造纸树脂障碍控制剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阳离子疏水性膨润土复合物及其制备方法。本发明专利技术是通过以下措施来实现的：将含仲胺基的聚合物与膨润土进行复合，形成含仲胺基的膨润土复合物，再利用表卤代醇将占上述含仲胺基的膨润土复合物中１０－１００％的仲胺基季铵化，获得本发明专利技术的造纸树脂障碍控制剂。上述造纸树脂障碍控制剂的制备方法，一种为水溶法，另一种为熔融法。按照本发明专利技术制成的造纸树脂障碍控制剂，在造纸常用的ｐＨ值范围内，如ｐＨ４－９，均带有正电荷，亲脂性有较显著的提高，对造纸树脂有较强的吸附能力。本发明专利技术的制备方法，具有工艺稳定可靠，产品质量高，适合于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种阳离子疏水性膨润土复合物及其制备方法。
技术介绍
造纸中的树脂是指在纸浆和纸张的生产过程中，所形成的粘性不溶性沉积物。这些粘性物质可来源于原木，也可来源于二次纤维，包括所有溶于有机溶剂但不溶于水的粘性物质，通称为树脂。来源于原木的树脂主要包括树脂酸、脂肪酸、脂肪酸酯和不皂化物，而来源于二次纤维的树脂成分则要复杂得多，如用于封装纸箱、纸袋和书本杂志的胶粘剂，各种包装用标签和自封袋的压敏胶粘剂，各种涂布粘合剂，木材组分的氧化和水解产物，残余的脱墨剂和漂白剂，某些具有特殊用途的纸制品中的防水、防油剂等。生产中如果控制不当，这些粘性组分则容易形成树脂障碍，影响纸机的运转性能和成纸质量。目前用于控制树脂障碍的方法主要有两种。一种是利用树脂障碍控制剂使树脂粒子附着于纤维上或稳定地分散在纸料中；另一种是在设备表面喷洒某种聚合物或表面活性剂减少树脂在设备表面的沉积。在第一种方法中，利用分散剂控制树脂障碍不能减少体系中的树脂，在封闭造纸体系中是无效的。在这种体系中，有效的方法必定是能将树脂颗粒从水体系中除掉，这样才不会引起树脂的积累和沉积。利用吸附剂如滑石粉、硅藻土极大的比表面积和疏水特性，吸附以小颗粒形式存在的树脂粒子，可防止树脂粒子的聚结，但这些吸附剂本身常带有负电荷，还必须提高这些吸附剂对带负电荷的纤维的吸附性能才能将树脂从体系中带走。硫酸铝、聚合氯化铝可在适当pH值下改变树脂的电性，提高树脂对纤维的吸附性能，但常常需要在酸性条件下操作。因此，近年来常采用低分子量高电荷密度的电荷中和剂来中和树脂粒子的表面负电荷，使之形成聚集体后吸附于纤维上。然而，树脂聚集形成的大聚集体一旦不能固着到纤维上则有可能造成树脂沉积，而且，树脂中有相当部分不带电荷或电性很弱，仅靠电中和作用的树脂控制剂必定有其局限性。现已发现，对阳离子聚合物进行疏水改性后，对树脂障碍控制作用要比普通阳离子聚合物好，且树脂以分散胶粒的形式固着到纤维上。同时，用阳离子聚合物涂覆粘土，所形成的带正电荷的粘土复合物也可将各种树脂结合到纤维上。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种带正电荷的疏水性树脂障碍控制剂，可以提高对不溶性树脂和对带负电荷纤维的吸附能力，减少树脂在造纸水体系中的积累，控制树脂障碍的产生。本专利技术的另一目的是提供上述树脂障碍控制剂的制备方法。本专利技术是通过以下措施来实现的将含仲胺基的聚合物与膨润土进行复合，形成含肿胺基的膨润土复合物，再利用表卤代醇将占上述含肿胺基的膨润土复合物中10-100％的仲胺基季铵化，获得本专利技术的造纸树脂障碍控制剂。本专利技术的造纸树脂障碍控制剂，所述膨润土是钠基膨润土、钠钙基膨润土或经有机润胀剂预插层的有机膨润土，所述膨润土中蒙脱石含量大于80％。本专利技术的造纸树脂障碍控制剂，所述含仲胺基的聚合物为聚酰胺多胺。本专利技术的造纸树脂障碍控制剂，所述的表卤代醇为环氧氯丙烷。本专利技术的造纸树脂障碍控制剂，所述有机润胀剂为烷基多胺或芳基多胺。上述造纸树脂障碍控制剂的一种制备方法，将膨润土分散于水中，制成具有流动性的膨润土悬浮液，浓度在1-25％之间，最好为5-15％，再在适当搅拌下将经酸化或未经酸化的含仲胺基的聚合物一次或分批加入膨润土悬浮液中，10-100℃温度下，反应0.5-15小时，形成含肿胺基的膨润土复合物；将上述含仲胺基的膨润土复合物磨成粉末分散于水中，制成重量百分比为10-40％膨润土悬浮液，加入表卤代醇，30-50℃温度下，反应1-3小时，加酸，调pH值为2-4，即本专利技术的造纸树脂障碍控制剂。上述造纸树脂障碍控制剂的另一种制备方法，将破碎成小颗粒的含仲胺基的聚合物与粉末状膨润土混合均匀后，将混合物在挤压力5-20MPa的条件下进行挤压，加热至100-200℃，冷却后，得含肿胺基的膨润土复合物；将上述含仲胺基的膨润土复合物磨成粉末分散于水中，制成重量百分比为10-40％膨润土悬浮液，加入表卤代醇，30-50℃温度下，反应1-3小时，加酸，调pH值为2-4，即本专利技术的造纸树脂障碍控制剂。本专利技术制备的阳离子膨润土复合物对造纸树脂具有疏水亲合力和静电吸引力，可作树脂的吸附剂，而其所带正电荷又使之易于沉积在带负电荷纤维上，从而随着纸页的形成将树脂带出生产系统，防止树脂的积累和沉积。在阳离子有机膨润土的制备中，主要涉及到膨润土、带有仲胺基的有机聚合物和表卤代醇三种组分。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土，要求其蒙脱石含量大于80％。蒙脱石是一种层状结构的硅酸盐矿物，其层间阳离子可以是钠离子、钙离子、镁离子、锂离子或铵离子，但最好是层间离子为钠离子的或主要为钠离子的蒙脱石，即钠基膨润土或钠—钙基膨润土。钠基膨润土可以是天然钠基膨润土，也可以是经各种方法和钠化剂改性的膨润土。钠基膨润土或钠—钙基膨润土还可进一步与有机低分子润胀剂进行离子交换反应，形成预插层蒙脱石。本专利技术中可采用各种润胀剂，如阳离子表面活性剂、阳离子双子型表面活性剂、氨基酸、烷基胺、芳基胺和烷基多胺、芳基多胺，但最好是使用烷基多胺和芳基多胺，尤其是烷基二胺、烷芳基二胺和芳基二胺及类似的三胺。所选择的二胺具有如下通式H2N-R1-NH2其中R1为碳原子数为6-20的烷基、烷芳基、多芳基或由其它原子联接起来的烷基和芳基链。所选择的三胺具有如下通式 其中R1、R2、R3是碳原子数为6-20的烷基、烷芳基、多芳基或由其它原子联接起来的烷基和芳基，R4为氢原子或甲基。润胀剂在水溶液中经酸酸化后，形成带有正电荷的有机铵离子，其中部分铵离子与膨润土中的层间阳离子发生离子交换作用，使得有机铵离子结合到膨润土中的蒙脱石上。本专利技术中所使用的酸包括任何可提供质子的无机和有机酸或酸性化合物，常用的无机酸包括盐酸、硫酸、磷酸等，所使用的有机酸包括甲酸、乙酸、苯磺酸和甲苯磺酸等。润胀剂的酸化可在常温下进行，如果经酸化后的润胀剂在常温下难于溶解或分散，也可适当加热，加热温度可视润胀剂的溶解性和稳定性而异。所使用的酸或酸性化合物所能提供的质子与润胀剂的摩尔比在1∶1-3∶1之间，视润胀剂的胺基数量而定。润胀剂的加入量应视蒙脱石的阳离子交换容量而定，其摩尔质量应接近于膨润土中可交换阳离子的摩尔质量。离子交换时蒙脱石的浓度则视润胀剂的溶解和分散性能及蒙脱石悬浮液的流动性而定，一般，控制0.5-15％，反应时间0.5-10小时。利用润胀剂处理后的膨润土也略带正电荷，与原膨润土相比，对树脂的吸附性能显著提高，但要获得更好的吸附性能，还需要进一步处理膨润土。本专利技术所涉及的第二大主要组分是带有仲胺基的有机聚合物，任何摩尔分子质量超过200的含仲胺基的聚合物都可使用。其中最常用的是聚酰胺多胺。聚酰胺多胺是由聚亚烷基聚胺与二元羧酸在高温下反应得到的缩聚物。所用聚亚烷基聚胺至少含有一个仲胺基，如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺及相应的聚亚丙基聚胺和聚亚丁基聚胺等，这些化合物具有通式H2N-(CmH2mNH)pCmH2m-NH2其中m代表2-4的整数，p是1-4的整数。所用的二元羧酸可以是脂肪族、芳香族或是芳烷基二羧酸，碳原子数在3-12之间，其通式为HOOC-R-COOH其中R是二价脂肪族、芳香族、或芳代脂烃基。反应时，聚亚烷基聚胺与二元酸的摩尔比控制在1∶1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造纸树脂障碍控制剂，其特征在于：将含仲胺基的聚合物与膨润土进行复合，形成含肿胺基的膨润土复合物，再利用表卤代醇将占上述含肿胺基的膨润土复合物中１０－１００％的仲胺基季铵化，获得本专利技术的造纸树脂障碍控制剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘温霞，
申请(专利权)人：山东轻工业学院，
类型：发明
国别省市：88[]