本发明专利技术提供一种Pickering乳液型ASA造纸施胶剂的制备方法，步骤如下：用季铵盐插层纳米阳离子基改性蒙脱石，制得纳米固体微粒乳化剂；然后将纳米固体微粒乳化剂与镁盐分散于去离子水中形成水相，再与油相ASA混合经高速剪切进行乳化得到Pickering乳液型ASA造纸施胶剂，油水两相体积比为1:1～1:6。本发明专利技术所制备的Pickering乳液型ASA施胶剂耦合了有机表面活性类物质及无机固体微粒二者的乳化稳定特性，比单独使用表面活性物质乳化稳定的乳液更加稳定、施胶效率高并且本发明专利技术制备工艺简单、不需要再添加任何表面活性剂和高分子聚电解质就可以将ASA乳化成稳定的乳状液，且乳化剂用量少、乳化成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及造纸施胶剂的制备方法，特别涉及。
技术介绍
二十世纪造纸工业由酸性抄纸体系转向中碱性抄纸，是造纸工艺的革新性变化， 大幅度提高纸张品质扩展填料范围，减少浆耗、能耗，减轻了环境污染、延长了设备的使用寿命。根据资料统计，欧洲在20世纪80年代初期以中、碱性施胶生产的文化用纸占文化用纸总量的60%飞5%，进入90年代已高达95%，同期美国高级纸中、碱性施胶比例由15%跃升至90%以上。中国自1989年，开始了在生产中采用中、碱性施胶，近年来逐步普及，目前以烷基烯酮二聚体(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)为主，大中型纸厂逐渐采用ASA。尤其是近年来，由于ASA施胶剂反应活性高、胶料成本低、熟化速率快、而被广泛用于高级纸和纸板内施胶，特别是适用于机内涂布的大型高速纸机的施胶。然而，ASA是一种高反应活性的造纸中性施胶剂，水解速度很快，其乳液在室温贮存时间超过1小时后，施胶效果降低，水解物会造成纸张抄造障碍并降低施胶效率，因此使用ASA时要求它能被快速乳化，乳化后的乳液应尽快使用。而烯基琥珀酸酐(ASA)不但极易发生水解，也极易发生醇解、氨解，所以醇类、羧酸类、氨类化合物不宜作为ASA的乳化剂。目前ASA施胶剂的乳化主要是利用阳离子淀粉和低分子表面活性剂来现场乳化，并立刻使用。然而，淀粉需要先糊化、冷却之后再使用，使得ASA乳化工艺颇为复杂，不易控制，且常常引起沉积、堵塞毛毯等问题。其中的表面活性剂也给施胶带来一定的不利影响，并且对环境也带来一定的污染。Pickering乳液又叫做固体(颗粒)稳定型乳液，它是一种不需要添加传统高分子有机表面活性剂，而只用固体微粒即可乳化稳定的乳液，吸附于油水界面处的固体微粒具有极高的吸附能E，使固体微粒很难再从油水界面脱离，可以认为这种由固体微粒乳化稳定乳液的方式是不可逆的，而Pickering乳液具有非常强的稳定性，目前这种乳化技术及研究被广泛用于各行业和领域中。Pickering乳液由于避免使用高分子有机乳化剂从而可以降低乳化工艺的复杂性，改善乳液的稳定性及减少由乳化剂而引起的环境污染等诟病，是一种极具潜在应用价值的新型乳液。目前ASA施胶剂的乳化制备方面的研究及成果也逐渐丰富起来。美国专利 US6, 346，554披露了一种利用天然植物胶来稳定ASA乳液的方法，据称植物胶可通过提高 ASA在纤维上的留着率、减少ASA的水解和由此引起的沉积问题及在纤维表面形成更为均勻的膜而提高ASA的施效率。美国专利US5，962，555披露了一种利用紫罗烯聚合物和聚乙烯亚胺的混合物来乳化ASA的方法，其中的紫罗烯聚合物不但可提高施胶效率还具有杀菌的作用。这些专利技术虽然免除了淀粉糊化给操作上带来的不方便，然而，为了获得稳定ASA乳液，仍然需要添加 2%左右的表面活性剂。美国专利US6，284, 099披露了一种利用造纸阴离子微粒助留剂如膨润土、胶体二氧化硅、有机微粒与少量表面活性剂和螯合剂稳定ASA乳液的方法，可将微粒助留剂与施胶剂合二为一，简化了操作，降低了表面活性剂的用量。但仍不能完全避免表面活性剂带来的不利影响，且微粒组分添加量过大，所制备的ASA乳液浓度很低，不利于乳液的贮存，ASA 水解严重。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，本专利技术提供一种，是将纳米改性阳离子基蒙脱石与季铵盐复配，制得纳米固体微粒乳化剂， 并将其作为ASA乳化与稳定剂，将纳米固体微粒乳化剂与镁盐分散于去离子水中制得纳米固体微粒乳化剂悬浮液，再与ASA在高速剪切条件下进行乳化，从而制得Pickering乳液型 ASA造纸施胶剂。本专利技术的目的具体通过下述技术方案实现(1)无机一有机复配的纳米固体微粒乳化剂的制备将纳米改性钠基蒙脱石分散于去离子水中，然后称取与蒙脱石质量比为1:3 1:8的季铵盐，加入到所述悬浮液中，在50°C 90°C下恒温搅拌0. 5h 池，静置冷却到室温，然后进行抽提，抽提所得到的固状物用水反复洗涤，至洗涤废液中检测无Br_、Cl_离子为止，然后将固状物烘干研磨后过200目筛，所得筛余物即为纳米固体微粒乳化剂；(2)Pickering乳液型ASA施胶剂的制备将纳米固体微粒乳化剂与镁盐混合并分散去离子水中，搅拌1 min 5 min，制得固体微粒乳化剂悬浮液；将ASA施胶剂与固体微粒乳化剂悬浮液按1:1 1:6的体积比混合后于室温下进行剪切搅拌，剪切速率为3000r/min 12000r/min，搅拌时间为Imin 15min，制得Pickering乳液型ASA施胶剂乳液；其中纳米固体微粒乳化剂的质量为ASA施胶剂质量的4% 10% ；所述固体微粒乳化剂悬浮液中镁盐用量为 0. 01mol/L lmol/Lo所述季铵盐为十二 十八烷基三甲基季铵盐；所述镁盐为氯化镁、硝酸镁、硫酸镁或磷酸镁。所述十二 十八烷基三甲基季铵盐为十二 十八烷基三甲基溴化铵或十二 十八烷基三甲基氯化铵。上述纳米改性阳离子基蒙脱石在本专利技术中作为制备Pickering乳液型ASA的主体乳化剂，是Pickering乳液的关键性乳化稳定剂。其阳离子基为钠离子、钙离子、镁离子、锂离子或铵离子。优选为钠离子。纳米钠基蒙脱石可以是天然钠基蒙脱石，也可以是经各种方法和钠化剂改性的钠基蒙脱石，但最好是经氟化钠改性或柠檬酸钠改性的中性纳米钠化蒙脱石。所述纳米改性阳离子基蒙脱石中蒙脱石的含量大于90%。作为优选的，ASA施胶剂与固体微粒乳化剂悬浮液的体积比为1 2 1 3。本专利技术中的ASA施胶剂为平均碳链长度C14 C2tl的烯基丁二酸酐。，在常温下以液态形式存在，为未经乳化的各种用于造纸施胶的ASA工业产品。步骤(2)中ASA与固体微粒乳化剂悬浮液的混合，既可是在搅拌作用下将油状的 ASA加到固体微粒悬浮液中，也可是将固体微粒悬浮液在搅拌下加入到油状的ASA中，但更为优选的方案是将油状的ASA加入到固体微粒悬浮液中。本专利技术在ASA和固体微粒悬浮液混合后的剪切搅拌可由任何一种搅拌或机械剪切设备提供，要求搅拌速度大于3000r/min，作为优选的，剪切为5000r/min 12000r/min， 搅拌时间为anin 10 min，可得到粒径更小，乳液更稳定的ASA乳液。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点(1)本专利技术的ASA乳液的制备方法乳化工艺简单、不需要添加任何传统表面活性剂和高分子聚电解质就可以将ASA乳化成稳定的乳状液；(2)本专利技术耦合了传统乳液与Pickering乳液二者的乳化优势，表面活性物质与无机固体微粒共同乳化的乳液稳定性要比单独使用表面活性剂稳定的乳液的稳定性高的多，因此可以制备出高稳定性、高施胶性能的ASA乳液，并可大幅度降低ASA乳化过程中添加的表面活性剂量和由此对ASA施胶的不利影响，提高ASA乳液的浓度及稳定性，降低成本，改善环境污染。附图说明图1为将实施例1所制备的Pickering乳液型ASA施胶剂的液滴放大1000倍后的光学显微镜图像。具体实施例方式实施例1无机一有机复配的纳米固体微粒乳化剂的制备将纳米级氯化钠改性钠基蒙脱石(原土取自浙江临安)与十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)按质量比4:1比例混合分散于水中，在 65°C下恒温搅拌反应lh，得到悬浮液；抽提所述悬浮液，抽提所得到的固本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液型ＡＳＡ造纸施胶剂的制备方法，其特征在于步骤如下：（１）无机—有机复配的纳米固体微粒乳化剂的制备：将纳米改性钠基蒙脱石与季铵盐按３：１～８：１的质量比混合，并分散于水中，在５０℃～９０℃下恒温搅拌０．５ｈ～２ｈ，静置冷却到室温，得到悬浮液；然后抽提所述悬浮液，抽提所得到的固状物用水反复洗涤，至洗涤废液中检测无Ｂｒ－、Ｃｌ－离子为止，再将固状物烘干研磨后过２００目筛，所得筛余物即为纳米固体微粒乳化剂；（２）Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液型ＡＳＡ施胶剂的制备：将纳米固体微粒乳化剂与镁盐混合并分散去离子水中，搅拌１ ｍｉｎ～５ ｍｉｎ，制得固体微粒乳化剂悬浮液；将ＡＳＡ施胶剂与固体微粒乳化剂悬浮液按１：１～１：６的体积比混合后于室温下进行剪切搅拌，剪切速率为３０００ｒ／ｍｉｎ～１２０００ｒ／ｍｉｎ，搅拌时间为１ｍｉｎ～１５ｍｉｎ，制得Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ乳液型 ＡＳＡ施胶剂；其中纳米固体微粒乳化剂的质量为ＡＳＡ施胶剂质量的４％～１０％；所述固体微粒乳化剂悬浮液中镁盐用量为０．０１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于得海，李友明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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