成为纸页表面施胶处理的主要形式，其作用不仅仅局限于赋予纸张一定的抗液性，在某些情况，则更加强调其对纸张印刷性能、纸张表面性能的改善。
AKD施胶原理上是一种反应型施胶剂，传统AKD类施胶剂采用固体AKD蜡粉制备，由于使用时需先将AKD蜡粉熔融，耗能高且AKD熔融后性质不稳定，影响施胶效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种直链型液体AKD表面施胶剂及其制备方法，以解决AKD乳液制备时，部分AKD蜡熔融时变质导致施胶效果下降、AKD乳液储存时间短以及储存条件苛刻的问题，同时能减轻纸张易打滑的问题；施胶效率高，降低了生产及储存成本。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种直链型液体AKD表面施胶剂，由以下重量份的原料制得：淀粉100-200份、水1000-2000份、氢氧化钠4-8份、阳离子醚化剂25-50份、稀酸5-10份、阳离子单体15-30份、丙烯酰胺25-50份、引发剂1-2份、分散剂5-10份、AKD专用阳离子高分子乳化剂20-50份、液体AKD60-150份。
优选的，所述阳离子醚化剂为三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基-三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵中的一种或几种；所述稀酸为醋酸、稀盐酸和稀硫酸中的一种或几种。
优选的，所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMBC、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC和二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC中的一种或几种。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁中的一种或几种。
优选的，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、木质素磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的一种或几种。
一种直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：将淀粉和水混合，搅拌加热至40-60℃，加入氢氧化钠溶液后保温0.5-3h；加入阳离子醚化剂，升温至50-80℃，保温2-4h；加入稀酸调节pH，加入阳离子单体、丙烯酰胺和引发剂，升温至80-90℃，保温1-5h，加入分散剂，得到淀粉乳化剂；
S2：S1所得的淀粉乳化剂与AKD专用阳离子高分子乳化剂混合，得到复配乳化剂；
S3：将经S2得到的复配乳化剂和液体AKD，在50℃下高速剪切10-20min，出料过均质机、冷却、过筛网，即得稳定的AKD乳液。
优选的，S2中，将AKD专用阳离子高分子乳化剂稀释20％后与淀粉乳化剂混合均匀使用。
优选的，S3中，乳化温度为40-60℃，剪切转速为4000-5000r/min，均质压力为15-30MPa。
优选的，S3中，所述AKD乳液的粘度为20-100mPs，固含为15-30％。
优选的，S3中，所述AKD乳液的外观为乳白色，其平均粒径为0.6-1.2μm。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明采用的直链型液体AKD分子结构上具有内酯环结构，在中、碱性条件下，反应官能团与纤维分子上的羟基发生酯化反应，牢固的键合在纤维表面，憎水的长链脂肪基团转向纸面，从而获得憎水的效果，加入的AKD专用阳离子高分子乳化剂显著提高AKD表面施胶剂的稳定性及施胶效果，同时限制AKD的水解和迁移倾向，对AKD乳胶起很好的保护作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施列1：
一种直链型液体AKD表面施胶剂的制备：
S1：在反应瓶内加入100份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入4份氢氧化钠溶液后保温1h；加入25份三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h；加入10份醋酸调节pH为4.0，加入15份阳离子单体DMC、25份丙烯酰胺和1份过硫酸铵，升温至90℃，保温3h，加入5份亚甲基双萘磺酸钠，得到淀粉乳化剂；
S2：将30份AKD专用阳离子高分子乳化剂稀释20％后与淀粉乳化剂混合均匀，得到复配乳化剂；
S3：将得到的复配乳化剂与150份液体AKD，乳化温度为40℃，在40℃条件下高速剪切20min，剪切转速为4000r/min，出料过均质机，均质压力为25MPa，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液，其外观为乳白色，粘度为36mPs，平均粒径为0.8μm；
将得到的AKD乳液加水调配为固含量为20％的乳液与空白及普通AKD乳液进行施胶对比应用，实施例1中的AKD施胶剂在放置90天后，纸张Cobb明显较优，即稳定性优于常规AKD乳液，结果如表1所示。
表1
实施列2：
一种直链型液体AKD表面施胶剂的制备：
S1：在反应瓶内加入100份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入4份氢氧化钠溶液后保温1h；加入25份2,3-环氧丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h；加入10份醋酸调节pH为4.0，加入15份阳离子单体DMC、25份丙烯酰胺和1份过硫酸铵，升温至90℃，保温3h，加入5份木质素磺酸钠，得到淀粉乳化剂；
S2：将50份AKD专用阳离子高分子乳化剂稀释20％后与淀粉乳化剂混合均匀，得到复配乳化剂；
S3：将制得的复配乳化剂与150份液体AKD，乳化温度为50℃，在50℃下高速剪切20min，剪切转速为4500r/min，出料过均质机，均质压力为20MPa，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；外观为乳白色，粘度为23mPs，平均粒径为1.01μm；
将所得AKD乳液加水调配为固含量为20％的乳液与空白及普通AKD乳液进行施胶对比应用，实施例2中的AKD施胶剂在放置90天后，纸张Cobb明显较优，即稳定性优于常规AKD乳液，结果如表2所示。
表2
实施列3：
一种直链型液体AKD表面施胶剂的制备：
S1：在反应瓶内加入150份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入4份氢氧化钠溶液后保温1h；加入25份3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h；加入10份醋酸调节pH为4.0，加入15份阳离子单体DMBC、25份丙烯酰胺和1份过硫酸铵，升温至90℃，保温3h，加入5份六偏磷酸钠，得到淀粉乳化剂；
S2：将50份AKD专用阳离子高分子乳化剂稀释20％后与淀粉乳化剂混合均匀，得到复配乳化剂；
S3：将制得的复配乳化剂与150份液体AKD，乳化温度为60℃，60℃下高速剪切10min，剪切转速为5000r/min，出料过均质机，均质压力为30MPa，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；外观为乳白色，粘度为20mPs，平均粒径0.7μm；
将所得AKD乳液加水调配为固含量为20％的乳液与空白及普通AKD乳液进行施胶对比应用，实施例3中的AKD施胶剂在放置90天后，纸张Cobb明显较优，即稳定性优于常规AKD乳液，结果如表3所示。
表3
从实施例1-3的结果可见，本发明在相同储存条件及相同储存期下，产品具有更高的稳定性。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种直链型液体AKD表面施胶剂，其特征在于，由以下重量份的原料制得：淀粉100-200份、水1000-2000份、氢氧化钠4-8份、阳离子醚化剂25-50份、稀酸5-10份、阳离子单体15-30份、丙烯酰胺25-50份、引发剂1-2份、分散剂5-10份、AKD专用阳离子高分子乳化剂20-50份、液体AKD60-150份。
2.根据权利要求1所述的直链型液体AKD表面施胶剂，其特征在于，所述阳离子醚化剂为三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基-三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵中的一种或几种；所述稀酸为醋酸、稀盐酸和稀硫酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的直链型液体AKD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DMC、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMBC、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC和二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的直链型液体AKD表面施胶剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的直链型液体AKD表面施胶剂，其特征在于，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、木质素磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将淀粉和水混合，搅拌加热至40-60℃，加入氢氧化钠溶液后保温0.5-3h；加入阳离子醚化剂，升温至50-80℃，保温2-4h；加入稀酸调节pH，加入阳离子单体、丙烯酰胺和引发剂，升温至80-90℃，保温1-5h，加入分散剂，得到淀粉乳化剂；
S2：S1所得的淀粉乳化剂与AKD专用阳离子高分子乳化剂混合，得到复配乳化剂；
S3：将经S2得到的复配乳化剂和液体AKD，在50℃下高速剪切10-20min，出料过均质机、冷却、过筛网，即得稳定的AKD乳液。
7.根据权利要求6所述的直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，S2中，将AKD专用阳离子高分子乳化剂稀释20％后与淀粉乳化剂混合均匀使用。
8.根据权利要求6所述的直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，S3中，乳化温度为40-60℃，剪切转速为4000-5000r/min，均质压力为15-30MPa。
9.根据权利要求6所述的直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述AKD乳液的粘度为20-100mPs，固含量为15-30％。
10.根据权利要求6所述的直链型液体AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述AKD乳液的外观为乳白色，其平均粒径为0.6-1.2μm。
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