[發(fā)明專利]一種陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710058135.3
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101096829A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡惠仁;劉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 趙美英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于中堿性造紙過程中的施膠劑，尤其涉及一種烷基烯酮二聚體施膠劑，具體地說，是涉及一種陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑及其制備方法。

背景技術(shù)

烷基烯酮二聚體，英文名稱為Alkyl?Ketene?Dimer，簡稱AKD，烷基烯酮二聚體施膠劑，通常稱為AKD施膠劑。

在抄紙過程中，對紙張進(jìn)行施膠處理是造紙濕部的一道十分重要的工序。在中堿性造紙工藝中的中堿性施膠技術(shù)，是國外于20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項新型施膠技術(shù)。我國造紙工業(yè)從20世紀(jì)80年代開始使用中堿性施膠技術(shù)，經(jīng)過近20年的努力，中堿性施膠的研究和應(yīng)用取得了迅速發(fā)展，特別是AKD中堿性施膠劑在中性、堿性抄紙技術(shù)中的發(fā)展最為迅速。通過AKD中堿性施膠，使紙張白度、手感、抗水性、物理強(qiáng)度、印刷適性及耐老化性等都有明顯提高，因此在我國造紙工業(yè)中被廣泛地相繼地應(yīng)用在生產(chǎn)銅板紙原紙、郵票原紙、靜電復(fù)印紙、膠版印刷紙、檔案紙和高級文化用紙等紙種中。

AKD是一種不飽和內(nèi)酯，它的分子中有一個內(nèi)酯環(huán)和兩個烷基側(cè)鏈，熔點在42～60℃之間，不溶于水，能溶于乙醇、苯和三氯甲烷等有機(jī)溶劑中，常溫下外觀為淡黃色蠟狀固體。應(yīng)用于造紙工業(yè)中的漿內(nèi)AKD施膠劑，其化學(xué)組成是十四烷基或十六烷基的烯酮二聚體，屬反應(yīng)型施膠劑。其施膠機(jī)理：AKD本身具有憎水性長鏈脂肪基和反應(yīng)性官能基，當(dāng)AKD施膠劑膠料加入紙漿內(nèi)，由于AKD施膠劑在借助陽離子劑的作用下，留著在帶陰電荷的纖維上，濕紙頁在壓榨和干燥過程中，膠料微粒均勻吸附和分布在纖維表面。AKD熔點較低，在紙機(jī)干燥部，AKD膠熔融并在中性或堿性pH值作用下，反應(yīng)官能基與纖維素羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，并與纖維架鍵結(jié)合，而疏水性長鏈脂肪基轉(zhuǎn)向紙面，形成疏水層，使成紙具有高度抗水性和施膠效果。

AKD施膠劑在使用過程中，常出現(xiàn)的一些問題是：

(1)、AKD施膠劑為反應(yīng)型施膠劑，反應(yīng)較慢，需要一定的熟化時間。

(2)、由于AKD本身不帶電荷，因此在紙纖維上難以留著，一般需要使用陽離子乳化劑將AKD乳化，使AKD帶上陽電荷而吸附到帶負(fù)電荷的纖維上。早期是以陽離子淀粉作為AKD的陽離子化劑，但陽離子淀粉的電荷密度較低，分子質(zhì)量較大，與AKD粒子的結(jié)合強(qiáng)度也較低，因此乳液的穩(wěn)定性和施膠效果較差；另外，淀粉容易霉變，會引起乳液變質(zhì)，因此施膠效果往往欠佳。

針對上述AKD施膠劑在現(xiàn)有技術(shù)使用過程中存在的一些問題，本發(fā)明提供一種陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑及其制備方法，使用本發(fā)明方法制備的陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑，即陽離子AKD施膠劑，因陽離子AKD分子帶有較高陽電荷且分子本身帶有長鏈，具有較強(qiáng)的架橋能力，故陽離子AKD通過靜電吸附以及橋聯(lián)作用吸附留著在纖維上，從而能有效地克服上述背景技術(shù)中存在的缺陷。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：一種陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑，由己二酸與二乙烯三胺反應(yīng)生成的聚酰胺多胺與AKD反應(yīng)生成改性AKD，并采用環(huán)氧氯丙烷將改性AKD陽離子化，而制成一種陽離子烷基烯酮二聚體施膠劑，即陽離子AKD施膠劑，所用的原料和試劑及其配比分別為：

化學(xué)試劑和原料????????????用量

己二酸，分析純，??????????5-10g

二乙烯三胺，化學(xué)純，??????4-10mL

環(huán)氧氯丙烷，分析純，??????6-14mL

AKD，造紙用工業(yè)品，???????4-10g。

上述的化學(xué)試劑己二酸，二乙烯三胺，環(huán)氧氯丙烷和原料AKD的化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為：

己二酸

HOOC(CH₂)₄COOH

二乙烯三胺

H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₂NH₂

環(huán)氧氯丙烷

其中，R-烷基，為十四烷基或十六烷基。

制出的陽離子AKD的化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

其中，R-烷基，為十四烷基或十六烷基。

本發(fā)明制備陽離子AKD施膠劑的方法是：

化學(xué)試劑和原料及其配比分別為：

己二酸，分析純??????5-10g

二乙烯三胺，化學(xué)純??4-1mL

環(huán)氧氯丙烷，分析純??6-14mL

AKD，造紙用工業(yè)品???4-10g，

制備方法的步驟：