本发明专利技术公开了一种片状固体颗粒乳化的造纸施胶剂的制备方法，该方法先将硅烷偶联剂与片状纳米膨润土固体颗粒混合，并分散于去离子水中，再加入甲苯或无水乙醇，制得改性膨润土悬浮液；然后将硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒分散于去离子水中搅拌均匀，调节pH值至3.5～9.5；再将液体石蜡与烯基琥珀酸酐混合后搅拌均匀，得到混合的施胶油液；再将施胶油液与所述膨润土水悬浮液混合，混合物经乳化后得到片状固体颗粒乳化稳定的造纸施胶剂。该具有极高的稳定性，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烯基琥珀酸酐乳化成稳定的乳状液，且乳化剂用量少、乳化成本低廉，对环境污染低。
【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，特别涉及片状固体颗粒乳化的高效造纸施胶剂的制备方法。
技术介绍
近年来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。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% 65 %，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。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。但是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I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。固体(颗粒)稳定型乳液，通常被称为Pickering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匀的膜而提高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烯基琥珀酸酐乳化成高稳定的乳状液的片状固体颗粒乳化的高效造纸施胶剂的制备方法。本专利技术是将硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土作为乳液固体颗粒乳化稳定剂，将液体石蜡分散在烯基琥珀酸酐油液中，然后将硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒悬浮液与液体石蜡、烯基琥珀酸酐的混合油液混合，混合物用高速剪切乳化机乳化，从而制得由片状固体颗粒乳化的高效造纸施胶剂。本专利技术的目的具体通过下述技术方案实现:一种片状固体颗粒乳化的造纸施胶剂的制备方法，包括如下步骤:(I)纳米改性膨润土固体颗粒的制备:将硅烷偶联剂与单个颗粒直径为25nm 300nm片状纳米膨润土固体颗粒混合，并分散于去离子水中，再加入甲苯或无水乙醇，在25 V 90°C下恒温搅拌3 12小时，静置冷却至室温，得到改性膨润土悬浮液，然后抽提所得悬浮液，抽提所得的固状物用甲苯或乙醇反复洗涤3 5次；再将固状物烘干研磨后过200目筛，所得筛余物即为硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒；所述的硅烷偶联剂为碳链长度为C2 C12的含有四 十_■烧基的一烧氧基型娃烧偶联剂、_■烧氧基型硅烷偶联剂或三烷氧基型硅烷偶联剂；所述甲苯或无水乙醇与片状纳米膨润土的质量比20:1 100:1 ;所述去离子水与片状纳米膨润土的质量比为4:1 20:1 ;所述硅烧偶联剂为片状纳米膨润土固体颗粒的质量的0.05% 50% ； (2)施胶油液的制备:将硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒分散于去离子水中搅拌均勻，得到膨润土质量百分比为0.2% 8%的水悬浮液，并调节水悬浮液pH值至3.5 9.5 ;再将液体石蜡与烯基琥珀酸酐混合后搅拌均匀，得到混合的施胶油液，所述液体石蜡在施胶油液中的质量百分比为10% 60% ；(3)造纸施胶剂的制备:将所述施胶油液与所述膨润土水悬浮液按照1: 7 3: I的体积比例混合，混合物经乳化后得到片状固体颗粒乳化稳定的造纸施胶剂。为进一步实现本专利技术目的，步骤3)所述混合物用高速剪切乳化机乳化。所述乳化的剪切速度为3000转/分 20000转/分，时间为2 10分钟。所述的片状纳米膨润土固体颗粒的阳离子基为钠离子、钙离子、镁离子、锂离子或铵离子。所述去离子水是电阻大于18MQ 的去离子水。所述的烯基琥珀酸酐(ASA)是十六到二十烷基的烯基琥珀酸酐单体，或者是含有十六到二十烷基的烯基琥珀酸酐的混合物。所述硅烷偶联剂为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-氯丙基三乙氧基硅烷、N- P -(氨乙基)-Y -氨丙基甲基二甲氧硅烷或甲基乙烯基二甲氧基硅烷。所述pH值通过盐酸、醋酸、尿酸和柠檬酸中的一种或多种调节。所述液体石蜡是C16 C20正构烷烃混合物，常温下以液态形式存在，作为优选的，液体石蜡在施胶油液中的质量分数是10% 60%。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:(I)本专利技术的造纸施胶剂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(烯基琥珀酸酐)乳化成高稳定性的乳状液；(2)本专利技术中涉及到的不可逆吸附的片状纳米改性阳离子片状固体颗粒，可以将ASA乳化稳定形成皮克林型乳液，这种乳液具有极高的稳定性。所使用的液体石蜡有降低油液极性、协助乳化、提高施胶性能的多重作用。本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烯基琥珀酸酐乳化成稳定的乳状液，且乳化剂用量少、乳化成本低廉，对环境污染低。具体实施例方式实施例1将三烷氧基硅烷偶联剂(KH570，y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)与粒径为25nm的片状纳米膨润土固体颗粒(碳酸钠改性钠基膨润土，原土取自浙江，由浙江三鼎科技有限公司提供)按10%的质量百分比混合，向混合物加入去离子水，去离子水与片状纳米膨润土固体颗粒的质量比为10: 1，再加入甲苯或无水乙醇，去离子水与片状纳米本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种片状固体颗粒乳化的造纸施胶剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)纳米改性膨润土固体颗粒的制备：将硅烷偶联剂与单个颗粒直径为25nm～300nm的片状纳米膨润土固体颗粒混合，并分散于去离子水中，再加入甲苯或无水乙醇，在25℃～90℃下恒温搅拌3～12小时，静置冷却至室温，得到改性膨润土悬浮液，然后抽提所得悬浮液，抽提所得的固状物用甲苯或乙醇反复洗涤3～5次；再将固状物烘干研磨后过200目筛，所得筛余物即为硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒；所述的硅烷偶联剂为碳链长度为C2～C12的含有四～十二烷基的一烷氧基型硅烷偶联剂、二烷氧基型硅烷偶联剂或三烷氧基型硅烷偶联剂；所述甲苯或无水乙醇与片状纳米膨润土的质量比20∶1～100∶1；所述去离子水与片状纳米膨润土的质量比为4∶1～20∶1；所述硅烷偶联剂为片状纳米膨润土固体颗粒的质量的0.05％～50％；(2)施胶油液的制备：将硅烷偶联剂改性的片状纳米膨润土固体颗粒分散于去离子水中搅拌均匀，得到膨润土质量百分比为0.2％～8％的水悬浮液，并调节水悬浮液pH值至3.5～9.5；再将液体石蜡与烯基琥珀酸酐混合后搅拌均匀，得到混合的施胶油液，所述液体石蜡在施胶油液中的质量百分比为10％～60％；(3)造纸施胶剂的制备：将所述施胶油液与所述膨润土水悬浮液按照1∶7～3∶1的体积比例混合，混合物经乳化后得到片状固体颗粒乳化稳定的造纸施胶剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于得海，林兆云，李友明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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