一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的asa施胶乳液及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液及其制备方法，属于造纸施胶剂乳化【技术领域】。所述ASA施胶乳液含有ASA、去离子水、锂皂石和三聚氰胺；其制备方法为：将锂皂石分散于去离子水中，将三聚氰胺溶于去离子水中；将锂皂石溶胶和三聚氰胺溶液混匀，得水相；在剪切力作用下将ASA与水相混匀。三聚氰胺对锂皂石的改性效率高，在稳定ASA施胶乳液时三聚氰胺改性锂皂石的用量少；三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液：稳定性好，放置24小时不会产生颗粒聚集、沉淀或者析出水相；不容易水解，乳液放置3小时后，施胶性能变化不大；相对锂皂石单独稳定的ASA乳液，施胶效率有大幅度提高。
【专利说明】一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液及其制备方法，属于造纸施胶剂乳化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]烯基琥拍酸酐(alkenyl succinic anhydride,简称ASA)是一种水不溶性的油状液体，经与水混合、乳化成水包油型乳液后，可用于纸张的浆内施胶。因酸酐极易水解，目前多利用高分子聚合物和表面活性剂在抄纸车间现场乳化ASA。为了降低ASA的水解速度，常常加大乳化剂用量，如利用阳离子淀粉乳化ASA时，淀粉的加入量常为ASA的2?4倍。大量乳化剂的使用不仅提高了 ASA的乳化成本，也使得所制备的ASA乳液有效ASA含量很低，降低了乳化设备的生产效率。同时，表面活性剂的引入，不仅会引起泡沫等操作问题，不利于纸张的清洁生产，也降低了 ASA乳液的施胶效率。
[0003]2012年第5期的《纸和造纸》中的一篇文章提出利用丁胺改性膨润土稳定ASA乳液，所制备的ASA乳液有效ASA含量高达25%，乳液具有较好的稳定性，但乳液的施胶性能还有待提高。2011年第10期《中国造纸》的一篇文章中，利用丁胺改性锂皂石稳定ASA乳液，所得ASA乳液不仅具有较好的稳定性，也使ASA乳液的施胶效果得到了大幅度提高。然而，丁胺水溶液具有较强的碱性，降低了 ASA乳液的水解稳定性。中国专利CN102493273A披露了一种利用聚合硫酸铝与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液具有良好的水解稳定性和施胶效果。但聚合硫酸铝需要现场合成，增加了 ASA乳液现场制备的技术的复杂性。中国专利CN102493275A披露了一种利用尿素与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液具有良好的稳定性和水解稳定性，施胶性能也明显提高，但小分子尿素用量相对较高。中国专利CN102493276A披露了一种利用丙氨酸与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液稳定性好，施胶效率高，小分子丙氨酸用量适中，但乳液的水解稳定性还有待提高。
【发明内容】
[0004]为了克服目前采用改性的锂皂石稳定ASA乳液施胶剂时存在的:对锂皂石的改性效率低、ASA乳液的水解稳定性差、乳化步骤复杂或ASA乳液施胶效果差的问题，本发明提供了一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液。
[0005]本发明还提供了上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，含有ASA、去离子水、锂皂石和三聚氰胺；ASA与去尚子水的质量比为1:1?10，锂阜石与ASA的质量比为1: 10?200,三聚氰胺与锂皂石的质量比为1:10?100。
[0007]所述ASA为常温下以液态形式存在的未经乳化的各种用于造纸施胶的烯基琥珀酸酐工业产品。
[0008]所述锂皂石又名锂皂土，是一种合成硅镁酸盐产品，其理想结构式为Na0.7 [ (Si8Mg5.5Li0.3) O20 (OH) 4]，具有圆盘状颗粒结构，颗粒表面带有永久性负电荷，圆盘直径约为20-30 nm,厚度约为I nm。
[0009]所述三聚氰胺又称蜜胺、氰尿酰胺，学名为2，4，6-三氨基-1，3，5_三嗪，分子式为
C3H6N6。
[0010]上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，所述ASA优选为十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
[0011]上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，三聚氰胺与锂皂石的质量比优选为:1:25-80ο
[0012]上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，锂皂石与ASA的质量比优选为1:25-100。
[0013]上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，ASA与去离子水的质量比优选为:1:5-10。
[0014]上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，各组分的优选配比为:三聚氰胺与锂阜石的质量比为:1:80,锂阜石与ASA的质量比为1:25, ASA与去尚子水的质量比为:1:5。
[0015]一种上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备方法，
将锂皂石分散于去离子水中，得锂皂石溶胶；
将三聚氰胺溶于去离子水中，得三聚氰胺溶液；
将锂皂石溶胶和三聚氰胺溶液混匀，得水相；
在剪切力作用下将ASA与水相混匀，得ASA施胶乳液。
[0016]在上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备过程中，既可以是将水相加到ASA中，也可以是将ASA加到水相中；优选的是将水相加到ASA中。
[0017]在上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备过程中，优选的将锂皂石分散于20-80°C去离子水中。
[0018]在上述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备过程中，所述剪切力可由任何搅拌和剪切设备提供，优选的剪切搅拌速度控制在1000-10000转/分，搅拌时间2-10分钟。
[0019]有益效果
首先，三聚氰胺对锂皂石的改性效率高，少量三聚氰胺对锂皂石改性就可大幅度提高锂皂石对ASA乳液的稳定性，在稳定ASA施胶乳液时三聚氰胺改性锂皂石的用量少、对ASA施胶乳液的乳化效果好；· 其次，三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液:
稳定性好，放置24小时不会产生颗粒聚集、沉淀或者析出水相，外观没有明显变化； 不容易水解，乳液放置3小时后，施胶性能变化不大；
施胶效率高，相对锂皂石单独稳定的ASA乳液，施胶效率有大幅度提高；
再者；三聚氰胺改性锂皂石稳定ASA施胶乳液的过程中，不需要添加任何表面活性剂、步骤简单、易操作。【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明；除另有指明，实施例中的所述份数均以重量计。
[0021]实施例1
将I份锂皂石粉末在不断搅拌下逐渐加到预热至60 0C的100份去离子水中，分散均匀后，冷却至室温，直接作为水相。取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作为油相。将上述制备的水相在搅拌下加入油相中，利用高速乳化剪切设备于1000转/分的转速下搅拌乳化10分钟，制得水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分比约为33%，乳液放置24小时后，底部析出水相。
[0022]取100份打浆度约为42 °SR的杨木漂白热磨机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合搅拌I分钟，加入I份上述制备的ASA乳液施胶齐U，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.02份阳离子聚丙烯酰胺，与纸料混合均匀后，在1500转/分转速下继续搅拌I分钟，之后在750转/分转速搅拌下加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟后，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经1050C干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度为57s。
[0023]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为Hs。
[0024]实施例2
将I份锂皂石粉末在不断搅拌下逐渐加到预热至60 0C的50份去离子水中，分散均匀后，冷却至室温；将0.1份三聚氰胺在搅拌下溶解在50份去离子水中，与上述锂皂石分散液混合均匀后作为水相；取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作为油相。将上述制备的水相在搅拌下加入油相中，利用高速乳化剪切设备于1000转/分的转速下搅拌乳化10分钟，制得稳定、均匀的水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分数约为33%，乳液放置24小时后外观没有变化。
[0025]取100份打浆度约为42 °SR的杨木漂白热磨机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份A12(S04)2.18H20，混合搅拌I分钟，加入I份上述制备的ASA乳液施胶剂，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.02份阳离子聚丙烯酰胺，混合均匀后，在1500转/分转速下搅拌I分钟，之后在750转/分搅拌下，加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经105 °C干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度平均为112 S。
[0026]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为106s。
[0027]实施例3
将0.5份锂皂石粉末在不断搅拌下逐渐加到预热至40 0C的40份去离子水中，分散均匀后，冷却至室温；将0.005份三聚氰胺在搅拌下溶解在10份去离子水中，与上述锂皂石分散液混合均匀后作为水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作为油相。将上述制备的水相在搅拌下加入油相中，利用高速乳化剪切设备于7500转/分的转速下搅拌乳化3分钟，制得稳定、均匀的水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分比约为50%，乳液放置24小时后外观没有变化。[0028]取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20，混合搅拌I分钟，加入0.2份上述制备的ASA乳液施胶剂，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.02份阳离子聚丙烯酰胺，混合均匀后，在1500转/分转速下搅拌0.5分钟，之后在750转/分转速搅拌下，加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经105 °C干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度平均为121 S。
[0029]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为109s。
[0030]实施例4
将0.25份锂皂石粉末在不断搅拌下逐渐加到20°C的50份去离子水中，分散均匀并待锂皂石充分润胀后备用；将0.005份三聚氰胺在搅拌下溶解在25份去离子水中，与上述锂皂石分散液混合均匀后作为水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作为油相。将上述制备的水相在搅拌下加入油相中，利用高速乳化剪切设备于10000转/分的转速下搅拌乳化2分钟，制得稳定、均匀的水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分比约为40%，乳液放置24小时后外观没有变化。
[0031 ] 取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份A12(S04)2.18H20，混合搅拌I分钟，加入0.25份上述制备的ASA乳液施胶剂，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.02份阳离子聚丙烯酰胺，与纸料混合均匀后，在1500转/分下继续搅拌I分钟，之后在750转/分转速下，加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经105 °(:干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度平均为116s。
[0032]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为103s。
[0033]实施例5
将2.5份锂皂石粉末在不断搅拌下逐渐加到预热至80 °(:的150份去离子水中，分散均匀后，冷却至室温；将0.1份三聚氰胺在搅拌下溶解在100份去离子水中，与上述锂皂石分散液混合均匀后作为水相；另取25份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作为油相。将油相在搅拌下加入上述制备的水相中，利用高速乳化剪切设备于2500转/分的转速下搅拌乳化7分钟，制得稳定、均匀的水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分比约为9%，乳液放置24小时后外观没有变化。
[0034]取100份打浆度约为42°SR的杨木漂白热磨机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18H20，混合搅拌I分钟，加入3份上述制备的ASA乳液施胶剂，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.01份阳离子聚丙烯酰胺，与纸料混合均匀后，在2000转/分下搅拌I分钟，之后在750转/分搅拌下加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经105 °C干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度平均为133 S。
[0035]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为116s。
[0036]实施例6 将2份锂皂石粉末用少量水润湿后，在不断搅拌下逐渐加入去离子水，分散均匀后，用乳化剪切机在5000转/分下剪切分散5分钟，并用去离子水稀释到150份；将0.025份三聚氰胺在搅拌下溶解在100份去离子水中，与上述锂皂石分散液混合均匀后作为水相；另取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作为油相。将上述制备的水相在搅拌下加入油相中，利用高速乳化剪切设备于5000转/分的转速下搅拌乳化5分钟，制得稳定、均匀的水包油型ASA乳状液，乳状液中ASA的质量百分比约为16.6%，乳液放置24小时后外观没有变化。
[0037]取100份打浆度约为42°SR的杨木漂白热磨机械浆加入9900份水中，经纤维疏解机疏解后，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20，混合搅拌I分钟，加入2份上述制备的ASA乳液施胶齐U，在750转/分钟的速度下搅拌2分钟，加入0.01份阳离子聚丙烯酰胺，与纸料混合均匀后，在2000转/分下继续搅拌I分钟，之后在750转/分转速搅拌下加入0.3份锂皂石，继续搅拌I分钟，利用快速凯塞法纸页成型器抄制定量约60 g/m2的手抄片，并经105 °C干燥IOmin后，利用液体渗透法(GB/T5405— 2002)测得手抄片施胶度平均为194s。
[0038]乳液放置3小时后，重新取100份打浆度约为40°SR的杨木碱性过氧化氢机械浆加入9900份水中，在与上述同样的操作条件下施胶、抄纸手抄片，测得的施胶度为177s。
【权利要求】
1.一种三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，含有ASA、去离子水、锂阜石和三聚氰胺；ASA与去尚子水的质量比为1:1?10，锂阜石与ASA的质量比为1:10?200，三聚氰胺与锂阜石的质量比为1:10?100。
2.根据权利要求1所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，所述ASA为十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
3.根据权利要求1所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，三聚氰胺与锂阜石的质量比为:1:25-80。
4.根据权利要求1所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，锂皂石与ASA的质量比为1:25-100。
5.根据权利要求1所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，ASA与去离子水的质量比为:1:5-10。
6.根据权利要求1所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液，其特征在于，三聚氰胺与锂阜石的质量比为:1:80,锂阜石与ASA的质量比为1:25, ASA与去尚子水的质量比为:1:5。
7.—种权利要求1?6所述三聚氰胺改性锂皂石稳定的ASA施胶乳液的制备方法，其特征在于: 将锂皂石分散于去离子水中，得锂皂石溶胶； 将三聚氰胺溶于去离子水中，得三聚氰胺溶液； 将锂皂石溶胶和三聚氰胺溶液混匀，得水相； 在剪切力作用下将水相加到ASA中、混匀，得ASA施胶乳液。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，将锂皂石分散于20-80°C去离子水中。
9.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，剪切搅拌速度控制在ΚΚΚΟΟΟΟ转/分，搅拌时间2?10分钟。
【文档编号】D21H17/68GK103437244SQ201310391692
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】刘温霞, 张伟, 谭华, 王慧丽, 王哲 申请人:齐鲁工业大学