[发明专利]AKD乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种AKD乳液及其制备方法。

背景技术

在造纸工业中，一般通过加入施胶剂来增加纸张的抗水和抗渗透性能。目前，浆内施胶最常用的施胶剂是AKD(烷基烯酮二聚物)乳液和ASA(烯基琥珀酸酐)乳液。但由于ASA极容易水解，储存稳定性差，效果不稳定，导致其应用受到限制，而AKD水解速度不如ASA明显，施胶效率高，成本相对降低，这些优点促进了它的广泛使用。同时，AKD乳液既可以在浆内施胶，也被用于表面施胶。AKD在常温下为蜡状固体，不溶于水，它是一种不饱和内酯，在中/碱性条件下通过与纤维素纤维上的羟基反应，固着到纤维上，引起AKD分子中的疏水基朝外定向，使纸面的表面能降低，从而赋予纸张抗水性。AKD乳液作为中碱性施胶剂具有许多优点，如只需少量硫酸铝；适用范围很广，施胶效率高，用量少；是一种反应型施胶剂，能够与纤维牢固结合，明显改善纸张性能等，但AKD乳液也存在易水解、稳定性差、熟化期长等不足。

AKD乳液的制备工艺一般是先将AKD蜡加热融化，然后加入分散剂、稳定剂和经阳离子化处理且糊化后的淀粉乳化剂等原料，经预混合后进入均质机，均质结束后冷却装罐即得AKD乳液。该工艺较为繁琐，需要对淀粉乳化剂进行预处理，生产周期长，下机熟化率低。因此，有必要对现有AKD乳液的生产工艺进行改进，简化工序，减少投入，缩短制备时间和熟化时间，以适应造纸企业生产的需要。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种快速乳化制备AKD乳液的方法。

具体的技术方案如下：

一种AKD乳液的制备方法，包括如下步骤：

(1)将AKD蜡、阳离子淀粉和分散剂加入到60-90℃的热水中，保温搅拌5-40min；所述阳离子淀粉的添加量为AKD蜡质量的0.05-1倍，所述分散剂的添加量为AKD蜡质量的0.005-0.1倍，所述热水的用量为AKD蜡质量1-9倍；

(2)采用高压均质机将步骤(1)得到混合液均质1-3次；

(3)在步骤(2)均质后的混合液中加入稳定剂、熟化剂和水；所述稳定剂的用量为AKD蜡质量的0.005-0.1倍；所述熟化剂的用量为AKD蜡质量的0.005-0.2倍；所述水为常温水，用量为AKD蜡质量的1-9倍；

(4)将步骤(3)得到的混合液冷却过滤后即得所述AKD乳液。

在其中一个实施例中，所述阳离子淀粉的制备方法包括如下步骤：

A、将淀粉置于反应容器中，加入催化剂和醚化剂，搅拌并升温至50～75℃，反应0.5～2h；所述催化剂的用量是淀粉质量的0.01～0.06倍，所述醚化剂的用量是淀粉质量的0.1～0.2倍；

B、加入氧化剂反应20-60min，所述氧化剂的用量是淀粉质量的0.001-0.06倍；

C、向步骤B的反应产物中喷洒酸，调节反应体系的pH至4～7；

D、真空干燥，温度为50～70℃，真空度为0.07～0.1MPa，即得所述阳离子淀粉。

在其中一个实施例中，所述阳离子淀粉在25℃下20％水溶液的粘度为40-150mPa.s。

在其中一个实施例中，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉及马铃薯淀粉中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、浓度为28-35wt％的氢氧化钠溶液、浓度为28-35wt％的氢氧化钾溶液、浓度为28-35wt％的氢氧化钙溶液中的一种或几种；所述醚化剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或两种；所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的一种或几种；所述酸为盐酸、醋酸、硝酸或柠檬酸中的一种或几种。

在其中一个实施例中，步骤(2)中均质压力为25-40MPa。

在其中一个实施例中，所述AKD蜡的熔点为45-53℃。

在其中一个实施例中，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、木质素磺酸钠、十六烷基三乙基氯化铵、亚甲基二萘磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为羧甲基淀粉、聚乙烯亚胺、壳聚糖、氧氯化锆和稳氯中的一种或多种；所述熟化剂为聚胺、聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中的一种或多种。

本发明的另一目的是提供一种AKD乳液。

具体的技术方案如下：

上述制备方法制备得到的AKD乳液。

本发明的原理和优点如下：