松香用双组份乳化剂及其制法制造技术

本发明专利技术涉及一种乳化松香用双组份乳化剂及其制法。该乳化剂由烷基聚氧乙烯醚（Ⅰ）的硫酸铵盐（Ⅱ）和烷基苯基聚氧乙烯醚（Ⅲ）的硫酸铵盐（Ⅳ）１５－９５％，甲醇不溶物０．５－５％和水组成。由Ⅰ和Ⅲ的混合物与ＮＨ２ＳＯ３Ｈ反应制得。用以乳化松香的用量为≥２．５％，松香利用率达９８％。用制得的高分散松香胶代替皂化松香胶造纸，可节约松香３０－６０％，并节约硫酸铝３０％以上。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乳化松香包括天然松香和改性松香用的双组份乳化剂及其制备方法。为了适应造纸工业发展的需要，国内外对于乳液型分散松香胶的制造方法研究，主要致力于松香改性、乳化剂选择和乳化工艺三个方面，其中乳化剂的选择是关键。作为乳化、分散松香用的乳化剂，专利和公开文献报导最多的是阴离子型含硫表面活性剂，包括不同结构的磺酸盐和硫酸盐类，其中一大类是烷基或烷基芳基聚氧乙烯醚硫酸盐。文献报导的作为制造高分散松香胶用的该类乳化剂主要存在以下几个问题(1)都是用于乳化、分散强化松香，未见用于乳化、分散天然松香的报导。(2)都使用单组份乳化剂，用量较大，多半用4.2%(Braz.Pedido PI 76 08，362;Birt.1，544，656;U.S.4，199，369;Australian 504，229);有的用5%(Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 85，133，052及85，133，053);高的达6%(Ger.Offen.2，654，496)，用3%已不能作成储存稳定的乳液(Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP82，167，349)。(3)作为单组份，制造工艺还是颇为复杂的(《中国造纸》，1983，2(5)，8-12)。关于烷基或烷基芳基聚氧乙烯醚硫酸盐的一般的非为乳化松香专用的制造方法，据W.M.Linfleld的总结(见“Anionic Surfactants”，Part I，W.M.Linfield ed.，Marcel Dekker，New York，1976)主要有SO3法，H2SO4和发烟H2SO4法，ClSO3H法和NH2SO3H法四种，其中以NH2SO3H法最简便，易于实现工业化生产。但是作者所述的仅限于单组份物的改性。本专利技术的目的在于提供一种既能乳化、分散强化松香、又能乳化、分散天然松香的双组份乳化剂;具有乳化剂的原料廉价易得，生产操作简单易行，不需分离提纯，不污染环境等特点。本专利技术的目的是通过以下措施来达到的本专利技术的双组份乳化剂的主要成分是烷基聚氧乙烯醚(通式为RO(C2H4O)nH)(Ⅰ)的硫酸铵盐(通式为RO(C2H4O)nSO3NH4)(Ⅱ)和烷基苯基聚氧乙烯醚(通式为R′C6H4O(C2H4O)nH)(Ⅲ)的硫酸铵盐(通式为R′C6H4O(C2H4O)nSO3NH4)(Ⅳ)(Ⅰ-Ⅳ式中R，R′＝C8-24烷基，n＝4-35)的混合物。乳化剂的组成和含量(质量百分数)如下Ⅱ和Ⅳ之和 15-95%甲醇不溶物 0.5-5%其余为水其中Ⅱ∶Ⅳ＝0.25-4∶1(质量比)，所说的甲醇不溶物即乳化剂经甲醇浸提后剩下的固体物如NH2SO3H，NH4HSO4，催化剂等。本专利技术的双组份乳化剂的制备方法为将Ⅰ和Ⅲ按Ⅰ∶Ⅲ＝0.25-4∶1(质量比)之比加入反应容器中，在室温-70℃温度下加入NH2SO3H5-50%(基于Ⅰ和Ⅲ的总质量)，加热到70-150℃并在此温度下反应10-180min。反应完毕，可直接冷却至室温或者加入适量碱MOH(M＝NH+4，Na+或K+)的水溶液调节pH至7左右再冷却至室温。如此制得的产品为浅褐色到褐色膏状物。NH2SO3H的加入量最好为10-45%(基于Ⅰ和Ⅲ的总质量)。本反应可加入尿素等作催化剂，其量不超过Ⅰ和Ⅲ总质量的2%。不加催化剂也可以。用催化剂制得的产品颜色较浅。反应温度最好为80-130℃。反应时间最好为20-150min。反应完毕，可用MOH(M＝NH+4，Na+或K+)的水溶液将产品的pH调节至7左右。不用碱液调节pH所制得的乳化剂，对乳化性能没有影响。本专利技术的双组份乳化剂，由于其中的有效成分Ⅱ和Ⅳ具有协同作用，故性能优于一般单一的Ⅱ或Ⅳ，乳化效果好，不仅可以乳化、分散强化松香，而且可用于乳化、分散天然松香，从而使松香胶的成本降低。又由于采用双组份一次成盐工艺，且NH2SO3H本身是一种不易变质的固体，故具有工艺简单易行，不需分离提纯，设备投资少，节约能源，成本低，无环境污染等特点。用本专利技术的乳化剂，采用逆转法乳化天然或强化松香用自来水制备高分散松香胶，乳化剂用量为≥2.5%(乳化剂的有效成分对松香)，低于上述文献中单组份乳化剂的用量。所制得的高分散松香胶的总松香含量35%左右，其中游离松香含量＞92%，松香胶料平均粒径＜0.5μm。制胶中松香利用率达98%。用如此制得的高分散松香胶代替皂化松香胶用于造纸，在不改变造纸厂现有生产工艺的条件下，在弱酸性环境(pH5.5-6.5)进行浆内施胶，纸机运行正常，可节约松香30-60%，同时节约硫酸铝30%以上，减轻了白水负荷，对成品纸质量无不良影响。本专利技术的乳化剂除主要用来制备高分散松香胶用于造纸以外，还可用于纺织、印染、油漆、涂料、农药等领域。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明在装有机械搅拌器和温度计的反应容器中，加入Ⅰm1g和Ⅲmmg，在t1℃下加入NH2SO3Hm1g和尿素m2g，在t2℃下，搅拌Tmin。反应完毕，可直接冷却至室温，或加入由m3g MOH(M＝NH+4，Na+或K+)和m4g水配成的碱溶液调节pH至7左右再冷却至室温得浅褐色至褐色膏状物便是本专利技术的双组份乳化剂。各实施例原料配比和操作条件如表1所示 实施例9在250ml三口烧瓶上装上温度计、带有测速器的机械搅拌器和绕有加热电阻丝的滴液漏斗，放入松香(强化松香或天然松香)50g。用电热套加热升温。当温度升至160±5℃时，在300-500rpm搅拌速度下滴加实施例1-8中任一种乳化剂1.2g(有效物)/15-20ml自来水。加完后将搅拌速度提高到1000-1200rpm，滴加烧开的自来水75-70ml。加完后将加热套撤去，换冷水浴搅拌冷却到40℃以下便制得高分散松香胶。权利要求1.一种乳化松香包括天然松香和强化松香用的双组份乳化剂，其特征在于其主要成分是烷基聚氧乙烯醚(I)的硫酸铵盐RO(C2H4O)nSO3NH4(Ⅱ)和烷基苯基聚氧乙烯醚(Ⅲ)的硫酸铵盐R′C6H4O(C2H4O)nSO3NH4(Ⅳ)(式中R、R′=C8-24烷基，n=4-35)。乳化剂的组成和含量(质量百分数)为Ⅱ和Ⅳ之和 15-95%甲醇不溶物 0.5-5%其余为水其中Ⅱ∶Ⅳ=0.25-4∶1(质量比)2.按照权利要求1所述乳化剂的制法，其特征在于(1)将Ⅰ和Ⅲ以Ⅰ∶Ⅲ＝0.25-4∶1(质量比)之比加入反应容器中，(2)在室温-70℃温度下，加入5-50%(基于Ⅰ和Ⅲ的总质量)的NH2SO3H和0.0-2.0%(基于Ⅰ和Ⅲ的总质量)的催化剂，(3)在70-150℃温度下反应10-180min，(4)反应完毕，直接冷却至室温，或加入碱MOH(M＝NH+4，Na+或K+)的水溶液调节pH至7左右再冷却至室温。3.按照权利要求2所述乳化剂的制法，其特征在于NH2SO3H用量为10-45%(基于Ⅰ和Ⅲ的总质量)。4.按照权利要求2或3所述乳化剂的制法，其特征在于反应温度为80-130℃。5.按照权利要求2或3所述乳化剂的制法，其特征在于反应时间为20-150min。全文摘要本专利技术涉及一种乳化松香用双组份乳化剂及其制法。该乳化剂由烷基聚氧乙烯醚(I)的硫酸铵盐(II)和烷基苯基聚氧乙烯醚(II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳化松香包括天然松香和强化松香用的双组份乳化剂，其特征在于其主要成分是烷基聚氧乙烯醚（Ｉ）的硫酸铵盐ＲＯ（Ｃ↓［２］Ｈ↓［４］Ｏ）↓［ｎ］ＳＯ↓［３］ＮＨ↓［４］（Ⅱ）和烷基苯基聚氧乙烯醚（Ⅲ）的硫酸铵盐Ｒ′Ｃ↓［６］Ｈ↓［４］Ｏ（Ｃ↓［２］Ｈ↓［４］Ｏ）↓［ｎ］ＳＯ↓［３］ＮＨ↓［４］（Ⅳ）（式中Ｒ，Ｒ’＝Ｃ８－２４烷基，ｎ＝４－３５）。乳化剂的组成和含量（质量百分数）为Ⅱ和Ⅳ之和，１５－９５％甲醇不溶物，０．５－５％其余为水其中Ⅱ∶Ⅳ＝０．２５－４∶１ （质量比）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭良文，杨能安，卢全杰，卢林，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]