專利名稱：一種陽離子高分散半交聯(lián)akd中/堿性施膠劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子化學施膠劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陽離子高分散半交聯(lián)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/堿性施膠齊U，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)性和施膠效果，開發(fā)和生產(chǎn)具有良好乳化和分散能力，能夠?qū)⑽磪⒓臃磻?yīng)的AKD進行有效乳化和分散的AKD乳液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陽離子高分散半交聯(lián)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)效率和施膠效果。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種陽離子高分散半交聯(lián)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、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在50-55 °C時反應(yīng)I. 0-2. O小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 0.6，然后加入氫氧化鈉，升溫到60-70°C加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至90-95°C反應(yīng)I. 0-2. 0小時，降溫至50-55°C加入醋酸，再降至20_30°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和水按7 4 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)器中加入陽離子木薯淀粉溶液和水，陽離子木薯淀粉溶液和水的 質(zhì)量比為80 79，升溫至65-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 0-2. 0小時，
第六步，加料完畢后于85-90°C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、棕櫚蠟和AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至85-90°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌40-50分鐘，在攪拌下加入85-90°C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)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，PH值為7. 5-8. 5，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量5. 0-7. 5Kg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為32-37g/m2,抗張指數(shù)60-65 N*m/g,撕裂指數(shù)為7. 5-8. 0 mN m2/g 并且節(jié)省膠料23-28%。本發(fā)明先將木薯淀粉降解然后進行陽離子化，再和丙烯酸酯進行接枝共聚反應(yīng)，得到的共聚物分子中含有半交聯(lián)結(jié)構(gòu)，本身就是性能優(yōu)異的施膠劑，將其作為乳化劑應(yīng)用于AKD和棕櫚蠟的乳化，制備的中/堿性施膠劑乳液顆粒帶有正電荷，具有較強的乳化和分散能力，能夠?qū)⑽磪⒓臃磻?yīng)的AKD進行有效乳化和分散，得到穩(wěn)定的、流動性良好的施膠劑乳液。在中/堿性條件下進行施膠時，加入的施膠劑分散在纖維之間，并與纖維反應(yīng)，使纖維的排列更加緊密、分布變得十分均勻，纖維分子末端引入AKD可以顯著降低其表面能，施膠度明顯提高，具有良好的留著性和施膠效果。
具體實施例方式下面將以具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。實施例一
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌a-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在50°C時反應(yīng)1.0小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌a-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 0.6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到60°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至90°C反應(yīng)2. O小時，降溫至50°C加入7克醋酸，再降至20°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(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80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至65°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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小時，
第六步，加料完畢后于85°C保溫反應(yīng)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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至85°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌50分鐘，在攪拌下加入85°C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)25MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，PH值為7. 5，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量5. OKg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為37 g/m2,抗張指數(shù)60 N*m/g,撕裂指數(shù)為7. 5 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料28%。實施例二
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在51°C時反應(yīng)I. 2小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α -淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到62°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至91°C反應(yīng)I. 8小時，降溫至51°C加入7克醋酸，再降至22°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至66°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 2小時，第六步，加料完畢后于86°C保溫反應(yīng)3. 4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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至86°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌48分鐘，在攪拌下加入86°C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)26MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，PH值為7. 7，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量5. 5Kg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為36 g/m2,抗張指數(shù)61 N*m/g,撕裂指數(shù)為7.6 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料27%。實施例三
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在52°C時反應(yīng)I. 4小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到64°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至92°C反應(yīng)I. 6小時，降溫至52°C加入7克醋酸，再降至24°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至67°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 4小時，
第六步，加料完畢后于87°C保溫反應(yīng)3. 3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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至87°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌46分鐘，在攪拌下加入87°C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)27MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，PH值為7. 9，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量6. OKg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為35 g/m2,抗張指數(shù)62 N*m/g,撕裂指數(shù)為7.7 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料26%。實施例四
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟、第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌a-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在53°C時反應(yīng)I. 6小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌a-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 0.6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到66°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至93°C反應(yīng)I. 4小時，降溫至53°C加入7克醋酸，再降至26°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至68°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 6小時，
第六步，加料完畢后于88°C保溫反應(yīng)3. 2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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至88°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌44分鐘，在攪拌下加入88°C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)28MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，PH值為8. 1，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量6. 5Kg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為34 g/m2,抗張指數(shù)63 N*m/g,撕裂指數(shù)為7.8 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料25%。實施例五
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌a-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在54°C時反應(yīng)I. 8小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌a -淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 0.6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到68°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至94°C反應(yīng)I. 2小時，降溫至54°C加入7克醋酸，再降至28°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按 7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至69°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 8小時，
第六步，加料完畢后于89°C保溫反應(yīng)3. I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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至89°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌42分鐘，在攪拌下加入89°C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)29MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，pH值為8. 3，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量7. OKg/t紙，施膠后新聞紙的Cobb值為33 g/m2,抗張指數(shù)64 N*m/g,撕裂指數(shù)為7.9 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料24%。實施例六
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在55°C時反應(yīng)2. O小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α -淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到70°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至95°C反應(yīng)I. O小時，降溫至55°C加入7克醋酸，再降至30°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液，
第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至70°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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2. O小時，
第六步，加料完畢后于90°C保溫反應(yīng)3. O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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至90°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌40分鐘，在攪拌下加入90°C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)30MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于47g/m2新聞紙的漿內(nèi)施膠中，pH值為8. 5，陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用量7. 5Kg/t紙，施膠后新聞紙的、Cobb值為32 g/m2,抗張指數(shù)65 N*m/g,撕裂指數(shù)為8. 0 mN*m2/g,并且節(jié)省膠料23%。綜上所述，本發(fā)明采用木薯淀粉降解后進行陽離子化，再和丙烯酸酯進行接枝共聚反應(yīng)，得到的共聚物分子中含有半交聯(lián)結(jié)構(gòu)，本身就是性能優(yōu)異的施膠劑，將其作為乳化劑應(yīng)用于AKD和棕櫚蠟的乳化，制備的中/堿性施膠劑乳液顆粒帶有正電荷，具有較強的乳化和分散能力，能夠?qū)⑽磪⒓臃磻?yīng)的AKD進行有效乳化和分散，得到穩(wěn)定的、流動性良好的施膠劑乳液。在中/堿性條件下進行施膠時，加入的施膠劑分散在纖維之間，并與纖維反 應(yīng)，使纖維排列更加緊密、分布變得十分均勻，纖維分子末端引入AKD可以顯著降低其表面能，施膠度明顯提高，具有良好的留著性和施膠效果。
權(quán)利要求
1.一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟 第一步，將水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在50-55 °C時反應(yīng)I. 0-2. O小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為、200 100 O. 6，然后加入氫氧化鈉，升溫到60-70°C加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至90-95°C反應(yīng)I. 0-2. O小時，降溫至50-55°C加入醋酸，再降至20_30°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和水按7 4 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I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入陽離子木薯淀粉溶液和水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至65-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 0-2. O小時， 第六步，加料完畢后于85-90°C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、棕櫚蠟和AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至85_90°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌40-50分鐘，在攪拌下加入85-90°C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)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在50°C時反應(yīng)I. O小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為、200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到60°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至90°C反應(yīng)2. O小時，降溫至50°C加入7克醋酸，再降至20°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按、16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按、7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至65°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. O小時， 第六步，加料完畢后于85°C保溫反應(yīng)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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至85°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌50分鐘，在攪拌下加入85°C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)25MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在51°C時反應(yīng)I. 2小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α -淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到62°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至91°C反應(yīng)I. 8小時，降溫至51°C加入7克醋酸，再降至22°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至66°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 2小時， 第六步，加料完畢后于86°C保溫反應(yīng)3. 4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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至86°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌48分鐘，在攪拌下加入86°C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)26MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在52°C時反應(yīng)I. 4小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到64°C加入70克.3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至92°C反應(yīng)I. 6小時，降溫至52°C加入7克醋酸，再降至24°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至67°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單 體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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I. 4小時， 第六步，加料完畢后于87°C保溫反應(yīng)3. 3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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至87°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌46分鐘，在攪拌下加入87°C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)27MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在53°C時反應(yīng)I. 6小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到66°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至93°C反應(yīng)I. 4小時，降溫至53°C加入7克醋酸，再降至26°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至68°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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1.6小時， 第六步，加料完畢后于88°C保溫反應(yīng)3. 2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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至88°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌44分鐘，在攪拌下加入88°C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)28MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在54 °C時反應(yīng)I. 8小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α-淀粉酶的質(zhì)量比為200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到68°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至94°C反應(yīng)I. 2小時，降溫至54°C加入7克醋酸，再降至28°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按.16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按.7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至69°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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1.8小時， 第六步，加料完畢后于89°C保溫反應(yīng)3. I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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至89°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌42分鐘，在攪拌下加入89°C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)29MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯淀粉和0.6克真菌α-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在55°C時反應(yīng)2. O小時，得到降解木薯淀粉，水、木薯淀粉和真菌α -淀粉酶的質(zhì)量比為.200 100 O. 6，然后加入10克氫氧化鈉，升溫到70°C加入70克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，再升溫至95°C反應(yīng)I. O小時，降溫至55°C加入7克醋酸，再降至30°C，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 10 70 7，向第一反應(yīng)器中加水調(diào)節(jié)固含量至25%，即得陽離子木薯淀粉溶液， 第二步，將16克甲基丙烯酸辛酯、12克甲基丙烯酸十八酯和I克甲基丙烯酸羥乙酯按.16 12 I的質(zhì)量比混合制成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯酰胺、4克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和20克水按.7 4 20的質(zhì)量比混合制成第二混合單體，第四步，將1克過硫酸銨和20克水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和79克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 79，升溫至70°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、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2. O小時， 第六步，加料完畢后于90°C保溫反應(yīng)3. O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150克AKD乳化劑、110克棕櫚蠟和140克AKD，其中AKD 乳化劑、棕櫚蠟和AKD的質(zhì)量比為150 110 140，升溫至90°C，待棕櫚蠟和AKD熔融后，攪拌40分鐘，在攪拌下加入90°C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)30MPa均質(zhì)后，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩(wěn)定的陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
全文摘要
一種陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，先將木薯淀粉在真菌α-淀粉酶的作用下進行降解，降解木薯淀粉在氫氧化鈉作用下用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨進行陽離子化，然后用醋酸中和得到陽離子木薯淀粉溶液，在過硫酸銨作用下，陽離子木薯淀粉溶液和甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨進行接枝共聚反應(yīng)，得到的共聚物分子中含有半交聯(lián)結(jié)構(gòu)，將其作為乳化劑應(yīng)用于AKD和棕櫚蠟的乳化，得到陽離子高分散半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑，制備的中/堿性施膠劑乳液顆粒帶有正電荷，具有較強的乳化和分散能力，在中/堿性條件下進行施膠時，施膠度明顯提高，具有良好的留著性和施膠效果。
文檔編號D21H21/16GK102635015SQ20121013618
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者張國運, 張昌輝, 彭莉, 程芳玲 申請人:陜西科技大學