[發(fā)明專利]一種高活性AKD中/堿性施膠劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210136224.6
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102660902A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國運;彭莉;程芳玲;張昌輝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;C08F251/00;C08B31/18;C08B31/12
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子化學(xué)施膠劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高活性AKD中/堿性施膠劑的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代施膠技術(shù)的重大進步是中/堿性施膠技術(shù)的推廣，酸性造紙轉(zhuǎn)化為中/堿性造紙是世界造紙史上的一大變革。中/堿性施膠是在造紙工藝過程中，將pH值調(diào)節(jié)到7以上，原則上不用硫酸鋁的一種施膠方法。常用的中/堿性施膠劑烷基烯酮二聚體（簡稱AKD）是20世紀40年代末期研究開發(fā)的產(chǎn)品，AKD是一種可與纖維素反應(yīng)的反應(yīng)型中/堿性施膠劑，它既能作為漿內(nèi)施膠劑，又能作為表面施膠劑。其結(jié)構(gòu)特點是由活性基團和疏水基團構(gòu)成，AKD的熔點較低，在紙機干燥部的高溫條件下分子中的活性基團四元內(nèi)酯環(huán)能和纖維素上的羥基反應(yīng)形成β-酮基酯鍵并定位在纖維上，疏水性基團長鏈烷基在纖維表面產(chǎn)生抗水作用。通過AKD中/堿性施膠，紙張白度、手感、抗水性、物理強度、印刷適性、耐老化性和填料的單程留著率等都有明顯提高。而且可以采用廉價的重質(zhì)碳酸鈣為填料，減少了白水中有害物質(zhì)的含量，提高了白水的循環(huán)利用率，同時AKD比酸性施膠劑的成本低。采用AKD進行中/堿性施膠能夠提高紙品質(zhì)量和售價、降低能耗、改善環(huán)境污染和紙機運行性能等，可取得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，因此越來越多的造紙企業(yè)認識到使用AKD中/堿性施膠劑的優(yōu)越性和必要性。我國造紙原料以草漿為主，木材資源短缺，二次纖維用量增多，運用中/堿性施膠技術(shù)具有現(xiàn)實意義。伴隨AKD中/堿性施膠技術(shù)在我國應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，工藝技術(shù)日益成熟，中/堿性造紙的效益逐步得到體現(xiàn)，加快了造紙工業(yè)由酸性造紙向中/堿性造紙轉(zhuǎn)變的趨勢，近年來AKD已成為國內(nèi)紙廠使用最多、最成熟、最有效的中/堿性施膠劑。

AKD中/堿性施膠賦予紙張一些優(yōu)異性能，同時也有其不足之處。根據(jù)反應(yīng)時的投料比可知，只有極少部分AKD發(fā)生了酯化反應(yīng)，大部分AKD作為共混組分保留在第一反應(yīng)器中，沒有起到施膠劑的作用。近年來提高和完善AKD乳液性能的研究日趨活躍，提高AKD乳液的反應(yīng)活性和施膠效果，開發(fā)和生產(chǎn)具有良好乳化和分散性能，能夠?qū)⑽磪⒓臃磻?yīng)的AKD進行有效乳化和分散從而提高反應(yīng)活性和施膠效果是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種高活性AKD中/堿性施膠劑的制備方法，所得的中/堿性施膠劑具有良好的乳化分散能力，能夠?qū)⑽磪⒓臃磻?yīng)的AKD進行充分乳化和有效分散，從而提高了膠料的反應(yīng)活性和施膠效果。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

?一種高活性AKD中/堿性施膠劑的制備方法，包括以下具體步驟：

第一步，將水、木薯淀粉、氫氧化鈉和雙氧水加入第一反應(yīng)器中在80-85℃時反應(yīng)1.0-1.5小時，得到氧化降解木薯淀粉，水、木薯淀粉、氫氧化鈉和雙氧水的質(zhì)量比為200∶100∶2∶1，然后向第一反應(yīng)器中加入氫氧化鈉和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90-95℃反應(yīng)1-2小時，降溫至50-55℃加入醋酸，再降至20-30℃，木薯淀粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質(zhì)量比為100∶7∶49∶5，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得兩性木薯淀粉溶液，

?第二步，將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十二酯和苯乙烯按8∶14∶4的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，

?第三步，將丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨、N-羥甲基丙烯酰胺和水按7∶5∶2∶20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，

第四步，將過硫酸銨和水以質(zhì)量比1∶20制成過硫酸銨水溶液，

第五步，向第二反應(yīng)器中加入兩性木薯淀粉溶液和水，兩性木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80∶79，升溫至65-70℃，同時加入過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體，兩性木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質(zhì)量比為80∶21∶29∶31，整個加料時間為1.0-2.0小時，

第六步，加料完畢后于85-90℃保溫反應(yīng)3.0-3.5小時，然后降至室溫，用120目網(wǎng)過濾，出料，得到AKD乳化劑，

第七步，向第三反應(yīng)器中加入AKD乳化劑、地蠟和AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質(zhì)量比為150∶100∶150，升溫至85-90℃，待地蠟和AKD熔融后，攪拌40-50分鐘，在攪拌下加入85-90℃的熱水調(diào)節(jié)固含量至12.5%，制得陽離子木薯淀粉AKD亞穩(wěn)定乳液，將亞穩(wěn)定乳液經(jīng)25-30MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12.5%穩(wěn)定的高活性AKD中/堿性施膠劑。