專利名稱：一種無施膠滯后半交聯(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(xué)施膠劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無施膠滯后半交聯(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(jì)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(rèn)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。AKD與紙張纖維的反應(yīng)在一定時間內(nèi)會持續(xù)進行，AKD施膠在紙頁干后尚未完成，卷取后仍在進行，24小時內(nèi)甚至其后若干周內(nèi)還在進行。隨著存放時間的延長，紙頁的施膠度會上升，故紙卷下機一段時間后才能達到最佳的施膠效果。在此期間易出現(xiàn)施膠效果減退的現(xiàn)象，并且施膠紙張的強度性能有所降低。近年來提高和完善AKD乳液性能的研究日趨活躍，減輕或消除AKD乳液施膠效果減退的現(xiàn)象，開發(fā)和生產(chǎn)到達最佳施膠效果的時間短和施膠性能穩(wěn)定的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無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，所得的中/堿性施膠劑具有很好的穩(wěn)定性，下機后施膠紙張的抗水性能和強度性能保持穩(wěn)定，消除了 AKD乳液施膠效果減退的現(xiàn)象。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種無施膠滯后半交聯(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a-淀粉酶加入第一反應(yīng)器中在50-55 °C時反應(yīng)I. 0-2.0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，將醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸和丙烯醇按22 6 7 4 I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，將過硫酸銨和水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液，
第四步，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 99，升溫至60-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 0-2.0小時，
第五步，加料完畢后于80-90°C保溫反應(yīng)2. 0-3. 0小時，
第六步，降溫到30-40°C，用100-200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、蜂蠟和AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至80-85°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌30-40分鐘，在攪拌下加入80-85°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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25_30°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量60-65千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 5-3. 0千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為35-40克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 8-8. 3牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為33-38克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 7-8. 2牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為33-38克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 7-8. 2牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為32-37克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 6-8. I牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。本發(fā)明制備過程中不使用小分子表面活性劑，有利于環(huán)境保護和應(yīng)用效果的提高。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和蜂蠟的乳化，制備的中/堿性施膠劑乳液粘度小，穩(wěn)定性好，乳液顆粒帶有正電荷和負(fù)電荷，同時又含有半交聯(lián)結(jié)構(gòu)，有助于留著并且與帶負(fù)電荷的紙張纖維能夠緊密結(jié)合，因此大大提高了施膠性能，施膠效果明顯，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。
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(xì)的描述。實施例一
一種無施膠滯后半交聯(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)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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 6 7 4 I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至60°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. O小時，
第五步，加料完畢后于80°C保溫反應(yīng)3. O小時，
第六步，降溫到30°C，用100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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至80°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌30分鐘，在攪拌下加入80°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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25°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量60千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 5千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為40克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 8牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為38克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 7牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為38克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 7牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為37克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 6牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。實施例二
一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 6 7 4 I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至62°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 2小時，
第五步，加料完畢后于82°C保溫反應(yīng)2. 8小時，
第六步，降溫到32°C，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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至81 °C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌32分鐘，在攪拌下加入81°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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26°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量61千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 6千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為39克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 9牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為37克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 8牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為37克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 8牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為36克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 7牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。實施例三
一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至64°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 4小時，
第五步，加料完畢后于84°C保溫反應(yīng)2. 6小時，
第六步，降溫到34°C，用140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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至82°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌34分鐘，在攪拌下加入82°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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27°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克 /米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量62千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 7千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為38克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 0牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為36克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 9牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為36克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 9牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為35克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 8牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。實施例四
一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 6 7 4 I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至66°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 6小時，
第五步，加料完畢后于86°C保溫反應(yīng)2. 4小時，
第六步，降溫到36°C，用160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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至83°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌36分鐘，在攪拌下加入83°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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28°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量63千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 8千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為37克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. I牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為35克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. O牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為35克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. O牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為34克/米2，環(huán)壓指數(shù)為7. 9牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。實施例五
一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至68°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 8小時， 第五步，加料完畢后于88°C保溫反應(yīng)2. 2小時，
第六步，降溫到38°C，用180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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至84°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌38分鐘，在攪拌下加入84°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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29°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量64千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑2. 9千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為36克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 2牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為34克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. I牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為34克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. I牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為33克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 0牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。實施例六
一種無施膠滯后半交聯(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55°C時反應(yīng)2. 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. 0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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體，
第三步，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，
第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至70°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為2.0小時，
第五步，加料完畢后于90°C保溫反應(yīng)2. 0小時，
第六步，降溫到40°C，用200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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至85°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌40分鐘，在攪拌下加入85°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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30°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。將此無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑用于以100%國內(nèi)廢紙抄造的110克/米2瓦楞原紙表面施膠中，淀粉用量65千克/噸紙，無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑3. O千克/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的Cobb值為35克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 3牛 米2/克；2小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為33克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 2牛 米2/克；24小時后施膠瓦楞原紙的Cobb值為33克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. 2牛 米2/克；7天后施膠瓦楞原紙的Cobb值為32克/米2，環(huán)壓指數(shù)為8. I牛 米2/克，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。 綜上所述，發(fā)明所得的一種無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑的制備方法，由于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和蜂蠟的乳化，制備的中/堿性施膠劑乳液粘度小，穩(wěn)定性好，乳液顆粒帶有正電荷和負(fù)電荷，分子中又含有半交聯(lián)基團，有助于留著并且與帶負(fù)電荷的紙張纖維能夠緊密結(jié)合，因此大大提高了施膠性能，施膠效果明顯，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種無施膠滯后半交聯(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，將醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸和丙烯醇按.22 6 7 4 I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，將過硫酸銨和水以質(zhì)量比I : 20制成過硫酸銨水溶液， 第四步，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 99，升溫至60-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 0-2. O小時， 第五步，加料完畢后于80-90°C保溫反應(yīng)2. 0-3. O小時， 第六步，降溫到30-40°C，用100-200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、蜂蠟和AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至80-85°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌30-40分鐘，在攪拌下加入80-85°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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25_30°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至60°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. O小時， 第五步，加料完畢后于80°C保溫反應(yīng)3. O小時， 第六步，降溫到30°C，用100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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至80°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌30分鐘，在攪拌下加入80°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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25°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至62°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 2小時， 第五步，加料完畢后于82°C保溫反應(yīng)2. 8小時， 第六步，降溫到32°C，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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至81°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌32分鐘，在攪拌下加入81°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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26°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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O. 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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升 溫至64°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 4小時， 第五步，加料完畢后于84°C保溫反應(yīng)2. 6小時， 第六步，降溫到34°C，用140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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至82°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌34分鐘，在攪拌下加入82°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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27°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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O. 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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至66°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 6小時， 第五步，加料完畢后于86°C保溫反應(yīng)2. 4小時， 第六步，降溫到36°C，用160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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至83°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌36分鐘，在攪拌下加入83°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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28°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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O. 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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至68°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為I. 8小時， 第五步，加料完畢后于88°C保溫反應(yīng)2. 2小時， 第六步，降溫到38°C，用180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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至84°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌38分鐘，在攪拌下加入84°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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29°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無施膠滯后半交聯(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O. 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22克醋酸乙烯酯、6克甲基丙烯酸甲酯、7克甲基丙烯酸十二酯、4克丙烯酸和I克丙烯醇按22 :6:7:4: I的質(zhì)量比混合制成混合單體， 第三步，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， 第四步，向第二反應(yīng)器中加入80克陽離子木薯淀粉溶液和99克水，陽離子木薯淀粉溶液和水的質(zhì)量比為80 99，升溫至70°C，同時加入過硫酸銨水溶液和混合單體，陽離子木薯淀粉溶液、過硫酸銨水溶液與混合單體的質(zhì)量比為80 21 40，整個加料時間為2. O小時， 第五步，加料完畢后于90°C保溫反應(yīng)2. O小時， 第六步，降溫到40°C，用200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110克AKD乳化劑、80克蜂蠟和150克AKD，其中AKD乳化劑、蜂蠟和AKD的質(zhì)量比為110 80 150，升溫至85°C，待蜂蠟和AKD熔融后，攪拌40分鐘，在攪拌下加入85°C的熱水調(diào)節(jié)固含量至15%，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30°C，得到固含量為15%的穩(wěn)定的無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑。
全文摘要
一種無施膠滯后半交聯(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，陽離子木薯淀粉溶液和醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸和丙烯醇進行接枝共聚反應(yīng)，得到的共聚物本身就是性能優(yōu)異的施膠劑，將其作為乳化劑應(yīng)用于AKD和蜂蠟的乳化，得到無施膠滯后半交聯(lián)AKD中/堿性施膠劑，制備的中/堿性施膠劑乳液粘度小，穩(wěn)定性好，乳液顆粒帶有正、負(fù)電荷，分子中含有半交聯(lián)基團，有助于留著并且與帶負(fù)電荷的紙張纖維能夠緊密結(jié)合，提高了施膠性能，沒有出現(xiàn)施膠滯后現(xiàn)象。
文檔編號D21H17/29GK102635032SQ2012101362
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)明者劉俠, 張國運, 張昌輝, 彭莉 申請人:陜西科技大學(xué)