专利名称：一种阳离子松香/akd中性施胶剂的制备方法
技术领域：
本发明属于化学领域，特别涉及一种阳离子松香/AKD中IM胶剂的制备方法。
背景技术：
随着胶版印刷技术的现代化，对纸张的质量要求日益提高，中碱性纸张的 需求量亦逐渐增加。与酸性施胶相比，中性施胶不论在提高纸张白度、改善印 刷适应性、斷氐餘成本，还是市场和用户的青鹏號来讲，其优势愈加明显。 烷基烯酮二聚物(AKD)是一种反应性较强的中碱性施胶剂，已在国内纸 厂得到广泛i顿。AKD的反应官能基与纸张纤维羟基发生酯化反应生成P-酮基 酯，并与纤维架键结合，而憎水性长链烷基转向纸面，形成疏水层，使纸张具 有防水性和施胶效果。传统AKD乳液基本以阳离子淀粉和一些小分子表面活性 剂作为乳化剂，由此制得的AKD乳液都存在多泡及稳定性差等缺点。松香是一种丰富的可再生型资源。松香含有非极性的三环菲骨架和极性羧 基可赋予纸张耐水耐油性，故一直l細作浆内施胶剂，常用于酸性造纸。松 香胶类施胶剂价格低、施胶效果好，且松香类施胶齐啲纸张回收较非松香胶类 容易，目前仍被国内多数纸厂使用。但是，酸性造纸产生的三废污染严重，对 环境影响巨大。发明内容本发明目的是克服现有技术的不足之处，掛共一种阳离子松香/AKD中性施 胶剂的制备方法。本制备方法得到的中性施胶剂具有优良的稳定性、施胶效果 好，而且提高了纸张施胶度，降低了胶料成本。1) 将苯乙烯、丙烯酸酯类单体、丙烯,及其衍生物、阳离子单体和助溶 齐啦(1-2): (1-2): (14): (1-2): (2画5)的质量比混，得体系A;2) 在50-85。C下，向体系A中加入油溶性引发剂，其中油溶性引发剂与乙烯基共聚单体的质量比为1-10: 100，继续保温反应3-6小时，得到体系B，所述的乙烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸酯类单体、丙烯醐安及其衍生物和阳离 子单体；3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至15-20%,既得阳离子高分子 表面活性剂C;4) 于反应器中加入阳离子高舒表面活性剂C、松香、AKD,其中阳离子 高肝表面活性剂C与松香、AKD的质量比为(5-20): (2-10): (1-4),升高 温度至8(M0(TC，待松香、AKD熔融后，搅拌15-40射中，在搅拌下加入80-100 'C的热水分散调节固含量至3040%,即制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D， 将亚稳定乳液D经20-30MPa均质后，冷却至30°C以下，即制得固含量为30-40% 的稳定的阳离子松香/AKD中性施胶剂。所述的丙烯酸酯类单体为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸 正辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯中的一种或一种以上任 意比例的混合物。所述的所述的丙烯酰胺及其衍生物为丙烯酰胺、羟甲基丙烯mi安、双丙酮 丙烯醜按中的一种或一种以上任意比例的混合物。所述的阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基丙烯 酰氧乙基二甲基节基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲 基节基氯化铵、沐乙烯基节基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化节 季铵、二烯丙基二甲基氯化铵或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯中的一种或一种以 上任意比例的混合物。戶诚的助蹄l伪N， N-二甲基甲mS安、N， N-二甲基乙Stl安或N-甲勘比咯 烷酮。所述的油溶性弓像剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异劍青或过氧化二苯甲酰。本发明制备过程中不使用小分子表面活性齐诉卿离子淀粉，有利于环境保 护和应用效果的提高。阳离子高分子表面活性剂带有即亲油又亲水的双亲结构， 阳离子高分子表面活性剂在油一7jC界面上吸附形成牢固的双亲膜，有利于提高 乳液的稳定性。本发明制备的阳离子松香/AKD中性施胶剂具有较强的阳离子性 能，颗粒带有阳电荷，有助于留着并与纸纤维结合，且阳离子高分子表面活性 齐体身亦具有一定的施胶增效作用，因此大大提高乳液稳定性能和施胶性能。具体实施方式
实施例l:1) 将苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和 N， N-二甲基甲酰胺按l: 2: 1: 2: 5的质量比混賴幌体系A;2) 在50。C下，向体系A中加入偶氮二异丁腈，其中偶氮二异丁腈与乙烯 基共聚单体的质量比为l: 100，继续保温反应5小时，得到体系B，戶腿的乙 烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯醐安、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化铵；3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至15%， g无得阳离子高分子表面 活性剂C;4) 于反应器中加入阳离子高舒表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高針表面活性剂C与松香、AKD的质量比为20: 10: 4，升高鹏至10(TC， 待松香、AKD熔融后，搅拌15^l中，在搅拌下加入10(TC的热7jC分散调节固含 量至30%，艮蹄勝阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定孚L液D经30MPa 均质后，冷却至3(TC以下，即制得固含量为30。/。的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂。实施例2:1) 将苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、羟甲基丙烯Sfel安、甲基丙烯酰氧乙基二甲 基节基氯化铵和N， N-二甲基乙酰胺按1.5: 1: 2: 1: 2的质量比混合制得体系 A;2) 在85°〇下，向体系A中加入偶氮二异劍青，其中偶氮二异庚腈与乙烯 基共聚单体的质量比为5: 100，继续保温反应3小时，得到体系B，所述的乙烯基共聚单体为苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙 基二甲基节基氯化铵；3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至18%，既得阳离子高分子表面 活性剂C;4) 于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高好表面活性剂C与松香、AKD的质量比为8: 3: 1.5,升高鹏至9(TC， 待松香、AKD熔融后，搅拌28辦中，在搅拌下加入9(TC的热水分散调节固含 量至40%，艮蹄掃阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经25MPa 均质后，7賴口至30。C以下，即制得固含量为4(P/o的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂。实施例3:1) 将苯乙烯、丙烯酸丁酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和N-甲基吡咯烷酮按2: 1.5: 4: 1.5: 4的质量比混合制得体系A;2) 在7(TC下，向体系A中加入过氧化二苯甲酰，其中过氧化二苯甲酰与 乙烯基共聚单体的质量比为8: 100，继续保温反应6小时，得到体系B，戶脱 的乙烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三 甲基氯化铵；3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至16%，既得阳离子高分子表面 活性剂C;4)于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高分子表面活性剂C与松香、AKD的质量比为10: 4: 2，升高温度至80。C， 待松香、AKD熔融后，搅拌40併中，在搅拌下加入8(TC的热水分散调节固含 量至35%，即制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经20MPa 均质后，冷却至3(TC以下，即制得固含量为35。/。的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂c
实施例4:
1) 将苯乙烯、丙烯酸十八酯、丙烯醐安、丙烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵
和N， N-二甲基甲^i安按1.3: 1.6: 3: 1.8: 3的质量比混合制得体系A;
2) 在6(TC下，向体系A中加入偶氮二异丁腈，其中偶氮二异丁腈与乙烯 基共聚单体的质量比为3: 100,继续保温反应4小时，得到体系B，戶腿的乙 烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸十八酯、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基二甲基节基 氯化銜
3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至20%，既得阳离子高分子表面 活性剂C;
4) 于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高肝表面活性剂C与松香、AKD的质量比为15: 8: 3，升高驢至85。C， 待松香、AKD熔融后，搅拌25，，在搅拌下加入85"C的热水分散调节固含 量至32%，艮P制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经27MPa 均质后，冷却至3(TC以下，艮卩制得固含量为32。/。的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂。
实施例5:
1) 将苯乙烯、丙烯酸正辛酯、羟甲基丙烯酰胺、对-乙烯基节基三甲基氯
化铵和N， N-二甲基乙,按1.8: 1.3: 1.5: l丄3.5的质量比混賴U得体系A;
2) 在75。C下，向体系A中加入偶氮二异庚腈，其中偶氮二异庚腈与乙烯基共聚单体的质量比为10: 100，继续保温反应5.5小时，得到体系B，所述的 乙烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸正辛酯、羟甲基丙烯醐安、沐乙烯基节基三 甲基氯化铵；
3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至17%， g先得阳离子高好表面 活性剂C;
4) 于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高^f表面活性剂C与松香、AKD的质量比为5: 2: 1,升高温度至95'C，待 松香、AKD熔融后，搅拌18辦中，在搅拌下加入95。C的热水分散调节固含量 至36%，即制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经23MPa均 质后，冷却至30。C以下，艮蹄掃固含量为36%的稳定的阳离子松香/細中性 施胶剂o
实施例6:
1) 将苯乙烯、甲基丙烯酸羟丙酯、双丙酮丙烯醐安、甲基丙烯酸二甲胺基 乙酯氯化节季铵和N-甲基吡咯烷酮按1.6: 1.1: 3.5: 1.7: 2.5的质量比混合制 得体系A;
2) 在68°〇下，向体系A中加入过氧化二苯甲酰，其中过氧化二苯甲酰与 乙烯基共聚单体的质量比为7: 100，继续保温反应3.5小时，得到体系B，所 述的乙烯基共聚单体为苯乙烯、甲基丙烯酸羟丙酯、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙 烯酸二甲胺基乙酯氯化节對安；
3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至19%， g形寻阳离子高分子表面
活性剂C;
4) 于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高分子表面活性剂C与松香、AKD的质量比为12: 5: 2.5，升高離至88X:， 待松香、AKD熔融后，搅拌35分钟，在搅拌下加入88。C的热水分散调节固含 量至38%，艮蹄J得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经29MPa均质后，冷却至3(TC以下，艮蹄照固含量为38。/。的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂。 实施例7:
1) 将苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰 胺、甲基丙烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵和N， N-二 甲基甲Mi安按l丄h 0.8: 1: 1.5: 0.7: 0.9: 4.5的质量比》昆賴时寻体系A;
2) 在55X:下，向体系A中加入偶氮二异庚腈，其中偶氮二异劍青与乙烯 基共聚单体的质量比为2: 100，继续保温反应4.5小时，得到体系B，戶腿的 乙烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、羟甲 基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵；
3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至20%，既得阳离子高M表面 活性剂C;
4) 于反应器中加入阳离子高^T表面活性剂C、松香、AKD,其中阳离子 高分子表面活性剂C与松香、AKD的质量比为18: 6: 3.5，升高温度至93。C， 待松香、AKD熔融后，搅拌30分钟，在搅拌下加入93"C的热水分散调节固含 量至31%，艮蹄幌阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经21MPa 均质后，冷却至30。C以下，艮蹄i照固含量为31%的稳定的阳离子松香/細中 '鹏胶剂。
实施例8:
1) 将苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酰胺、 羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙 烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和N-甲勘比咯烷酮
按1.7: 0.3: 0.5: 0.6: 1: 2: 0.7: 0.3: 0.4: 0.6: 2.8的质量比混合制得体系A;
2) 在80'C下，向体系A中加入过氧化二苯甲酰，其中过氧化二苯甲酰与 乙烯基共聚单体的质量比为9: 100，继续保温反应3小时，得到体系B，戶脱十八酯、丙烯酸正辛酯、 丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化
铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯；
3) 然后向体系B中加水，调节体系固含量至15%，既得阳离子高分子表面 活性剂C;
4) 于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子 高分子表面活性剂C与松香、AKD的质量比为16: 7: 3.7，升高驢至97°〇， 待松香、AKD熔融后，搅拌20射中，在搅拌下加入97-C的热水分散调节固含 量至39%，即制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经26MPa 均质后，冷却至3(TC以下，即制得固含量为39。/。的稳定的阳离子松香/AKD中 性施胶剂。
权利要求
1、一种阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特征在于1)将苯乙烯、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺及其衍生物、阳离子单体和助溶剂按(1-2)∶(1-2)∶(1-4)∶(1-2)∶(2-5)的质量比混合制得体系A；2)在50-85℃下，向体系A中加入油溶性引发剂，其中油溶性引发剂与乙烯基共聚单体的质量比为1-10∶100，继续保温反应3-6小时，得到体系B，所述的乙烯基共聚单体为苯乙烯、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺及其衍生物和阳离子单体；3)然后向体系B中加水，调节体系固含量至15-20％，既得阳离子高分子表面活性剂C；4)于反应器中加入阳离子高分子表面活性剂C、松香、AKD，其中阳离子高分子表面活性剂C与松香、AKD的质量比为(5-20)∶(2-10)∶(1-4)，升高温度至80-100℃，待松香、AKD熔融后，搅拌15-40分钟，在搅拌下加入80-100℃的热水分散调节固含量至30-40％，即制得阳离子松香/AKD亚稳定乳液D，将亚稳定乳液D经20-30MPa均质后，冷却至30℃以下，即制得固含量为30-40％的稳定的阳离子松香/AKD中性施胶剂。
2、 根据权利要求1戶脱阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特征 在于戶脱的丙烯酸酯类单体为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸 正辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯^^丙酯中的一种或一种以上任 意比例的混合物。
3、 根据权利要求1戶脱的阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特 征在于所述的所述的丙烯翻安及其衍生物为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、双 丙酮丙烯醜按中的一种或一种以上任意比例的混合物。
4、 根据权利要求1戶脱的阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特 征在于所述的阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基 丙烯酰氧乙基二甲基节基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基 二甲基节基氯化铵、对-乙烯基节基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯 化节季铵、二烯丙基二甲基氯化铵或甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯中的一种或一 种以上任意比例的混合物。
5、 根据权利要求1戶腿的阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特 征在于戶腿的助翻伪N, N-二甲基甲^l安、N， N-二甲基乙Sti安或N-甲基 吡咯烷酮。
6、 根据权利要求1戶脱的阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，其特 征在于所述的油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲 酰。
全文摘要
一种阳离子松香/AKD中性施胶剂的制备方法，在可与水互溶的有机溶剂作用下，以苯乙烯、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺及其衍生物、阳离子单体等乙烯基单体为共聚单体，通过无皂乳液聚合制得阳离子无皂苯丙乳液。以其作为阳离子高分子表面活性剂，将松香、长链烷基烯酮多聚体(AKD)乳化分散，经高压均质后即可制得具有良好稳定性和施胶性能的阳离子松香/AKD乳液。本发明产品制备过程中不使用小分子乳化剂和阳离子淀粉，克服了传统AKD乳液易气泡、稳定性差、施胶效果不好等缺点。本发明制备的阳离子松香/AKD乳液具有较强的阳离子性能，颗粒带有阳电荷，有助于留着并与纸纤维结合，且阳离子高分子表面活性剂本身亦具有一定的施胶增效作用，因此大大提高乳液稳定性能和施胶性能。
文档编号D21H21/14GK101649580SQ200910023760
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者任天日, 李刚辉, 李小瑞, 沈一丁, 王海花, 费贵强 申请人:陕西科技大学