一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑及其乳化asa的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑及其乳化ASA的方法，屬于造紙施膠劑乳化【技術(shù)領(lǐng)域】。一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，由獨(dú)立存在的三聚氰胺和鋰皂石組成；其乳化ASA的方法為將鋰皂石、三聚氰胺分別分散、溶于于去離子水中，然后混勻，再與ASA混勻。三聚氰胺對(duì)鋰皂石的改性效率高，用少量三聚氰胺對(duì)鋰皂石改性就可大幅度提高鋰皂石對(duì)ASA乳液的穩(wěn)定性。采用三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑穩(wěn)定的ASA施膠乳液：穩(wěn)定性好，放置24小時(shí)不會(huì)產(chǎn)生顆粒聚集、沉淀或者析出水相；不容易水解：乳液放置3小時(shí)后，施膠性能變化不大；施膠效率高：相對(duì)鋰皂石單獨(dú)穩(wěn)定的ASA乳液，施膠效率有大幅度提高。
【專利說明】一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑及其乳化ASA的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑及其乳化ASA的方法，屬于造紙施膠劑乳化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]ASA是烯基琥拍酸酐(alkenyl succinic anhydride)的簡稱,在造紙工業(yè)中常用作漿內(nèi)施膠劑，提高紙張的抗水性。ASA具有反應(yīng)活性高、pH適應(yīng)范圍廣、與鋁鹽相容性好、成紙不打滑等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)其它反應(yīng)型施膠劑如AKD (烷基烯酮二聚體)，ASA對(duì)含有各種高得率漿、二次纖維漿和草漿的紙張和紙板的施膠更具優(yōu)勢，因此，其在造紙工業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。
[0003]紙張的抄造常以水作為介質(zhì)，而ASA是一種油狀液體，需要乳化成水包油型乳液后，方可在造紙系統(tǒng)中使用，且作為一種酸酐，ASA極易水解。因此，目前多利用各種天然或合成高分子聚合物如陽離子淀粉和表面活性劑在施膠之前現(xiàn)場乳化ASA。然而，ASA是一種強(qiáng)極性、高黏度油相，一般高分子聚合物對(duì)ASA乳液的穩(wěn)定效率不高，加之為了降低ASA的水解速度，故意加大高分子穩(wěn)定劑的用量。如利用陽離子淀粉穩(wěn)定ASA乳液時(shí)，淀粉的用量常為ASA的2?4倍。這不僅提高了 ASA乳液的制備成本，也使得所制備的ASA乳液有效ASA含量很低，降低了乳化設(shè)備的生產(chǎn)效率。同時(shí)，表面活性劑的引入，不僅會(huì)引起一系列的紙機(jī)操作障礙，也降低了 ASA乳液的施膠效率。
[0004]除表面活性劑和高分子聚合物之外，固體顆粒也可用于穩(wěn)定ASA乳液。如美國專利US6，284，099披露了一種利用膨潤土、膠體二氧化硅與少量表面活性劑和螯合劑穩(wěn)定ASA乳狀液的方法，但所制備的乳液有效ASA含量低，穩(wěn)定性不佳。中國專利ZL200910020447.4披露了一種利用膨潤土與水滑石聯(lián)合穩(wěn)定ASA乳液的方法，該方法完全避免了表面活性劑的使用，所制備的ASA乳液有效ASA含量高、水解穩(wěn)定性好。然而，ASA乳液的施膠效率還有待于進(jìn)一步提高。2011年第10期《中國造紙》的一篇文章中，利用丁胺改性鋰皂石穩(wěn)定ASA乳液，所得ASA乳液不僅具有較好的穩(wěn)定性，也使ASA乳液的施膠效果得到了大幅度提高。但丁胺的水溶性呈強(qiáng)堿性，降低了 ASA乳液的水解穩(wěn)定性。中國專利CN102493273A披露了一種利用聚合硫酸鋁與鋰皂石聯(lián)合穩(wěn)定ASA乳液的方法，利用該方法制備的ASA乳液具有良好的水解穩(wěn)定性和施膠效果。但聚合硫酸鋁需要現(xiàn)場合成，使ASA乳液的現(xiàn)場制備技術(shù)頗為復(fù)雜。中國專利CN102493275A披露了一種利用尿素與鋰皂石聯(lián)合穩(wěn)定ASA乳液的方法，利用該方法制備的ASA乳液具有良好的穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，施膠性能也明顯提高，但小分子尿素對(duì)鋰皂石的改性效率較低，用量相對(duì)較高。中國專利CN102493276A披露了一種利用丙氨酸與鋰阜石聯(lián)合穩(wěn)定ASA乳液的方法,利用該方法制備的ASA乳液穩(wěn)定性好，小分子丙氨酸用量適中，但丙氨酸對(duì)鋰皂石的改性效率仍然較低，乳液的施I父性能和水解穩(wěn)定性還有待于進(jìn)一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服目前采用改性鋰皂石穩(wěn)定ASA乳液施膠劑時(shí)存在的:對(duì)鋰皂石的改性效率低、ASA乳液的水解穩(wěn)定性差、乳化步驟復(fù)雜或ASA乳液或施膠效果差的問題，本發(fā)明提供了 一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑。
[0006]本發(fā)明還提供了采用上述乳化劑乳化ASA的方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，由獨(dú)立存在的三聚氰胺和鋰皂石組成；
二聚氰胺和鋰阜石的質(zhì)量比為1: 10-100。
[0008]上述三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，其中的三聚氰胺和鋰皂石分別包裝。
[0009]所述ASA為常溫下以液態(tài)形式存在的未經(jīng)乳化的各種用于造紙施膠的烯基琥珀酸酐工業(yè)產(chǎn)品。所述鋰皂石又名鋰皂土，是一種合成硅鎂酸鹽產(chǎn)品，理想結(jié)構(gòu)式為Na0.7 [ (Si8Mg5.5Li0.3) O20 (OH) 4]，具有圓盤狀顆粒結(jié)構(gòu)，顆粒表面帶有永久性負(fù)電荷，圓盤直徑約為2(T30 nm，厚度約為I nm。所述三聚氰胺又稱蜜胺、氰尿酰胺，學(xué)名為2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪，分子式為C3H6N6。
[0010]上述三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，三聚氰胺與鋰皂石的質(zhì)量比優(yōu)選為:1:25-80 ；更優(yōu)選的為1:80。
[0011]一種采用上述乳化劑乳化ASA的方法，
將鋰皂石分散于去離子水中，得鋰皂石溶膠；
將三聚氰胺溶于去離子水中，得三聚氰胺溶液；
將鋰皂石溶膠和三聚氰胺溶液混勻，得水相；
在剪切力作用下將ASA與水相混勻，得ASA施膠乳液；
其中，ASA與去離子水的質(zhì)量比為1:1-10 ;鋰皂石與ASA的質(zhì)量比為1:20-200。
[0012]上述方法中，所用ASA優(yōu)選為十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
[0013]上述方法中，ASA與去離子水的質(zhì)量比優(yōu)選為:1:5_10，更優(yōu)選的為1:5。
[0014]上述方法中，鋰皂石與ASA的質(zhì)量比優(yōu)選為1:25-100，更優(yōu)選的為1:25。
[0015]在上述方法中，既可以是將水相加到ASA中，也可以是將ASA加到水相中；優(yōu)選的是將水相加到ASA中。
[0016]在上述方法中，優(yōu)選的將鋰皂石分散于20_80°C去離子水中。
[0017]在上述方法中，所述剪切力可由任何攪拌和剪切設(shè)備提供，優(yōu)選的剪切攪拌速度控制在100(Tl0000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間2?10分鐘。
[0018]有益效果
三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，三聚氰胺對(duì)鋰皂石的改性效率高，用少量三聚氰胺對(duì)鋰皂石改性就可大幅度提高鋰皂石對(duì)ASA乳液的穩(wěn)定性，在穩(wěn)定ASA施膠乳液時(shí)的用量少、對(duì)ASA施膠乳液的乳化效果好；
采用三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑穩(wěn)定的ASA施膠乳液:穩(wěn)定性好，放置24小時(shí)不會(huì)產(chǎn)生顆粒聚集、沉淀或者析出水相，外觀沒有明顯變化；
不容易水解:乳液放置3小時(shí)后，施膠性能變化不大；
施膠效率高:相對(duì)鋰皂石單獨(dú)穩(wěn)定的ASA乳液，施膠效率有大幅度提高；
采用三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑穩(wěn)定ASA施膠乳液的過程中，不需要添加任何表面活性劑、步驟簡單、易操作?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明；除另有指明，實(shí)施例中的所述份數(shù)均以重量計(jì)。
[0020]實(shí)施例1
將I份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預(yù)熱至60 0C的100份去離子水中，分散均勻后，冷卻至室溫，直接作為水相。取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述制備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化10分鐘，制得水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分比約為33%，乳液放置24小時(shí)后，底部析出水相。
[0021]取100份兒打漿度約為42 °SR的楊木漂白熱磨機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20，混合攪拌I分鐘，加入I份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯酰胺，與紙料混合均勻后，在1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下繼續(xù)攪拌I分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速攪拌下加入0.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘后，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 0C干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度為57s。
[0022]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為Hs。
[0023]實(shí)施例2
將I份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預(yù)熱至60 0C的50份去離子水中，分散均勻后，冷卻至室溫；將0.1份三聚氰胺在攪拌下溶解在50份去離子水中，與上述鋰皂石分散液混合均勻后作為水相；取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述制備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化10分鐘，制得穩(wěn)定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)約為33%，乳液放置24小時(shí)后外觀沒有變化。
[0024]取100份兒打漿度約為42 0SR的楊木漂白熱磨機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入I份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯酰胺，混合均勻后，在1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌I分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘拢尤?.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 °C干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為112 S。
[0025]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為106s。
[0026]實(shí)施例3
將0.5份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預(yù)熱至40 0C的40份去離子水中，分散均勻后，冷卻至室溫；將0.005份三聚氰胺在攪拌下溶解在10份去離子水中，與上述鋰皂石分散液混合均勻后作為水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述制備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于7500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化3分鐘，制得穩(wěn)定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分比約為50%，乳液放置24小時(shí)后外觀沒有變化。
[0027]取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入0.2份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯酰胺，混合均勻后，在1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌0.5分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速攪拌下，加入0.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 0C干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為121 S。
[0028]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為109s。
[0029]實(shí)施例4
將0.25份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到20°C的50份去離子水中，分散均勻并待鋰皂石充分潤脹后備用；將0.005份三聚氰胺在攪拌下溶解在25份去離子水中，與上述鋰皂石分散液混合均勻后作為水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述制備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于10000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化2分鐘，制得穩(wěn)定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分比約為40%，乳液放置24小時(shí)后外觀沒有變化。
[0030]取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入0.25份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯酰胺，與紙料混合均勻后，在1500轉(zhuǎn)/分下繼續(xù)攪拌I分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下，加入0.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 0C干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為116s。
[0031]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為103s。
[0032]實(shí)施例5
將2.5份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預(yù)熱至80 °(:的150份去離子水中，分散均勻后，冷卻至室溫；將0.1份三聚氰胺在攪拌下溶解在100份去離子水中，與上述鋰皂石分散液混合均勻后作為水相；另取25份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作為油相。將油相在攪拌下加入上述制備的水相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于2500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化7分鐘，制得穩(wěn)定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分比約為9%，乳液放置24小時(shí)后外觀沒有變化。
[0033]取100份兒打漿度約為42°SR的楊木漂白熱磨機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入3份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.01份陽離子聚丙烯酰胺，與紙料混合均勻后，在2000轉(zhuǎn)/分下攪拌I分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤?.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 °C干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為133 S。
[0034]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為116s。[0035]實(shí)施例6
將2份鋰皂石粉末用少量水潤濕后，在不斷攪拌下逐漸加入去離子水，分散均勻后，用乳化剪切機(jī)在5000轉(zhuǎn)/分下剪切分散5分鐘，并用去離子水稀釋到150份；將0.025份三聚氰胺在攪拌下溶解在100份去離子水中，與上述鋰皂石分散液混合均勻后作為水相；另取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述制備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設(shè)備于5000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌乳化5分鐘，制得穩(wěn)定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質(zhì)量百分比約為16.6%，乳液放置24小時(shí)后外觀沒有變化。
[0036]取100份兒打漿度約為42°SR的楊木漂白熱磨機(jī)械漿加入9900份水中，經(jīng)纖維疏解機(jī)疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入2份兒上述制備的ASA乳液施膠劑，在750轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.01份陽離子聚丙烯酰胺，與紙料混合均勻后，在2000轉(zhuǎn)/分下繼續(xù)攪拌I分鐘，之后在750轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速攪拌下加入0.3份鋰皂石，繼續(xù)攪拌I分鐘，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，并經(jīng)105 °(:干燥IOmin后，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為194s。
[0037]乳液放置3小時(shí)后，重新取100份兒打漿度約為40°SR的楊木堿性過氧化氫機(jī)械漿加入9900份水中，在與上述同樣的操作條件下施膠、抄紙手抄片，測得的施膠度為177s。
【權(quán)利要求】
1.一種三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，其特征在于，由獨(dú)立存在的三聚氰胺和鋰皂石組成； 二聚氰胺和鋰阜石的質(zhì)量比為1: 10-100。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石乳化劑，其特征在于，三聚氰胺與鋰皂石的質(zhì)量比為=1:25-80 ο
3.一種采用權(quán)利要I或2所述乳化劑乳化ASA的方法，其特征在于， 將鋰皂石分散于去離子水中，得鋰皂石溶膠； 將三聚氰胺溶于去離子水中，得三聚氰胺溶液； 將鋰皂石溶膠和三聚氰胺溶液混勻，得水相； 在剪切力作用下將ASA與水相混勻，得ASA施膠乳液； 其中，ASA與去 離子水的質(zhì)量比為1:1-10 ;鋰皂石與ASA的質(zhì)量比為1:20-200。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所用ASA為十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，ASA與去離子水的質(zhì)量比為:1:5-10。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，鋰皂石與ASA的質(zhì)量比為1:25-100。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，是將水相加到ASA中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將鋰皂石分散于20-80°C去離子水中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述剪切攪拌速度控制在1000-10000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間2-10分鐘。
【文檔編號(hào)】D21H17/14GK103451996SQ201310391731
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】劉溫霞, 譚華, 張偉, 王慧麗, 王哲 申請人:齊魯工業(yè)大學(xué)