CN114687239A - 一种akd表面施胶剂及其原料组合物、制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AKD表面施胶剂及其原料组合物、制备方法和应用。AKD表面施胶剂的原料组合物包括如下重量份数的各组分：100～200份淀粉、100～2000份水、2～20份碱性物质、25～70份阳离子醚化剂、2.5～6份酸、10～30份阳离子单体、10～50份丙烯酰胺、1～3份引发剂、5～10份分散剂、60～600份烷基烯酮二聚体、20～50份高分子乳化剂和50～100份有机硅乳液；有机硅乳液为长链烷基聚硅氧烷乳液、长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中一种或多种；长链烷基为C8～C18烷基。采用AKD表面施胶剂施胶后制得纸张具有理想抗水性、力学性能和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种AKD表面施胶剂及其原料组合物、制备方法和应用。
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，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，还可以提高纸张印刷性能和纸张表面性能。目前，现有的表面施胶剂对纸张耐水性能和表面力学性能的提高能力仍比较有限。
因此，本领域亟需开发一种可同时具有优异耐水性能和表面力学性能的表面施胶剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中表面施胶剂对纸张耐水性能和表面力学性能的提升效果不理想等缺陷，而提供一种AKD表面施胶剂及其原料组合物、制备方法和应用。采用本发明制得的AKD表面施胶剂进行施胶后制得的纸张具有理想的抗水性、环压强度、抗张强度和稳定性，适用于工业化生产。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种AKD表面施胶剂的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：100～200份淀粉、100～2000份水、2～20份碱性物质、25～70份阳离子醚化剂、2.5～6份酸、10～30份阳离子单体、10～50份丙烯酰胺、1～3份引发剂、5～10份分散剂、60～600份烷基烯酮二聚体、20～50份高分子乳化剂和50～100份有机硅乳液；
所述有机硅乳液为长链烷基聚硅氧烷乳液、长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中一种或多种；所述长链烷基聚硅氧烷乳液、所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中的长链烷基为C8～C18烷基。
本发明中，所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液可为本领域技术人员常规认为的长链烷基聚硅氧烷和丙烯酸酯混合后制得的物料。所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液为本领域技术人员常规认为的长链烷基聚硅氧烷和丙烯酸酯聚合后制得的物料。
本发明中，所述碱性物质可为本领域常规使用的pH值大于7的物质，较佳地为氢氧化物，更佳地为氢氧化钠。
本发明中，所述阳离子醚化剂可为本领域常规使用的制备阳离子淀粉的原料，一般可为阳离子季铵盐，较佳地为三甲基氯化铵、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多种，更佳地为3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵或2,3-环氧丙基-三甲基氯化铵。
本发明中，所述酸可为本领域常规使用的用于调剂体系酸碱度的酸性调节剂，较佳地为醋酸。
本发明中，所述酸一般以溶液的形式添加，溶液中酸的质量百分数可为本领域常规，较佳地为50％～60％。
本发明中，所述阳离子单体可为表面施胶剂领域常规使用的用于制备阳离子聚合物的原料，较佳地为季铵盐类阳离子单体，更佳地为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(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(DADMAC)中一种或多种，进一步更佳地为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)。
本发明中，所述引发剂可为表面施胶剂领域常规使用的能引发单体发生聚合反应的物质，较佳地为有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂和氧化还原引发剂中的一种或多种。
其中，所述有机过氧化物引发剂可为过氧化氢。
其中，所述无机过氧化物引发剂可为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁中一种或多种，较佳地为过硫酸铵或过硫酸钾。
其中，所述氧化还原引发剂可为“过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物”、“过硫酸钾和亚硫酸氢钠的混合物”、“过氧化氢和酒石酸的混合物”、“过氧化氢和吊白块的混合物”、“过硫酸铵和硫酸亚铁的混合物”和“过氧化氢和硫酸亚铁的混合物”中一种或多种。
本发明中，所述分散剂可为本领域常规使用的分散剂，较佳地为有机分散剂和/或无机分散剂。
其中，所述有机分散剂可为本领域常规使用的离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂。其中，所述离子型表面活性剂可为亚甲基双萘磺酸盐、木质素磺酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的一种或多种，较佳地为亚甲基双萘磺酸钠或木质素磺酸钠。所述非离子型表面活性剂可为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯。
其中，所述无机分散剂可为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种，更佳地为三聚磷酸钠或焦磷酸钠。
本发明中，所述烷基烯酮二聚体可为表面施胶剂领域常规使用的固体烷基烯酮二聚体，较佳地为
其中，R为C14H29或C16H33。
本发明中，所述高分子乳化剂可为本领域常规使用的AKD专用高分子乳化剂，较佳地为青州金昊工贸有限公司生产的型号为JH5020B的高分子乳化剂。
本发明中，所述有机硅乳液较佳地为长链烷基聚硅氧烷乳液、长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液或长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液。
本发明中，所述长链烷基聚硅氧烷乳液、所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中的长链烷基较佳地为C12～C18烷基。发明人在研发过程中发现，所述长链烷基为小于C8的烷基时，制得AKD表面施胶剂的环压强度和拉伸强度均下降；当所述长链烷基为大于C18的烷基时，施胶后产品的稳定性差，表面出现粘稠结皮现象。
本发明中，所述淀粉的重量份数较佳地为100～150份。
本发明中，所述水的重量份数较佳地为300～1000份。
本发明中，所述碱性物质的重量份数较佳地为2.4～5份。
本发明中，所述阳离子醚化剂的重量份数较佳地为25～50份。
本发明中，所述酸的重量份数较佳地为5～6份。
本发明中，所述阳离子单体的重量份数较佳地为15～30份。
本发明中，所述丙烯酰胺的重量份数较佳地为10～25份。
本发明中，所述引发剂的重量份数较佳地为1～2份。
本发明中，所述分散剂的重量份数较佳地为5～8份。
本发明中，所述烷基烯酮二聚体的重量份数较佳地为150～450份。
本发明中，所述高分子乳化剂的重量份数较佳地为20～30份。
本发明中，所述有机硅乳液的重量份数较佳地为57～99份，例如80份或97份。
本发明还提供了一种AKD表面施胶剂的制备方法，所述AKD表面施胶剂的原料包括如上所述的AKD表面施胶剂的原料组合物，制备方法包括如下步骤：
(1)所述淀粉和所述水的混合物与所述碱性物质进行第一次混合反应，制得混合物料A；所述混合物料A与所述阳离子醚化剂进行第二次混合反应，制得混合物料B；所述混合物料B与所述酸、所述阳离子单体、所述丙烯酰胺和所述引发剂进行第三次混合反应，制得混合物料C；所述混合物料C与所述分散剂进行第四次混合，制得淀粉乳化剂；
(2)所述淀粉乳化剂、所述高分子乳化剂和熔融的所述烷基烯酮二聚体经高速剪切、均质、冷却、过滤，收集滤液得AKD乳液；
(3)所述AKD乳液与所述有机硅乳液经混合，即可。
步骤(1)中，所述淀粉和所述水的混合物的制备方法可为本领域常规，一般包括如下步骤：所述淀粉和所述水混合均匀，即可。
步骤(1)中，所述第一次混合反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为40～60℃，更佳地为50～60℃。
步骤(1)中，所述第一次混合反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为0.5～3h，更佳地为1～3h。
步骤(1)中，所述第二次混合反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为50～80℃。
步骤(1)中，所述第二次混合反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为2～4h。
步骤(1)中，所述第三次混合反应的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为80～90℃。
步骤(1)中，所述第三次混合反应的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为1～5h，更佳地为3～5h。
步骤(1)中，所述混合物料C的pH值可为本领域常规，较佳地为3～5，更佳地为4。
步骤(1)中，所述第四次混合的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为70～90℃。
步骤(1)中，所述第四次混合的时间可为本领域该类操作常规的时间，一般可使体系混合均匀即可，较佳地为1～5h，更佳地为3～5h。
步骤(2)中，所述烷基烯酮二聚体的熔融的条件和方法可为本领域常规，一般可使所述烷基烯酮二聚体由晶相变为液相即可。
步骤(2)中，所述烷基烯酮二聚体的熔融的温度可为本领域常规，一般可为70～80℃，较佳地为75℃。
步骤(2)中，所述高速剪切的条件可为本领域该类操作常规的条件，一般在高速剪切机中利用超声波熔接技术与传统剪切相结合，超声波能量通过超声波换能器传到焊头且与刀模产生剧烈振动摩擦，从而达到剪切的效果。
步骤(2)中，所述高速剪切的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为10～20min。
步骤(2)中，所述高速剪切的转速可为本领域该类操作常规的转速，较佳地为1000～5000r/min，更佳地为2000～5000r/min。
步骤(2)中，所述高速剪切的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为50～80℃。
步骤(2)中，所述均质的条件和方法可为本领域该类操作常规的条件和方法，一般在均质机中进行。
步骤(2)中，所述均质的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为60～80℃。
步骤(2)中，所述均质的压力可为本领域该类操作常规的压力，较佳地为15～30MPa，更佳地为25MPa。
步骤(2)中，所述高分子乳化剂可按照本领域常规以高分子乳化剂溶液的形式添加。其中，所述高分子乳化剂溶液中所述高分子乳化剂的质量百分数可为本领域常规，较佳地为15％～40％，更佳地为20％。所述高分子乳化剂溶液中的溶剂可为本领域常规，较佳地为水。
步骤(3)中，所述混合的时间可为本领域该类操作常规的时间，较佳地为10～20min，更佳地为15～20min。
步骤(3)中，所述混合的温度可为本领域该类操作常规的温度，较佳地为5～25℃，更佳地为20～25℃。
本发明还提供一种AKD表面施胶剂，其由如上所述的AKD表面施胶剂的制备方法制得。
本发明中，所述AKD表面施胶剂的颜色可为本领域常规，一般可为白色。
本发明中，所述AKD表面施胶剂中颗粒的平均粒径可为本领域常规，一般可为0.6～1.2μm，较佳地为0.8～1.2μm。
本发明还提供一种如上所述的AKD表面施胶剂在造纸领域的应用。
本发明中，所述ADK表面施胶剂在使用前按照本领域常规一般包括稀释的操作，制得AKD表面施胶剂溶液。
其中，所述AKD表面施胶剂溶液中的溶剂可为本领域常规，一般可为水。
其中，所述AKD表面施胶剂溶液的粘度可为本领域常规，一般可为20～100mPa·s，例如50mPa·s。
其中，所述AKD表面施胶剂溶液的固含量可为本领域常规，一般可为15％～30％，例如20％～30％。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明制得的AKD表面施胶剂的施胶原理是一种反应型施胶剂，采用的AKD分子结构上具有内酯环结构，在中、碱性条件下，反应官能团与纸张中纤维分子上的羟基发生酯化反应，使其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；本发明加入的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，限制AKD的水解和迁移倾向，对AKD起很好的保护作用，同时能大大缩短纸张熟化时间；加入的有机硅乳液成分在加热干燥时与丙烯酰胺交联成膜，能够明显提高纸张抗水性、环压强度、抗张强度和稳定性。
目前，制备施胶剂的常用原料固体AKD，其在使用时需要熔融，之后在60～80℃条件下进行乳化，不可避免的出现水解的现象，导致采用该施胶剂施胶后制得的纸张出现耐水性能差等问题。而本发明对施胶剂的原料配方进行改进，解决了采用固体AKD导致耐水性能差的问题，施胶30天后Cobb值可有效控制在30g/m2以下，施胶90天后Cobb值可有效控制在35g/m2以下，力学性能也有提升。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中高分子乳化剂为青州金昊工贸有限公司生产的型号为JH5020B的高分子乳化剂。
实施例1
(1)在反应瓶内加入100份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入10份质量百分数为40％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为50％的醋酸水溶液调节体系的pH值至4.0，加入15份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂亚甲基双萘磺酸钠，在90℃条件下保温3h，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将30份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为60℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与57份长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液(长链烷基为C16烷基)混合，每100份AKD乳液中加入6份长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液(长链烷基为C16烷基)，混合时间为20min，混合温度为10℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
实施例2
(1)在反应瓶内加入100份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入4份质量百分数为50％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为60％的醋酸水溶液调节体系的pH值至3.5，加入15份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂木质素磺酸钠，在90℃条件下保温3h，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将50份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为70℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与97份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)混合，每100份AKD乳液中加入10份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)，混合时间为10min，混合温度为25℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
实施例3
(1)在反应瓶内加入150份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入4份质量百分数为50％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂2，3-环氧丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为50％的醋酸水溶液调节体系的pH值至4.0，加入15份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂焦磷酸钠，在90℃条件下保温3h，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将50份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为80℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与80份长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液(长链烷基为C12烷基)混合，每100份AKD乳液中加入8份长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液(长链烷基为C12烷基)，混合时间为15min，混合温度为25℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
实施例4
(1)在反应瓶内加入150份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入6份质量百分数为40％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为50％的醋酸水溶液调节体系的pH值至4.0，加入30份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂三聚磷酸钠，在90℃条件下保温3h，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将20份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为60℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与99份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)混合，即每100份AKD乳液中加入10份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)，混合时间为10min，混合温度为25℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
实施例5
(1)在反应瓶内加入150份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入6份质量百分数为40％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为50％的醋酸水溶液调节体系的pH值至4.0，加入30份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂三聚磷酸钠，在90℃条件下保温3h，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将20份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为60℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与99份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C8烷基)混合，每100份AKD乳液中加入10份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)，混合时间为10min，混合温度为25℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于不进行步骤3的操作。
对比例2
(1)在反应瓶内加入150份淀粉和1000份水，搅拌加热至50℃，加入6份质量百分数为40％的氢氧化钠水溶液后保温1h，制得混合物料A；混合物料A中加入25份阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵，升温至80℃，保温4h，制得混合物料B；混合物料B中加入10份质量百分数为50％的醋酸水溶液调节体系的pH值至4.0，加入30份阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)、25份丙烯酰胺，1份过硫酸铵为引发剂，升温至90℃，保温3h，制得混合物料C；混合物料C中加入5份分散剂三聚磷酸钠，得到淀粉乳化剂备用；
(2)将20份高分子乳化剂稀释成质量百分数为20％的高分子乳化剂溶液，再与步骤(1)制得的淀粉乳化剂混合均匀，再与150份75℃条件下熔融的AKD，在50℃条件下高速剪切20min，高速剪切的转速为2000rpm，出料过均质机，均质压力为25MPa，均质温度为60℃，冷却后，过筛网，即得到AKD乳液；
(3)步骤(2)制得的AKD乳液与长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C20烷基)混合，每100份AKD乳液中加入10份长链烷基聚硅氧烷乳液(长链烷基为C18烷基)，混合时间为10min，混合温度为25℃，即得到ADK表面施胶剂。ADK表面施胶剂的外观为乳白色的，ADK表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.8μm。
效果实施例1
分别将实施例和对比例所得的AKD表面施胶剂加水调配为固含量为20％的AKD表面施胶剂溶液，AKD表面施胶剂溶液的粘度为50mPa·s；以瓦楞纸原纸为原料，在施胶机中，分别采用上述AKD表面施胶剂溶液在瓦楞纸上进行单面施胶，单面施胶量为2.8g/m2，施胶后样品在150℃的条件下烘干20s。测试施胶后30天和90天时纸张的Cobb值、环压强度和拉伸强度，结果见表1。以未施胶的纸张作为空白对照组，测试上述数据，结果见表1。
Cobb值测定：采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的XSH型可勃吸收性测定仪按GB/T1540-2002方法检测待测纸样。
环压强度测定：按照国标GB/T 2679.8-2016测试环压强度，采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的CT300A压缩强度测试仪检测待测纸样，待测纸样的宽为13.7mm，长为152mm。
拉伸强度的测定：按照国标GB/T 12914-1991在杭州轻通博科自动化技术有限公司的WZL-30B卧式电脑拉力仪中测试拉伸轻度，待测纸样的宽为15mm，长为180mm。
从表1数据可看出，本发明制得的AKD表面施胶剂的耐水性能、环压强度、拉伸强度和稳定性能均明显优于对比例。
表1
采用对比例2的ADK表面施胶剂施胶后产品在90天时出现表面粘稠结皮，产品不稳定的现象，未进行检测。
Claims (10)
1.一种AKD表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，其包括如下重量份数的各组分：100～200份淀粉、100～2000份水、2～20份碱性物质、25～70份阳离子醚化剂、2.5～6份酸、10～30份阳离子单体、10～50份丙烯酰胺、1～3份引发剂、5～10份分散剂、60～600份烷基烯酮二聚体、20～50份高分子乳化剂和50～100份有机硅乳液；
所述有机硅乳液为长链烷基聚硅氧烷乳液、长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中一种或多种；所述长链烷基聚硅氧烷乳液、所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中的长链烷基为C8～C18烷基。
2.如权利要求1所述的AKD表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述碱性物质为氢氧化物，较佳地为氢氧化钠；
和/或，所述阳离子醚化剂为阳离子季铵盐，较佳地为三甲基氯化铵、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多种，更佳地为3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵或2,3-环氧丙基-三甲基氯化铵；
和/或，所述酸为醋酸；
和/或，所述酸以溶液的形式添加，溶液中酸的质量百分数为50％～60％；
和/或，所述阳离子单体为季铵盐类阳离子单体，较佳地为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中一种或多种，更佳地为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵；
和/或，所述引发剂为有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂和氧化还原引发剂中的一种或多种；
和/或，所述分散剂为有机分散剂和/或无机分散剂；
和/或，所述烷基烯酮二聚体为固体烷基烯酮二聚体，较佳地为
其中，R为C14H29或C16H33；
和/或，所述有机硅乳液为长链烷基聚硅氧烷乳液、长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液或长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液；
和/或，所述长链烷基聚硅氧烷乳液、所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共混乳液和所述长链烷基聚硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液中的长链烷基为C12～C18烷基。
3.如权利要求2所述的AKD表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述有机过氧化物引发剂为过氧化氢；
和/或，所述无机过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁中一种或多种，较佳地为过硫酸铵或过硫酸钾；
和/或，所述氧化还原引发剂为“过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物”、“过硫酸钾和亚硫酸氢钠的混合物”、“过氧化氢和酒石酸的混合物”、“过氧化氢和吊白块的混合物”、“过硫酸铵和硫酸亚铁的混合物”和“过氧化氢和硫酸亚铁的混合物”中一种或多种；
和/或，所述有机分散剂为离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂；较佳地，所述离子型表面活性剂为亚甲基双萘磺酸盐、木质素磺酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐中的一种或多种，更佳地为亚甲基双萘磺酸钠或木质素磺酸钠；较佳地，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
和/或，所述无机分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种，较佳地为三聚磷酸钠或焦磷酸钠。
4.如权利要求1～3中任一项所述的AKD表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述淀粉的重量份数为100～150份；
和/或，所述水的重量份数为300～1000份；
和/或，所述碱性物质的重量份数为2.4～5份；
和/或，所述阳离子醚化剂的重量份数为25～50份；
和/或，所述酸的重量份数为5～6份；
和/或，所述阳离子单体的重量份数为15～30份；
和/或，所述丙烯酰胺的重量份数为10～25份；
和/或，所述引发剂的重量份数为1～2份；
和/或，所述分散剂的重量份数为5～8份；
和/或，所述烷基烯酮二聚体的重量份数为150～450份；
和/或，所述高分子乳化剂的重量份数为20～30份；
和/或，所述有机硅乳液的重量份数为57～99份，较佳地80份或97份。
5.一种AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，所述AKD表面施胶剂的原料包括如权利要求1～4中任一项所述的AKD表面施胶剂的原料组合物，所述AKD表面施胶剂的制备方法包括如下步骤：
(1)所述淀粉和所述水的混合物与所述碱性物质进行第一次混合反应，制得混合物料A；所述混合物料A与所述阳离子醚化剂进行第二次混合反应，制得混合物料B；所述混合物料B与所述酸、所述阳离子单体、所述丙烯酰胺和所述引发剂进行第三次混合反应，制得混合物料C；所述混合物料C与所述分散剂进行第四次混合，制得淀粉乳化剂；
(2)所述淀粉乳化剂、所述高分子乳化剂和熔融的所述烷基烯酮二聚体经高速剪切、均质、冷却、过滤，收集滤液得AKD乳液；
(3)所述AKD乳液与所述有机硅乳液经混合，即可。
6.如权利要求5所述的AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次混合反应的温度为40～60℃，较佳地为50～60℃；
和/或，步骤(1)中，所述第一次混合反应的时间为0.5～3h，较佳地为1～3h；
和/或，步骤(1)中，所述第二次混合反应的温度为50～80℃；
和/或，步骤(1)中，所述第二次混合反应的时间为2～4h；
和/或，步骤(1)中，所述第三次混合反应的温度为80～90℃；
和/或，步骤(1)中，所述第三次混合反应的时间为1～5h，较佳地为3～5h；
和/或，步骤(1)中，所述混合物料C的pH值为3～5，较佳地为4；
和/或，步骤(1)中，所述第四次混合的温度为70～90℃；
和/或，步骤(1)中，所述第四次混合的时间为1～5h，较佳地为3～5h。
7.如权利要求5或6所述的AKD表面施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烷基烯酮二聚体的熔融的温度为70～80℃，较佳地为75℃；
和/或，步骤(2)中，所述高速剪切的时间为10～20min；
和/或，步骤(2)中，所述高速剪切的转速为1000～5000r/min，较佳地为2000～5000r/min；
和/或，步骤(2)中，所述高速剪切的温度为50～80℃；
和/或，步骤(2)中，所述均质的温度为60～80℃；
和/或，步骤(2)中，所述均质的压力为15～30MPa，较佳地为25MPa；
和/或，步骤(2)中，所述高分子乳化剂以高分子乳化剂溶液的形式添加；所述高分子乳化剂溶液中所述高分子乳化剂的质量百分数较佳地为15％～40％，更佳地为20％；所述高分子乳化剂溶液中的溶剂较佳地为水；
和/或，步骤(3)中，所述混合的时间为10～20min，较佳地为15～20min；
和/或，步骤(3)中，所述混合的温度为5～25℃，较佳地为20～25℃。
8.一种AKD表面施胶剂，其特征在于，其由如权利要求5～7中任一项所述的AKD表面施胶剂的制备方法制得；
较佳地，所述AKD表面施胶剂中颗粒的平均粒径为0.6～1.2μm，更佳地为0.8～1.2μm。
9.一种如权利要求8所述的AKD表面施胶剂在造纸领域的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述ADK表面施胶剂在使用前包括稀释的操作，制得AKD表面施胶剂溶液；
较佳地，所述AKD表面施胶剂溶液中的溶剂为水；
较佳地，所述AKD表面施胶剂溶液的粘度为20～100mPa·s，更佳地为50mPa·s；
较佳地，所述AKD表面施胶剂溶液的固含量为15％～30％，更佳地为20％～30％。
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