[发明专利]一种高活性半交联AKD中/碱性施胶剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学施胶剂领域，特别涉及一种高活性半交联AKD中/碱性施胶剂的制备方法。

背景技术

现代施胶技术的重大进步是中/碱性施胶技术的推广，酸性造纸转化为中/碱性造纸是世界造纸史上的一大变革。中/碱性施胶是在造纸工艺过程中，将pH值调节到7以上，原则上不用硫酸铝的一种施胶方法。常用的中/碱性施胶剂烷基烯酮二聚体（简称AKD）是20世纪40年代末期研究开发的产品，AKD是一种可与纤维素反应的反应型中/碱性施胶剂，它既能作为浆内施胶剂，又能作为表面施胶剂。其结构特点是由活性基团和疏水基团构成，AKD的熔点较低，在纸机干燥部的高温条件下分子中的活性基团四元内酯环能和纤维素上的羟基反应形成β-酮基酯键并定位在纤维上，疏水性基团长链烷基在纤维表面产生抗水作用。通过AKD中/碱性施胶，纸张白度、手感、抗水性、物理强度、印刷适性、耐老化性和填料的单程留着率等都有明显提高。而且可以采用廉价的重质碳酸钙为填料，减少了白水中有害物质的含量，提高了白水的循环利用率，同时AKD比酸性施胶剂的成本低。采用AKD进行中/碱性施胶能够提高纸品质量和售价、降低能耗、改善环境污染和纸机运行性能等，可取得明显的经济效益和社会效益，因此越来越多的造纸企业认识到使用AKD中/碱性施胶剂的优越性和必要性。我国造纸原料以草浆为主，木材资源短缺，二次纤维用量增多，运用中/碱性施胶技术具有现实意义。伴随AKD中/碱性施胶技术在我国应用领域逐步扩大，工艺技术日益成熟，中/碱性造纸的效益逐步得到体现，加快了造纸工业由酸性造纸向中/碱性造纸转变的趋势，近年来AKD已成为国内纸厂使用最多、最成熟、最有效的中/碱性施胶剂。

AKD中/碱性施胶赋予纸张一些优异性能，同时也有其不足之处。根据反应时的投料比可知，只有极少部分AKD发生了酯化反应，大部分AKD作为共混组分保留在第一反应器中，没有起到施胶剂的作用。近年来提高和完善AKD乳液性能的研究日趋活跃，提高AKD乳液的反应活性和施胶效果，开发和生产具有良好乳化和分散性能，能够将未参加反应的AKD进行有效乳化和分散从而提高反应活性和施胶效果是我国造纸科研工作者一直努力研究的课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高活性半交联AKD中/碱性施胶剂的制备方法，所得的中/碱性施胶剂具有良好的乳化分散能力，能够将未参加反应的AKD进行充分乳化和有效分散，从而提高了胶料的反应活性和施胶效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

 一种高活性半交联AKD中/碱性施胶剂的制备方法，包括以下具体步骤：

第一步，将水、木薯淀粉、氢氧化钠和双氧水加入第一反应器中在80-85℃时反应1.0-1.5小时，得到氧化降解木薯淀粉，水、木薯淀粉、氢氧化钠和双氧水的质量比为200∶100∶2∶1，然后向第一反应器中加入氢氧化钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，升温至90-95℃反应1-2小时，降温至50-55℃加入醋酸，再降至20-30℃，木薯淀粉、氢氧化钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和醋酸的质量比为100∶7∶49∶5，向第一反应器中加水调节固含量至25%，即得两性木薯淀粉溶液，

 第二步，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯和苯乙烯按11∶11∶4的质量比混合制成第一混合单体，

 第三步，将丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、N-羟甲基丙烯酰胺和水按7∶5∶2∶20的质量比混合制成第二混合单体，

第四步，将过硫酸铵和水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第五步，向第二反应器中加入两性木薯淀粉溶液和水，两性木薯淀粉溶液和水的质量比为80∶79，升温至65-70℃，同时加入过硫酸铵水溶液、第一混合单体和第二混合单体，两性木薯淀粉溶液、过硫酸铵水溶液、第一混合单体和第二混合单体的质量比为80∶21∶29∶31，整个加料时间为1.0-2.0小时，

第六步，加料完毕后于85-90℃保温反应3.0-3.5小时，然后降至室温，用120目网过滤，出料，得到AKD乳化剂，

第七步，向第三反应器中加入AKD乳化剂、地蜡和AKD，其中AKD乳化剂、地蜡和AKD的质量比为140∶120∶140，升温至85-90℃，待地蜡和AKD熔融后，搅拌40-50分钟，在搅拌下加入85-90℃的热水调节固含量至12.5%，制得阳离子木薯淀粉AKD亚稳定乳液，将亚稳定乳液经25-30MPa均质后，冷却至室温，得到固含量为12.5%稳定的高活性半交联AKD中/碱性施胶剂。