一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于中碱性造纸过程中的施胶剂，尤其涉及一种烷基烯酮二聚体施胶剂，具体地说，是涉及一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂及其制备方法。它是由己二酸与二乙烯三胺反应生成的聚酰胺多胺与ＡＫＤ反应所生成改性ＡＫＤ衍生物，并采用环氧氯丙烷将改性ＡＫＤ衍生物阳离子化，而制成一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂。通过测定本发明专利技术的施胶剂与未改性ＡＫＤ施胶剂的Ｚｅｔａ电位与电荷密度及其施胶效果，测定结果表明：本发明专利技术的阳离子ＡＫＤ乳液的Ｚｅｔａ电位和电荷密度均高于未改性ＡＫＤ乳液。在达到同等施胶效果的同时，本发明专利技术施胶剂的用量更少，这在一定程度上为企业降低了生产成本，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于中碱性造纸过程中的施胶剂，尤其涉及一种烷基烯酮二聚体施胶剂，具体地说，是涉及。
技术介绍
烷基烯酮二聚体，英文名称为Alkyl Ketene Dimer，简称AKD，烷基烯酮二聚体施胶剂，通常称为AKD施胶剂。 在抄纸过程中，对纸张进行施胶处理是造纸湿部的一道十分重要的工序。在中碱性造纸工艺中的中碱性施胶技术，是国外于20世纪70年代发展起来的一项新型施胶技术。我国造纸工业从20世纪80年代开始使用中碱性施胶技术，经过近20年的努力，中碱性施胶的研究和应用取得了迅速发展，特别是AKD中碱性施胶剂在中性、碱性抄纸技术中的发展最为迅速。通过AKD中碱性施胶，使纸张白度、手感、抗水性、物理强度、印刷适性及耐老化性等都有明显提高，因此在我国造纸工业中被广泛地相继地应用在生产铜板纸原纸、邮票原纸、静电复印纸、胶版印刷纸、档案纸和高级文化用纸等纸种中。 AKD是一种不饱和内酯，它的分子中有一个内酯环和两个烷基侧链，熔点在42～60℃之间，不溶于水，能溶于乙醇、苯和三氯甲烷等有机溶剂中，常温下外观为淡黄色蜡状固体。应用于造纸工业中的浆内AKD施胶剂，其化学组成是十四烷基或十六烷基的烯酮二聚体，属反应型施胶剂。其施胶机理AKD本身具有憎水性长链脂肪基和反应性官能基，当AKD施胶剂胶料加入纸浆内，由于AKD施胶剂在借助阳离子剂的作用下，留着在带阴电荷的纤维上，湿纸页在压榨和干燥过程中，胶料微粒均匀吸附和分布在纤维表面。AKD熔点较低，在纸机干燥部，AKD胶熔融并在中性或碱性pH值作用下，反应官能基与纤维素羟基发生酯化反应，并与纤维架键结合，而疏水性长链脂肪基转向纸面，形成疏水层，使成纸具有高度抗水性和施胶效果。 AKD施胶剂在使用过程中，常出现的一些问题是 (1)、AKD施胶剂为反应型施胶剂，反应较慢，需要一定的熟化时间。 (2)、由于AKD本身不带电荷，因此在纸纤维上难以留着，一般需要使用阳离子乳化剂将AKD乳化，使AKD带上阳电荷而吸附到带负电荷的纤维上。早期是以阳离子淀粉作为AKD的阳离子化剂，但阳离子淀粉的电荷密度较低，分子质量较大，与AKD粒子的结合强度也较低，因此乳液的稳定性和施胶效果较差；另外，淀粉容易霉变，会引起乳液变质，因此施胶效果往往欠佳。 针对上述AKD施胶剂在现有技术使用过程中存在的一些问题，本专利技术提供，使用本专利技术方法制备的阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂，即阳离子AKD施胶剂，因阳离子AKD分子带有较高阳电荷且分子本身带有长链，具有较强的架桥能力，故阳离子AKD通过静电吸附以及桥联作用吸附留着在纤维上，从而能有效地克服上述
技术介绍
中存在的缺陷。 为实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂，由己二酸与二乙烯三胺反应生成的聚酰胺多胺与AKD反应生成改性AKD衍生物，并采用环氧氯丙烷将改性AKD衍生物阳离子化，而制成一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂，即阳离子AKD施胶剂。 化学试剂和原料 用量 己二酸，分析纯，5-10g 二乙烯三胺，化学纯，4-10mL 环氧氯丙烷，分析纯，6-14mL AKD，造纸用工业品， 4-10g 上述的化学试剂己二酸，二乙烯三胺，环氧氯丙烷和原料AKD的化学结构式分别为 己二酸 HOOC(CH2)4COOH 二乙烯三胺 H2N(CH2)2NH(CH2)2NH2 环氧氯丙烷 AKD 其中，R-烷基，一般为十四烷基或十六烷基制出的阳离子AKD的化学结构式 其中，R-烷基，一般为十四烷基或十六烷基。 本专利技术制备阳离子AKD施胶剂的方法是 化学试剂和原料 己二酸，分析纯 二乙烯三胺，化学纯 环氧氯丙烷，分析纯 AKD，造纸用工业品 制备方法的步骤 1)、按用量配比将己二酸和二乙烯三胺加入到装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于恒温油浴中，搅拌并加热至140℃～180℃，恒温反应2～5h并降温后，加入AKD，反应2～4h后生成改性AKD衍生物， 2)、滴加环氧氯丙烷于改性AKD衍生物中，进行反应1～3h，完成改性AKD衍生物的阳离子化反应，制得阳离子AKD，其化学结构式 其中，R-烷基，一般为十四烷基或十六烷基。 本专利技术的有益效果和显著优点 AKD是一种蜡状固体，溶于某些有机溶剂而不溶于水，必须将其乳化成乳液才能使用，因此，将上述阳离子AKD在分散机中加入乳化剂和水搅拌成固含量为12-15％的阳离子AKD白色乳液，并用盐酸调节pH值为5，使之略呈酸性，以保持乳液稳定性。 所述的阳离子AKD乳液中阳离子AKD带有较高的阳电荷，并均匀分散在乳液中，将本专利技术的阳离子AKD施胶剂加入到浆料后，阳离子AKD胶粒首先发生絮聚，然后通过静电吸附作用迅速吸附到带负电荷的纤维表面上，由于阳离子AKD带有长链，具有较强的架桥能力，这样阳离子AKD通过桥联作用固着在纤维上。湿纸页经过纸机网部后，阳离子AKD留着在湿纸页中，然后经过干燥部，在高温条件下，AKD快速融熔扩散，并均匀分布在纤维表面上，其亲水基朝内，疏水基朝外，使纸页具有较强的抗水性能，表明纸页获得了良好的施胶效果。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本专利技术的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的
技术实现思路
。 实施例1 将6g己二酸和4mL二乙烯三胺加入到装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，置于恒温油浴中搅拌并加热至140～180℃，恒温反应4h生成聚酰胺多胺，降温后，加入5g AKD，反应2h后生成改性AKD衍生物，再滴加7mL环氧氯丙烷反应2h，完成改性AKD衍生物的阳离子化反应处理。从而制得带有阳电荷的阳离子AKD。 实施例2 按上述的相同步骤，重复进行实施例1，只是将己二酸、二乙烯三胺、AKD和环氧氯丙烷的用量分别为7g，5mL，6g和8mL。从而完成改性AKD衍生物的阳离子化的反应处理。 实施例3 按上述的相同步骤，重复进行实施例1，只是将己二酸、二乙烯三胺、AKD和环氧氯丙烷的用量分别为8g，6mL，7g和9mL。从而完成改性AKD衍生物的阳离子化的反应处理。 1、为说明本专利技术阳离子AKD施胶剂带有较高的阳电荷，测定本专利技术的施胶剂和未改性AKD施胶剂的Zeta电位与电荷密度，测定结果进行对比。 乳液Zeta电位的测定将乳液用蒸馏水稀释后，在GSL-101BI型激光颗粒分布测定仪上测定乳液的Zeta电位。 乳液电荷密度的测定准确量取10ml稀释后的乳液于Muteck PCD 03pH-S圆筒测量室内，由滴定管滴加PVSK(聚乙烯醇硫酸钾)标准溶液至电位为零，由PVSK标准溶液的用量计算出乳液的电荷密度。 表1阳离子AKD与未改性AKD乳液的Zeta电位与电荷密度对比 测试结果表明 由于Zeta电位表征的是体系中粒子的电位情况，由表1可知，对比阳离子AKD乳液与未改性AKD乳液后发现，阳离子AKD乳液的Zeta电位高于未改性AKD乳液约30％，说明阳离子AKD乳液中的胶粒的阳电荷明显高于未改性AKD乳液。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂，其特征在于：它是由己二酸与二乙烯三胺反应生成的聚酰胺多胺与ＡＫＤ反应所生成改性ＡＫＤ衍生物，并采用环氧氯丙烷将改性ＡＫＤ衍生物阳离子化，而制成一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂，即阳离子ＡＫＤ施胶剂，所用的原料和化学试剂及其重量配比分别为：化学试剂和原料用量己二酸，分析纯，５－１０ｇ二乙烯三胺，化学纯，４－１０ｍＬ环氧氯丙烷，分析纯，６－１４ｍＬＡＫＤ，造纸用工业品，４－１０ｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡惠仁，刘凯，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]