一种新型阳离子松香施胶剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及造纸领域，为解决目前阳离子分散松香胶制备过程中，溶剂存在一定的不环保性，及溶剂回收较麻烦，同时脱溶剂后可能对乳化剂和分散松香带来不稳定性，造成松香施胶剂机械稳定性不好，不利于提高松香施胶效率的问题，本发明提供了一种新型阳离子松香施胶剂及其在造纸助剂上的应用，一种新型阳离子松香施胶剂由以下各组份制成，各组份的重量份为：复合型乳化剂3~15，改性松香树脂15~40，乳液稳定剂5~30，加水使总含固量为30~80%。本发明的施胶剂使用时乳液粒子性能稳定，施胶效果显著，生产环保。
【专利说明】一种新型阳离子松香施胶剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及造纸领域，具体是涉及一种新型阳离子松香乳液施胶剂及其在造纸助剂上的应用。
【背景技术】
[0002]施胶是造纸的一个工艺过程，利用施胶剂使纸张具有耐水的性能。施胶剂为能使纸张具有耐水性能的药剂，而施胶是通过一定工艺方法使纸张表面形成一种低能的憎液性膜，从而使纸和纸板获得抗拒流体(主要是水)的性质。通常这种憎液性膜由低表面自由能的物质组成，其均匀分布于纤维表面，防止或延缓液体对纸纤维的渗透和扩散。而浆内施胶是相对于表面施胶而言的，浆内施胶的优点是使纸张获得整体、均一的抗水性，同时在某些纸种中，防止表面胶液向纸张内部渗透。
[0003]国内对浆内施胶剂的开发应用起步较晚，但近几年发展迅猛，主要是受到大量从国外引进造纸机及造纸技术、并建立一批具有先进水平的造纸厂这一市场发展的影响，以及国内科研开发和行业协会的促进。总体来说，就科研开发的状况来看，正逐步和国际接轨，这将有力的推进中国造纸工业的发展。
[0004]目前，国内的浆内施胶剂种类虽然繁多，但是，松香系列松香施胶剂仍然占主导地位，这主要是因为松香资源丰富，不仅施胶成本低，而且松香能满足绝大部分纸和纸板的施胶要求。另外，松香胶使用方便，积累了丰富的经验，松香施胶剂也经历了几代产品的更替。
[0005]第一代松香胶即1807年发明及后来改进的皂化松香胶:采用天然松香和纯碱或烧碱发生皂化反应，松香酸大部分或全部皂化制成褐色松香胶，部分皂化形成游离松香含量为15%?40%白色松香胶。皂化胶的定着剂是采用硫酸铝，要求施胶时的pH值为酸性，给生产操作带来诸多不便，如夏季施胶困难，对设备具有腐蚀性，生产的纸张易返黄等。
[0006]第二代松香胶即强化松香胶:美国、日本等国利用不饱和酸和酸配，如富马酸、马来酸及其酸酐与天然松香进行加成反应，增加松香梭基基团，然后加碱皂化而得到强化松香胶。强化松香胶的特点是胶料和硫酸铝的用量少，可解决或减轻夏季施胶的困难，但易产生泡沫和腐浆，需要较高的干燥温度才能保证施胶效果。
[0007]第三代松香胶即加世纪70年代出现的阴离子分散松香胶:利用各种乳化剂、分散剂使松香分散于水中，使之全部游离而制成带负电荷的分散松香胶。分散松香胶比皂化松香胶具有更好的施胶效果，并且耐硬水性更强。
[0008]第四代松香胶即20世纪80年代的阳离子分散松香胶:通过高温或高压，使松香通过乳化和转相，或加入阳尚子闻分子分散剂获得带正电荷的分散松香胶。阳尚子分散松香胶由于其自身带有正电荷，能自身固着在带负电荷的纤维上，不依靠硫酸铝，所以硫酸铝的用量比阴离子分散松香胶更少，可实现中性施胶。
[0009]近年来，国内外在开展松香胶中性施胶剂和中性施胶工艺的研究中取得了很大的进展。目前，阳离子松香胶在日本、欧洲、北美以及国内均有工业产品，具有代表性的是美国Hecrules公司生产的NePuhor和奥地利克姆斯化学公司生产的合成松香中性施胶剂。阳离子松香胶正得到越来越多纸张的广泛使用。
[0010]中国专利CN1807754公开了一种阳离子松香施胶剂高分子乳化体系的制备方法，首先将苯乙烯、丙烯酸酯和阳离子单体和油溶性引发剂混合均匀加到异丙醇或丙酮或N，N-二甲基酰胺中聚合，减压蒸馏除去有机溶剂后得到水溶性共聚物；再以此作为阳离子乳化剂，乳化松香，得到阳离子松香施胶剂。中国专利CN1834347公开一种阳离子松香施胶剂及其制备方法，将环氧氯丙烷放入甲醇水溶液中，搅拌并升温40~50°C，加入三乙胺，反应2~4h，得中间体；将所得中间体、松香和异丙醇混合，加热升温至80~95°C，反应5~7h，得阳离子松香型表面活性剂，采用高温常压逆转法，制得阳离子施胶剂。在美国专利US5, 846, 308中，利用聚二烯丙基二甲基氯化铵与木素磺酸钠形成的带有正电荷的复合物与溶解于氯代甲烷中的强化松香混合后两次经均质器将松香溶液乳化，将氯代甲烷蒸发后获得阳离子分散松香胶。
[0011]上述专利中所披露的阳离子分散松香胶制备过程中，都采用一定量的溶剂，存在一定的不环保性，同时，溶剂回收较麻烦，给生产带来一定安全隐患，设备投资较高，脱溶剂后可能对乳化剂和分散松香带来不稳定性，造成松香施胶剂机械稳定性不好，不利于提高松香施胶效率。
【发明内容】
[0012]为解决目前阳离子分散松香胶制备过程中，溶剂存在一定的不环保性，及溶剂回收较麻烦，同时脱溶剂后可能对乳化剂和分散松香带来不稳定性，造成松香施胶剂机械稳定性不好，不利于提高松香施胶效率的问题，本发明提供了一种新型阳离子松香施胶剂及其在造纸助剂上的应用，本发明的施胶剂使用时乳液粒子性能稳定，施胶效果显著，生产环保。
[0013]本发明是通过以下技术方案实现的:一种新型阳离子松香施胶剂由以下各组份制成，各组份的重量份为:
[0014]
【权利要求】
1.一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，所述的新型阳离子松香施胶剂由以下各组份制成，各组份的重量份为: 复合型乳化剂3~15， 改性松香树脂15~40， 乳液稳定剂5~30, 水使总含固量为30~80%。
2.根据权利要求1所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，所述的新型阳离子松香施胶剂由以下各组份制成，各组份的重量份为: 复合型乳化剂5~10， 改性松香树脂25~40， 乳液稳定剂15~30， 水使总含固量为30~60%。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于， 所述的复合型乳化剂由阳离子型丙烯酸类高分子乳化剂、改性聚酰胺环氧氯丙烷树月旨、低分子阳离子乳化剂制成，其中阳离子型丙烯酸类高分子乳化剂、改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂、低分子阳离子乳化剂的重量比为2~5:2~5:0.4~1 ; 所述的乳液稳定剂选自硫酸铝、聚合氯化铝、氯化羟铝中的一种或几种； 所述的改性松香树脂选自酯化松香、富马松香、马来松香中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，改性松香树脂由以下各组份制成，各组份的重量份为: 酯化松香5~50， 富马改性松香5-10， 马来改性松香5-1O。
5.根据权利要求3或4所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，酯化松香选自甘油，季戊四醇改性松香中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，所述的阳离子丙烯酸酯类高分子乳化剂由以下各组份制成，各组份的重量份为: 引发剂1-5， 醋酸1-10， 苯乙烯1~30， 阳离子单体1~30， 烷基碳数为1-8的丙烯酸烷基酯中的一种或者几种1-25， 烷基碳数为I 8的甲基丙稀酸烷基酷中的一种或者几种10 40,十二硫醇1~4，水使含固量在15~50%; 所述的改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂由以下各组份制成，各组份的重量份为:己二酸1~30，二乙烯三胺1~30， 烷基碳数为5~25的脂肪酸中的一种或者几种1-10，环氧氯丙烷1~30，盐酸1~10，水使含固量在10~30%; 所述的低分子阳离子乳化剂选自烷基碳数为10-20的烷基二甲基苄基氯化铵、烷基碳数为10-20的烷基三甲基溴化铵、烷基碳数为8~20的烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，引发剂选自过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或几种，阳离子单体选自甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或两种，醋酸为工业醋酸，盐酸的质量浓度为10%。
8.根据权利要求1或2所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，采用高温高压均质机直接乳化工艺制备得到新型阳离子松香乳液施胶剂。
9.根据权利要求8所述的一种新型阳离子松香施胶剂，其特征在于，制备方法为以下步骤: (1)在松香釜中，将改性松香树脂，加热到150~180°C预先熔融，在另一加热器中将复合型乳化剂加热到130~l50°C ； (2)然后将熔融的改性松香树脂与加热后的复合型乳化剂经预混合后，通入高压均质机中进行乳化，调节均质机压力纸18~22MPa，然后通入冷却器冷却到50~70°C后，加入乳液稳定剂，及水至含固量为30-80%，得到新型阳离子松香乳液施胶剂。
10.一种如权利要求1所述的新型阳离子松香施胶剂在造纸助剂上的应用。
【文档编号】C08G69/48GK103628356SQ201310611305
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】吕建平, 吕英杰, 朱阳荣, 中田智彦, 李彬, 汪曾祁 申请人:杭州杭化哈利玛化工有限公司