[發明專利]一種烯基丁二酸酐施膠乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 201410054403.4
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103774497A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 于得海;劉溫霞;李國棟;王慧麗
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 袁敬清

技術領域

????本發明涉及一種烯基丁二酸酐施膠乳液及其制備方法，屬于造紙施膠劑及相關工業乳化技術領域。?

背景技術

????造紙工業由酸性抄紙體系轉向中、堿性抄紙是20世紀造紙工藝的革新性變化，這不僅能提高紙張品質擴展填料范圍，還能起到減少漿耗、降低能耗、減輕環境污染、延長設備壽命的作用。目前中、堿性抄紙所采用的施膠劑以烷基烯酮二聚體（AKD）和烯基丁二酸酐（ASA）為主，大中型紙廠逐漸采用ASA。尤其是近年來，由于其反應活性高、膠料成本低、熟化速率快、而被廣泛用于高級紙和紙板內施膠，特別是適用于機內涂布的大型高速紙機的施膠。目前常用的ASA乳化劑為陽離子淀粉、有機高分子聚合物以及低分子量的表面活性劑。復雜的乳化工藝、巨大的能耗以及低下的生產效率是阻礙ASA廣泛應用的關鍵，并且表面活性劑的使用也會對ASA的施膠效果、紙機的正常運行造成影響。由兩親性固體顆粒取代表面活性劑穩定的ASA可以良好的解決這個問題。

????目前，用于乳化穩定ASA的兩親性固體顆粒分為兩類；一類是鋰皂石及改性鋰皂石，另一類是水滑石及改性水滑石；ASA的兩親性固體顆粒乳化穩定劑種類較少，需要進一步拓展ASA兩親性固體顆粒乳化穩定劑的種類。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既不屬于鋰皂石類也不屬于水滑石類的、新的兩親性固體顆粒型乳化穩定劑；及采用該新類型乳化穩定劑乳化穩定的烯基丁二酸酐施膠乳液及其制備方法。

?????碳量子點又稱為碳納米粒子，通常由碳納米材料剝離、碎解或小分子碳源縮合、碳化形成，根據制備、鈍化方式等不同，其表面可帶有羧基、氨基等各種功能基團，是一類直徑小于10?nm的環境友好的新型碳納米材料。除與半導體量子點具有相似的光學性能之外，還具有毒性低、生物相容性好、易于大規模合成及功能化修飾、碳源和自身性質多樣性、制備成本低廉和反應條件溫和等優勢，在生物成像、生物標記、生物傳感和有機物、金屬離子、陰離子、生物大分子、氣體檢測及光催化降解有機污染物、光催化產氫等方面受到了廣泛關注。??

????目前，碳量子點還沒有被用于ASA的乳化穩定劑。發明人經研究實驗發現，碳量子點和氧化鋁協同作用，可以用來乳化穩定ASA。所以，本發明首次將碳量子點和氧化鋁共同用于乳化穩定ASA，提供了一種烯基丁二酸酐施膠乳液及其制備方法。從而拓展了用于乳化穩定ASA的兩親性固體顆粒乳化穩定劑的種類。

????本發明的技術方案：

一種烯基丁二酸酐施膠乳液，含有烯基丁二酸酐、碳量子點和氧化鋁。具體來說，是由碳量子點和氧化鋁加去離子水配制成的水分散液與烯基丁二酸酐組成。

由于碳量子點和氧化鋁的用量會影響烯基丁二酸酐施膠乳液的乳化性、穩定性和施膠效率。所以，為了使上述烯基丁二酸酐施膠乳液達到較好的乳化性、穩定性和施膠效率，將碳量子點與氧化鋁質量比限定為1:5~3:1；將水分散液中，碳量子點和氧化鋁總的質量分數限定為2%；將水分散液和烯基丁二酸酐的體積比限定為1:2-3:1。

上述烯基丁二酸酐施膠乳液，所用烯基丁二酸酐，簡稱ASA，是平均碳鏈長度為C₁₂~C₂₂的烯基丁二酸酐單體。優選為碳鏈長度為C₁₆或C₁₈，即十六烯基丁二酸酐或十八烯基丁二酸酐。與其他烯基丁二酸酐乳液相比，優選方案可制備出穩定性更好、施膠性能更高的施膠乳液。

上述烯基丁二酸酐施膠乳液，所用氧化鋁為納米級固體顆粒。優選的方案是由納米氧化鋁顆粒制備而成的納米氧化鋁溶膠。采用納米氧化鋁溶膠與采用納米氧化鋁顆粒相比，溶膠顆粒分散更為均勻，顆粒潤濕性能更好，對烯基丁二酸酐施膠乳液的乳化與穩定作用更優。所述的氧化鋁溶膠可以是α、β或γ型氧化鋁溶膠，但更為優選的方案是α型氧化鋁溶膠，與碳量子點對烯基丁二酸酐的聯合乳化穩定作用更好。?

上述烯基丁二酸酐施膠乳液，所用碳量子點優選采用下述方法制備而成：將尿素與檸檬酸鈉按照摩爾比1:1~15:1的比例混合均勻后置于高壓反應釜中，于150℃下加熱1小時，然后冷卻至室溫；將產物用乙醇溶解，經煮沸、離心、透析和干燥得到粉末狀碳量子點。所述檸檬酸鈉為無水檸檬酸鈉或水合檸檬酸鈉，更為優選的方案是水合檸檬酸鈉。采用該方法制備出來的碳量子點是直徑1~5nm的水溶性碳量子點顆粒，其表面含有羧基和氨基等可電離基團，帶少量負電荷。與采用其他方法制備的碳量子點相比，該方法制備的碳量子點表面氨基數量更多，對烯基丁二酸酐施膠乳液的穩定和乳化作用更好。