[发明专利]一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，本发明提供一种阳离子烷基烯酮二聚体施胶剂及其制备方法，使用本发明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背景技术中存在的缺陷。

为实现本发明的目的，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，并采用环氧氯丙烷将改性AKD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，所用的原料和试剂及其配比分别为：

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，      6-14mL

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

其中，R-烷基，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，为十四烷基或十六烷基。

本发明制备阳离子AKD施胶剂的方法是：

化学试剂和原料及其配比分别为：

己二酸，分析纯      5-10g

二乙烯三胺，化学纯  4-1mL

环氧氯丙烷，分析纯  6-14mL

AKD，造纸用工业品   4-10g，

制备方法的步骤：