專(zhuān)利名稱(chēng)：兩性高分子基akd乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子化學(xué)領(lǐng)域,特別涉及一種兩性高分子基AKD乳液的制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著膠版印刷技術(shù)的現(xiàn)代化，對(duì)紙張的質(zhì)量要求日益提高，中堿性紙張 的需求量亦逐漸增加。與酸性施膠相比，中性施膠不論在提高紙張白度、改 善印刷適應(yīng)性、降低綜合成本，還是市場(chǎng)和用戶(hù)的青睞程度來(lái)講，其優(yōu)勢(shì)愈 加明顯。經(jīng)實(shí)踐證明，AKD已成為國(guó)內(nèi)紙廠使用最成熟、最有成效的中性施 膠劑。介于AKD高活性、易水解等特性，其乳液的配制不僅需解決其乳化問(wèn) 題，還應(yīng)解決其穩(wěn)定性問(wèn)題。傳統(tǒng)AKD乳液基本以陽(yáng)離子淀粉和一些小分子 表面活性劑作為乳化劑，由此制得的AKD乳液都存在多泡及穩(wěn)定性差等缺 點(diǎn)，且在纖維上的留著率及其與纖維的反應(yīng)性均較低，因而易出現(xiàn)施膠效果 減退的現(xiàn)象，并且施膠后紙的強(qiáng)度性能有所降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種具有優(yōu)良穩(wěn)定性、 黏結(jié)性能、成膜性能和施膠效果好的兩性高分子基AKD乳液的制備方法。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是-
1)將苯乙烯、丙烯酸酯類(lèi)單體、陽(yáng)離子單體、丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酰胺、 分子量調(diào)節(jié)劑按(5-10): (5-10): (5-10): (2-5): (5-20): (0.04-2)的質(zhì)量 比混合均勻制得溶液A,將溶液A與助溶劑按(22-55): (20-60)的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫至50-85'C;將油溶性引發(fā)劑、助溶劑按(0.2-2.5X-(1-5)混合均勻制得溶液C，再將C加入50-85'C的B溶液中，其中溶液C 與溶液B的質(zhì)量比為0.04-0.08: 1 ，繼續(xù)保溫反應(yīng)3-6小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至6-8， 加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 60-80°C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融 的AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑
D: AKD:去離子水的質(zhì)量比為(0.2-0.6): 1: (3-5);
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入60-8(TC的熱水，經(jīng)20-30MPa均質(zhì)后，制得 固含量為30%的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入-5 5。C的去離子水制得固含量 為15-20%的兩性高分子基AKD乳液。
所述的丙烯酸酯類(lèi)單體為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯 酸正辛酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯和(甲基)丙烯酸羥丙酯之一種或其中二至 多種以任意比例的混合。
所述的陽(yáng)離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙 基二甲基芐基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基二甲基芐 基氯化銨、對(duì)-乙烯基芐基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化節(jié)季 銨、二烯丙基二甲基氯化銨或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯之一種或其中二至 多種以任意比例的混合。
所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種或兩種任意比例的混 合物。
所述的分子量調(diào)節(jié)劑為十二硫醇或異丙醇。所述的助溶劑為N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡 咯烷酮。
所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或過(guò)氧化二苯甲酰。
本發(fā)明制備過(guò)程中不使用小分子表面活性劑和陽(yáng)離子淀粉，克服了 AKD 乳液在高溫下和長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中易發(fā)霉、變質(zhì)的問(wèn)題，解決乳液易起泡，穩(wěn) 定性和施膠效果差等缺點(diǎn)；所制備的兩性高分子基AKD乳液兼具陰離子性和 陽(yáng)離子性，使得AKD乳液不受造紙濕部系統(tǒng)的陰離子雜質(zhì)干擾，保留率大幅 提高，同時(shí)極大縮短了 AKD的熟化期；且與填料和氧化淀粉具有良好的協(xié)同 作用，可大幅提高紙張的防水性和物理強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
1) 將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯 酸、丙烯酰胺、十二硫醇按10: 5: 8: 2.5: 8: 0.5的質(zhì)量比混合均勻制得溶 液A，將溶液A與N， N-二甲基甲酰胺按22: 20的質(zhì)量比混合均勻制得溶 液B，升溫至85。C;將偶氮二異丁腈與N， N-二甲基甲酰胺按0.5: 2混合均 勻制得溶液C，再將C加入85'C的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量 比為0.04: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)3小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至6，加入去離子水調(diào)節(jié)體 系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 8(TC;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的 AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D: AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.2: 1: 5;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入8(TC的熱水，經(jīng)20MPa均質(zhì)后，制得固含 量為30。/。的AKD乳液F;4)在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入-5'C的去離子水制得固含量為 15%的兩性高分子基AKD乳液。 實(shí)施例2:
1) 將苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基
丙烯酸、丙烯酰胺、異丙醇按8: 10: 5: 4.5: 12: 1.3的質(zhì)量比混合均勻制
得溶液A，將溶液A與N， N-二甲基乙酰胺按40: 50的質(zhì)量比混合均勻制 得溶液B，升溫至6(TC;將偶氮二異庚腈與N， N-二甲基乙酰胺按1.8: 5混 合均勻制得溶液C,再將C加入6(TC的B溶液中，其中溶液C與溶液B的 質(zhì)量比為0.06: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)5小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至8，加入去離子水調(diào) 節(jié)體系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 60°C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的 AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D: AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.6: 1: 3;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入60'C的熱水，經(jīng)30MPa均質(zhì)后，制得固含 量為30Q/。的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入(TC的去離子水制得固含量為 18%的兩性高分子基AKD乳液。
實(shí)施例3:
1)將苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酸、 丙烯酰胺、十二硫醇按5: 7: 10: 3: 20: 0.8的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A， 將溶液A與N-甲基吡咯烷酮按30: 40的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫 至75°C;將過(guò)氧化二苯甲酰與N-甲基吡咯垸酮按2.5:3混合均勻制得溶液C， 再將C加入75。C的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.08: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)4小B寸，調(diào)節(jié)pH值至7，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20%， 既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 7(TC;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的 AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D:
AKD:去離子水的質(zhì)量比為0,3: 1: 4;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入7(TC的熱水，經(jīng)25MPa均質(zhì)后，制得固含 量為30M的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入3'C的去離子水制得固含量為 16%的兩性高分子基AKD乳液。
實(shí)施例4:
1) 將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯 酸、丙烯酰胺、異丙醇按7: 8: 9: 4.2: 10: 1的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A， 將溶液A與N， N-二甲基甲酰胺按55: 60的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B,升
溫至50'C;將過(guò)氧化二苯甲酰與N， N-二甲基甲酰胺按l: l混合均勻制得
溶液C，再將C加入50°C的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.05: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)6小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至7，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至 20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 65 °C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的 AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D: AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.5: 1: 3.5;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入65。C的熱水，經(jīng)23MPa均質(zhì)后，制得固含4)在攪拌條^^下，向AKD乳液F中加入-2'C的去離子水制得固含量為 20%的兩性高分子基AKD乳液。 實(shí)施例5:
1) 將苯乙烯、甲基丙烯酸十八酯、對(duì)-乙烯基芐基三甲基氯化銨、丙烯
酸、丙烯酰胺、十二硫醇按9: 6: 7:3.5: 5: 0.04的質(zhì)量比混合均勻制得
溶液A，將溶液A與N, N-二甲基乙酰胺按50: 55的質(zhì)量比混合均勻制得 溶液B，升溫至70。C;將偶氮二異庚腈與N， N-二甲基乙酰胺按0,2: 4混合 均勻制得溶液C，再將C加入7(TC的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì) 量比為0.07: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)3.5小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至8，加入去離子水調(diào)節(jié) 體系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在 75'C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的 AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D: AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.4: 1: 4.5;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入75"C的熱水，經(jīng)27MPa均質(zhì)后，制得固含 量為30。/。的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入5"C的去離子水制得固含量為 17%的兩性高分子基AKD乳液。
實(shí)施例6:
1)將苯乙烯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸二甲胺基 乙酯氯化芐季銨、二烯丙基二甲基氯化銨、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、 異丙醇按6: 3: 5: 3: 3: 1: 1: 18: 1.5的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A，將 溶液A與N-甲基吡咯烷酮按25: 30的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫至 55°C;將偶氮二異丁腈與N-甲基吡咯烷酮按1.5: 2.5混合均勻制得溶液C，再將C加入55。C的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.06: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)4.5小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至6，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在63°C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D:AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.6: 1: 3.8;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入63t:的熱水，經(jīng)29MPa均質(zhì)后，制得固含量為30n/。的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入rC的去離子水制得固含量為19%的兩性高分子基AKD乳液。
實(shí)施例7:
1) 將苯乙烯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、二烯丙基二甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、十二硫醇按10: 2: 3: 4: 6: 3: 2: 14: 2的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A，將溶液A與N， N-二甲基甲酰胺按35: 45的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫至80°C;將偶氮二異丁腈與N， N-二甲基甲酰胺按2.3: 3.5混合均勻制得溶液C，再將C加入80'C的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.04: 1，繼續(xù)保溫反應(yīng)5.5小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至8，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20。/0，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水，體系的溫度在68°C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D:AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.4: 1: 4.2;3) 向AKD預(yù)乳液E中加入68'C的熱水，經(jīng)21MPa均質(zhì)后，制得固含量為30n/。的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入-rC的去離子水制得固含量為18%的兩性高分子基AKD乳液。
實(shí)施例8:
1) 將苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、丙烯酰氧乙
基三甲基氯化銨、丙烯酸、丙烯酰胺、異丙醇按5: 3: 3: 4: 1: 2: 2: 4:
7: 1.7的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A，將溶液A與N-甲基吡咯垸酮按45: 35的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫至65'C;將過(guò)氧化二苯甲酰與N-甲基吡咯烷酮按2: 1.5混合均勻制得溶液C，再將C加入65t:的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.08: 1,繼續(xù)保溫反應(yīng)3小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至6，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20%，既得兩性高分子表面活性劑D;
2) 保持兩性高分子表面活性劑D、 AKD和去離子水各體系的溫度在77°C;待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D:AKD:去離子水的質(zhì)量比為0.2: 1: 4.7;
3) 向AKD預(yù)乳液E中加入77X:的熱水，經(jīng)24MPa均質(zhì)后，制得固含量為30n/。的AKD乳液F;
4) 在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入4°C的去離子水制得固含量為15%的兩性高分子基AKD乳液。
權(quán)利要求
1、兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征在于1)將苯乙烯、丙烯酸酯類(lèi)單體、陽(yáng)離子單體、丙烯酸類(lèi)單體、丙烯酰胺、分子量調(diào)節(jié)劑按(5-10)∶(5-10)∶(5-10)∶(2-5)∶(5-20)∶(0.04-2)的質(zhì)量比混合均勻制得溶液A，將溶液A與助溶劑按(22-55)∶(20-60)的質(zhì)量比混合均勻制得溶液B，升溫至50-85℃；將油溶性引發(fā)劑、助溶劑按(0.2-2.5)∶(1-5)混合均勻制得溶液C，再將C加入50-85℃的B溶液中，其中溶液C與溶液B的質(zhì)量比為0.04-0.08∶1，繼續(xù)保溫反應(yīng)3-6小時(shí)，調(diào)節(jié)pH值至6-8，加入去離子水調(diào)節(jié)體系固含量至20％，既得兩性高分子表面活性劑D；2)保持兩性高分子表面活性劑D、AKD和去離子水各體系的溫度在60-80℃；待AKD熔融后，在攪拌條件下將兩性高分子表面活性劑D、熔融的AKD和去離子水混合，制得AKD預(yù)乳液E，其中兩性高分子表面活性劑D∶AKD∶去離子水的質(zhì)量比為(0.2-0.6)∶1∶(3-5)；3)向AKD預(yù)乳液E中加入60-80℃的熱水，經(jīng)20-30MPa均質(zhì)后，制得固含量為30％的AKD乳液F；4)在攪拌條件下，向AKD乳液F中加入-5～5℃的去離子水制得固含量為15-20％的兩性高分子基AKD乳液。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征 在于所述的丙烯酸酯類(lèi)單體為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基) 丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯和(甲基)丙烯酸羥丙酯之一種或其中 二至多種以任意比例的混合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征在于所述的陽(yáng)離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧 乙基二甲基芐基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基二甲基 芐基氯化銨、對(duì)-乙烯基節(jié)基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐 季銨、二烯丙基二甲基氯化銨或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯之一種或其中二 至多種以任意比例的混合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征在于所述的丙烯酸類(lèi)單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種或兩種任意比例的 混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征在于所述的分子量調(diào)節(jié)劑為十二硫醇或異丙醇。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征 在于所述的助溶劑為N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺或N-甲基 吡咯烷酮。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩性高分子基AKD乳液的制備方法，其特征 在于所述的油溶性引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或過(guò)氧化二苯甲 酰。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種兩性高分子基AKD乳液的制備方法，在助溶劑和分子量調(diào)節(jié)劑的作用下，以苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體、(甲基)丙烯酸等乙烯基單體為共聚單體，通過(guò)無(wú)皂乳液聚合法制得兩性無(wú)皂苯丙乳液。以其作為兩性高分子表面活性劑，將具有優(yōu)異疏水性能的長(zhǎng)鏈烷基烯酮多聚體(AKD)乳化分散，經(jīng)剪切分散后即可制得具有良好穩(wěn)定性和施膠性能的AKD乳液。本發(fā)明制備過(guò)程中不使用小分子乳化劑和陽(yáng)離子淀粉，克服了傳統(tǒng)AKD乳液易起泡，穩(wěn)定性和施膠效果差等缺點(diǎn)；所制備的兩性高分子基AKD乳液兼具陰離子性和陽(yáng)離子性，使得AKD乳液不受造紙濕部系統(tǒng)的陰離子雜質(zhì)干擾，保留率大幅提高。
文檔編號(hào)D21H21/14GK101649581SQ2009100237
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者欽 劉, 李剛輝, 李小瑞, 沈一丁, 王?；? 費(fèi)貴強(qiáng) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)