专利名称：阳离子无皂松香施胶剂的制备方法
技术领域：
本发明属于造纸化学品制备工艺领域，特别涉及一种阳离子无皂松香施胶剂的制备方法。
背景技术：
随着纸张抄造系统的中(碱)性化，阳离子松香胶因具有自留着、近中性添加、设备腐蚀小、成本合理、稳定性高等优点而得到广泛的应用。阳离子松香胶的制备方法主要有三种自身阳离子化法、转型法和阳离子乳化剂乳化法。但无论采用何种方法，均需要添加常规表面活性剂以保持乳液的稳定，这对处理造纸污水和应用效果均不利，尤其是对纸张的施胶效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够提高松香施胶剂留着和应用效果、不含小分子乳化剂的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法。
为达到上述目的本发明采用的技术方案是首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶0.5-1∶4的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为20％-40％的苯乙烯、20％-50％的丙烯酸酯、20％-40％的阳离子单体和2％-5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在60℃-90℃下聚合3-8小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.2-1∶0.4∶0.6；再向其中添加80℃-100℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
本发明的丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸己酯；阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯。
采用本发明制备的阳离子无皂松香施胶剂具有高阳离子度和不含小分子乳化剂的特点，可大幅度地降低硫酸铝的添加量，实现中性和弱碱条件下施胶，提高松香施胶剂留着率。
具体实施例方式
实施例1，首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶0.5的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为20％的苯乙烯、45％的丙烯酸乙酯、30％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在60℃下聚合8小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为20％，ζ电位为37mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.2；再向其中添加80℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
实施例2，首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶1的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为30％的苯乙烯、36％的丙烯酸丁酯、30％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和4％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在70℃下聚合7小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为25％，ζ电位为41mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.3；再向其中添加85℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
实施例3，首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶2的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为27％的苯乙烯、30％的丙烯酸己酯、40％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和3％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在80℃下聚合6小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为30％，ζ电位为45mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.4；再向其中添加90℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
实施例4，首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶3的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为25％的苯乙烯、50％的丙烯酸丁酯、20％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在85℃下聚合5小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为35％，ζ电位36mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.5；再向其中添加95℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
实施例5，首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶4的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为40％的苯乙烯、20％的丙烯酸乙酯、38％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和2％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在90℃下聚合3小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为40％，ζ电位46mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.6；再向其中添加100℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
权利要求
1.阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于1)首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；2)将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶0.5-1∶4的质量比混合作为反应介质；3)将质量百分比为20％-40％的苯乙烯、20％-50％的丙烯酸酯、20％-40％的阳离子单体和2％-5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在60℃-90℃下聚合3-8小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂；4)将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.2-1∶0.4∶0.6；5)再向其中添加80℃-100℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
2.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于所说的丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸己酯。
3.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于所说的阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯。
4.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶0.5的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为20％的苯乙烯、45％的丙烯酸乙酯、30％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在60℃下聚合8小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为20％，ζ电位为37mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.2；再向其中添加80℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
5.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶1的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为30％的苯乙烯、36％的丙烯酸丁酯、30％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和4％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在70℃下聚合7小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为25％，ζ电位为41mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.3；再向其中添加85℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
6.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶2的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为27％的苯乙烯、30％的丙烯酸己酯、40％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和3％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在80℃下聚合6小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为30％，ζ电位为45mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.4；再向其中添加90℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
7.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶3的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为25％的苯乙烯、50％的丙烯酸丁酯、20％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和5％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在85℃下聚合5小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为35％，ζ电位36mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.5；再向其中添加95℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
8.根据权利要求1所述的阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，其特征在于首先按质量比将完全熔化的300份松香保持在110℃，然后向其中滴加90份环氧氯丙烷，反应2小时后将体系温度降至70℃，再滴加200份质量浓度为30％的三甲胺水溶液，滴料时间3小时，反应5小时后蒸出体系中的水分即得棕黄色的改性松香；将N，N-二甲基甲酰胺和水按1∶4的质量比混合作为反应介质；将质量百分比为40％的苯乙烯、20％的丙烯酸乙酯、38％的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和2％的过硫酸钾分别滴加到反应介质中，在90℃下聚合3小时，再以冰醋酸中和得到阳离子高分子表面活性剂，该表面活性剂的固含量为40％，ζ电位46mV；将改性松香和甲苯混合加热至溶解，然后加入阳离子高分子表面活性剂搅拌均匀，其中改性松香、甲苯和阳离子高分子表面活性剂的重量比为1∶0.4∶0.6；再向其中添加100℃的热水转相为O/W型乳液，减压蒸出有机溶剂，冷却至60℃出料并经胶体研磨处理即可。
全文摘要
本发明公开了一种阳离子无皂松香施胶剂的制备方法，首先将松香通过环氧氯丙烷和三甲胺改性，再利用苯乙烯、丙烯酸酯和阳离子单体聚合，得到阳离子高分子表面活性剂；在助溶剂和阳离子高分子表面活性剂的作用下，改性松香经乳化分散、蒸出溶剂及胶体磨处理后即可得到高阳离子度无皂松香施胶剂。采用本发明制备的阳离子度无皂松香施胶剂，可以大幅度地降低硫酸铝的添加量，实现中性和弱碱条件下施胶，提高松香施胶剂留着率，提高松香施胶剂的应用效果。
文档编号D21H21/16GK1807755SQ2006100418
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者李小瑞, 沈一丁, 李刚辉, 费贵强, 王海花, 任庆海 申请人:陕西科技大学