專(zhuān)利名稱(chēng)：表面施膠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙張表面施膠劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
為了賦予紙張表面有好的平滑度和強(qiáng)度，人們往往通過(guò)表面施膠改姓淀粉的辦法來(lái)解決，通常采用氧化淀粉，但這種淀粉與纖維親和性差，損紙回抄時(shí)，大部分進(jìn)入白水系統(tǒng)，使系統(tǒng)BOD和COD值增加，對(duì)環(huán)保非常有害，同時(shí)影響系統(tǒng)^ta電位，進(jìn)而影響紙機(jī)抄造，而且表面強(qiáng)度也不好，由于陽(yáng)離子淀粉與陰離子纖維和填料有很強(qiáng)的吸附作用，能很好的被纖維留著；并有效減少環(huán)境污染。因此國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)相研究適用于紙張表面施膠的陽(yáng)離子淀粉。但普通的陽(yáng)離子淀粉由于其粘度和穩(wěn)定性等方面的原因，不能直接用于表面施膠，必須通過(guò)繼續(xù)改性，以控制其粘度并保證其糊化液的穩(wěn)定性。降低陽(yáng)離子淀粉的粘度，通常的做法是將淀粉進(jìn)行氧化，而目前普通使用次氯酸鈉作為氧化劑，但次氯酸鈉的反應(yīng)速度緩慢，在氧化過(guò)程中造成大量可溶性糖類(lèi)物質(zhì)的溶出，并產(chǎn)生含氯致癌物質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境都造成很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是公開(kāi)一種表面施膠劑及其制備方法，克服已有技術(shù)所存在的不足。本發(fā)明所述的表面施膠劑的制備方法，包括如下步驟(1)在惰性氣氛如氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將陽(yáng)離子醚化劑水溶液加入瓜爾膠原粉與低碳醇水溶液的混合物中，再加入堿催化劑，40-60°C反應(yīng)2-4個(gè)小時(shí)，得到陽(yáng)離子瓜爾膠產(chǎn)品，降溫至25-30 0C ；所述的陽(yáng)離子醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、 2- 二乙胺基乙基氯、4-氯-2- 丁烯基三甲基氯化銨或乙撐亞胺中的一種，加入量為瓜爾膠原粉絕干量的20-40% ；所述的低碳醇是甲醇、乙醇或異丙醇中的一種，瓜爾膠原粉與低碳醇的重量比例為 1 1-2 ；所述的堿催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉等中的一種，加入量為瓜爾膠原粉絕干量的5 10% ；(2)將步驟(1)的產(chǎn)物用酸性中和劑將體系的pH至調(diào)至1-4，加入瓜爾膠絕干重的0. 1-1%的過(guò)酸化學(xué)品，在40-70°C反應(yīng)0. 5-2個(gè)小時(shí)；所述的酸中和劑為鹽酸、冰醋酸、磷酸、硫酸等中的一種；所述的過(guò)酸化學(xué)品為過(guò)氧乙酸、過(guò)氧硫酸或過(guò)氧磷酸，優(yōu)選過(guò)氧硫酸或過(guò)氧乙酸；(3)將步驟(2)體系降溫至25_30°C，加入瓜爾膠絕干重0. 1-0. 5%的粘度穩(wěn)定劑， 同時(shí)加入堿性物質(zhì)水溶液調(diào)節(jié)PH值到6-9，在25-30°C反應(yīng)0. 5-2個(gè)小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集所述的表面施膠劑；堿性物質(zhì)水溶液的重量濃度為10 30%，所述堿性物質(zhì)選自氫氧化鈉或碳酸鈉；所述的粘度穩(wěn)定劑為醋酸乙烯酯、琥珀酸酐、二羧酸半酐或三聚磷酸鈉中的一種以上，其加入量為瓜爾膠原粉的0. 1-0. 5% ；本發(fā)明采用多元變性技術(shù)和獨(dú)特的過(guò)酸氧化工藝，對(duì)瓜爾膠進(jìn)行改性。不會(huì)生成有害副作用，減少了環(huán)境危害，更重要的是粘度穩(wěn)定，表面性能優(yōu)異，使紙張彩印色彩更鮮艷，且大大增加與紙張的親和力，損紙回用時(shí)幾乎100%保留在纖維上。本發(fā)明的表面施膠劑，流動(dòng)性非常好，容易分散使用，膠液細(xì)膩穩(wěn)定；并且它具有快速水合溶脹的特點(diǎn)，適合以干粉或漿液的形式添加使用。在不影響紙張透氣度的同時(shí)提高強(qiáng)度，并且它對(duì)填料和纖維都具有一定的留著作用。本發(fā)明產(chǎn)品是一種理想的表面施膠劑，同時(shí)又是一種多功能濕部助劑。它適用于生產(chǎn)文化用紙、新聞紙、銅版紙及特種紙的各類(lèi)型表面施膠。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例中，如無(wú)特別說(shuō)明，組分的量均為重量份。實(shí)施例1(1)在裝有攪拌、溫度計(jì)、滴加管道和通氣管道的四口燒瓶中，加入乙醇200份， 通氮?dú)猓跀嚢柘录尤牍蠣柲z原粉200份，室溫下分散10分鐘后，滴加陽(yáng)離子醚化劑 3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨40份，滴加時(shí)間為15分鐘，滴加完畢后，加入氫氧化鈉溶液， 調(diào)節(jié)溶液的PH值為11.0，加熱升溫至70°C，在此溫度下反應(yīng)兩個(gè)小時(shí)后，得陽(yáng)離子瓜爾膠， 將體系降溫至30°C ；(2)用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至4.0，取過(guò)氧乙酸0.2份加入到反應(yīng)釜中與陽(yáng)離子瓜爾膠混合均勻后，升溫至40°C反應(yīng)2個(gè)小時(shí)；(3)將上述溶液溫度降至25°C后，加入粘度穩(wěn)定劑琥珀酸酐0. 2份，在室溫下，加入重量濃度為30%的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值6. 0，反應(yīng)2個(gè)小時(shí)后，離心分離、離心分離、洗滌、干燥、粉碎、過(guò)篩、包裝，即得產(chǎn)品。實(shí)施例2(1)在裝有攪拌、溫度計(jì)、滴加管道和通氣管道的四口燒瓶中，加入乙醇400份， 通氮?dú)?，在攪拌下加入瓜爾膠原粉200份，室溫下分散10分鐘后，滴加陽(yáng)離子醚化劑 3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨80份，滴加時(shí)間為10分鐘，滴加完畢后，加入氫氧化鈉溶液， 調(diào)節(jié)溶液的PH值為11. 5，加熱升溫至60°C，在此溫度下反應(yīng)三個(gè)小時(shí)后，得陽(yáng)離子瓜爾膠， 將體系降溫至25 °C ；(2)用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至3. 0，取過(guò)氧硫酸0. 4份加入到反應(yīng)釜中與陽(yáng)離子瓜爾膠混合均勻后，升溫至50°C反應(yīng)1. 5個(gè)小時(shí)；(3)將上述溶液溫度降至25°C后，加入粘度穩(wěn)定劑二羧酸半酐0. 4份，在室溫下， 加入重量濃度為32%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值8. 0，反應(yīng)1. 5個(gè)小時(shí)后，離心分離、 離心分離、洗滌、干燥、粉碎、過(guò)篩、包裝，即得產(chǎn)品。實(shí)施例3(1)在裝有攪拌、溫度計(jì)、滴加管道和通氣管道的四口燒瓶中，加入乙醇300份， 通氮?dú)猓跀嚢柘录尤牍蠣柲z原粉200份，室溫下分散10分鐘后，滴加陽(yáng)離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨70份，滴加時(shí)間為15分鐘，滴加完畢后，加入重量濃度為 30%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的PH值為10. 5，加熱升溫至55°C，在此溫度下反應(yīng)3. 5個(gè)小時(shí)后，得陽(yáng)離子瓜爾膠，將體系降溫至30°C ；(2)用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH值至4. 0，取過(guò)氧乙酸2份加入到反應(yīng)釜中與陽(yáng)離子瓜爾膠混合均勻后，升溫至70°C反應(yīng)0. 5個(gè)小時(shí)；(3)將上述溶液溫度降至25°C后，加入粘度穩(wěn)定劑琥珀酸酐1. 0份，在室溫下，加入25%的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值6. 0，反應(yīng)0. 5個(gè)小時(shí)后，離心分離、離心分離、洗滌、 干燥、粉碎、過(guò)篩、包裝，即得產(chǎn)品。實(shí)施例4(1)瓜爾膠表面施膠劑膠液的配制將20份的本發(fā)明產(chǎn)品，在室溫下分散在380份水中，在攪拌下分散后，室溫下溶解 1個(gè)小時(shí)，即得重量濃度為5%的施膠液；過(guò)80目網(wǎng)篩后，泵送至儲(chǔ)膠桶中儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?2)上膠條件紙機(jī)幅寬3150mm;紙機(jī)車(chē)速350m/min;漿料配比針葉木漿40% ；闊葉木漿 60% ；填料用量20% ；施膠方式施膠壓榨；上膠濃度5%。(3)應(yīng)用效果
權(quán)利要求
1.表面施膠劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)在惰性氣氛保護(hù)下，將陽(yáng)離子醚化劑水溶液加入瓜爾膠原粉與低碳醇水溶液的混合物中，再加入堿催化劑，反應(yīng)，得到陽(yáng)離子瓜爾膠產(chǎn)品；(2)將步驟(1)的產(chǎn)物用酸性中和劑將體系的PH至調(diào)至1-4，加入過(guò)酸化學(xué)品反應(yīng)；(3)加入粘度穩(wěn)定劑，同時(shí)加入堿性物質(zhì)水溶液調(diào)節(jié)PH值到6-9反應(yīng)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集所述的表面施膠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，40-60°C反應(yīng)2-4個(gè)小時(shí)，得到陽(yáng)離子瓜爾膠產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟O)中，將步驟(1)的產(chǎn)物降溫至 25-30°C，用酸性中和劑將體系的pH至調(diào)至1-4，加入瓜爾膠絕干重的0. 的過(guò)酸化學(xué)品，在40-70°C反應(yīng)0. 5-2個(gè)小時(shí)，降溫至25-300C ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，加入瓜爾膠絕干重 0. 1-0. 5%的粘度穩(wěn)定劑，同時(shí)加入NaOH調(diào)節(jié)PH值到6-9，在25_30°C反應(yīng)0. 5-2個(gè)小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的陽(yáng)離子醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、2- 二乙胺基乙基氯、4-氯-2- 丁烯基三甲基氯化銨或乙撐亞胺中的一種，加入量為瓜爾膠原粉絕干量的20-40% ；所述的低碳醇是甲醇、乙醇或異丙醇中的一種，瓜爾膠原粉與低碳醇的重量比例為 1:1-2;所述的堿催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉中的一種，加入量為瓜爾膠原粉絕干量的5 10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的酸中和劑為鹽酸、冰醋酸、磷酸或硫酸中的一種；所述的過(guò)酸化學(xué)品為過(guò)氧乙酸、過(guò)氧硫酸或過(guò)氧磷酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的粘度穩(wěn)定劑為醋酸乙烯酯、琥珀酸酐、二羧酸半酐或三聚磷酸鈉中的一種以上，其加入量為瓜爾膠原粉的0. 1-0.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的方法制備的表面施膠劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面施膠劑的應(yīng)用，其特征在于用于紙張的表面施膠。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種表面施膠劑及其制備方法，制備方法包括如下步驟(1)在惰性氣氛如氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將陽(yáng)離子醚化劑水溶液加入瓜爾膠原粉與低碳醇水溶液的混合物中，再加入堿催化劑，反應(yīng)，得到陽(yáng)離子瓜爾膠產(chǎn)品；(2)將步驟(1)的產(chǎn)物用酸性中和劑將體系的pH至調(diào)至1-4，加入過(guò)酸化學(xué)品反應(yīng)；(3)加入粘度穩(wěn)定劑，同時(shí)調(diào)節(jié)pH值到6-9反應(yīng)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集所述的表面施膠劑。本發(fā)明流動(dòng)性非常好，容易分散使用，膠液細(xì)膩穩(wěn)定，具有快速水合溶脹的特點(diǎn)，是一種理想的表面施膠劑，同時(shí)又是一種多功能濕部助劑。它適用于生產(chǎn)文化用紙、新聞紙、銅版紙及特種紙的各類(lèi)型表面施膠。
文檔編號(hào)D21H21/16GK102363938SQ2011101830
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者施曉旦, 李改霞, 王養(yǎng)臣 申請(qǐng)人:上海東升新材料有限公司