一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的asa施膠乳液及其製備方法

2023-09-19 09:56:50

一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的asa施膠乳液及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液及其製備方法，屬於造紙施膠劑乳化【技術領域】。所述ASA施膠乳液含有ASA、去離子水、鋰皂石和三聚氰胺；其製備方法為：將鋰皂石分散於去離子水中，將三聚氰胺溶於去離子水中；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。三聚氰胺對鋰皂石的改性效率高，在穩定ASA施膠乳液時三聚氰胺改性鋰皂石的用量少；三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液：穩定性好，放置24小時不會產生顆粒聚集、沉澱或者析出水相；不容易水解，乳液放置3小時後，施膠性能變化不大；相對鋰皂石單獨穩定的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穩定的ASA施膠乳液及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液及其製備方法，屬於造紙施膠劑乳化【技術領域】。
【背景技術】
[0002]烯基琥拍酸酐(alkenyl succinic anhydride,簡稱ASA)是一種水不溶性的油狀液體，經與水混合、乳化成水包油型乳液後，可用於紙張的漿內施膠。因酸酐極易水解，目前多利用高分子聚合物和表面活性劑在抄紙車間現場乳化ASA。為了降低ASA的水解速度，常常加大乳化劑用量，如利用陽離子澱粉乳化ASA時，澱粉的加入量常為ASA的2?4倍。大量乳化劑的使用不僅提高了 ASA的乳化成本，也使得所製備的ASA乳液有效ASA含量很低，降低了乳化設備的生產效率。同時，表面活性劑的引入，不僅會引起泡沫等操作問題，不利於紙張的清潔生產，也降低了 ASA乳液的施膠效率。
[0003]2012年第5期的《紙和造紙》中的一篇文章提出利用丁胺改性膨潤土穩定ASA乳液，所製備的ASA乳液有效ASA含量高達25%，乳液具有較好的穩定性，但乳液的施膠性能還有待提高。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定ASA乳液，所得ASA乳液不僅具有較好的穩定性，也使ASA乳液的施膠效果得到了大幅度提高。然而，丁胺水溶液具有較強的鹼性，降低了 ASA乳液的水解穩定性。中國專利CN102493273A披露了一種利用聚合硫酸鋁與鋰皂石聯合穩定ASA乳液的方法，利用該方法製備的ASA乳液具有良好的水解穩定性和施膠效果。但聚合硫酸鋁需要現場合成，增加了 ASA乳液現場製備的技術的複雜性。中國專利CN102493275A披露了一種利用尿素與鋰皂石聯合穩定ASA乳液的方法，利用該方法製備的ASA乳液具有良好的穩定性和水解穩定性，施膠性能也明顯提高，但小分子尿素用量相對較高。中國專利CN102493276A披露了一種利用丙氨酸與鋰皂石聯合穩定ASA乳液的方法，利用該方法製備的ASA乳液穩定性好，施膠效率高，小分子丙氨酸用量適中，但乳液的水解穩定性還有待提高。

【發明內容】

[0004]為了克服目前採用改性的鋰皂石穩定ASA乳液施膠劑時存在的:對鋰皂石的改性效率低、ASA乳液的水解穩定性差、乳化步驟複雜或ASA乳液施膠效果差的問題，本發明提供了一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液。
[0005]本發明還提供了上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，含有ASA、去離子水、鋰皂石和三聚氰胺；ASA與去尚子水的質量比為1:1?10，鋰阜石與ASA的質量比為1: 10?200,三聚氰胺與鋰皂石的質量比為1:10?100。
[0007]所述ASA為常溫下以液態形式存在的未經乳化的各種用於造紙施膠的烯基琥珀酸酐工業產品。
[0008]所述鋰皂石又名鋰皂土，是一種合成矽鎂酸鹽產品，其理想結構式為Na0.7 [ (Si8Mg5.5Li0.3) O20 (OH) 4]，具有圓盤狀顆粒結構，顆粒表面帶有永久性負電荷，圓盤直徑約為20-30 nm,厚度約為I nm。
[0009]所述三聚氰胺又稱蜜胺、氰尿醯胺，學名為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穩定的ASA施膠乳液，所述ASA優選為十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
[0011]上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，三聚氰胺與鋰皂石的質量比優選為:1:25-80ο
[0012]上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，鋰皂石與ASA的質量比優選為1:25-100。
[0013]上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，ASA與去離子水的質量比優選為:1:5-10。
[0014]上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，各組分的優選配比為:三聚氰胺與鋰阜石的質量比為:1:80,鋰阜石與ASA的質量比為1:25, ASA與去尚子水的質量比為:1:5。
[0015]一種上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備方法，
將鋰皂石分散於去離子水中，得鋰皂石溶膠；
將三聚氰胺溶於去離子水中，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。
[0016]在上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備過程中，既可以是將水相加到ASA中，也可以是將ASA加到水相中；優選的是將水相加到ASA中。
[0017]在上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備過程中，優選的將鋰皂石分散於20-80°C去離子水中。
[0018]在上述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備過程中，所述剪切力可由任何攪拌和剪切設備提供，優選的剪切攪拌速度控制在1000-10000轉/分，攪拌時間2-10分鐘。
[0019]有益效果
首先，三聚氰胺對鋰皂石的改性效率高，少量三聚氰胺對鋰皂石改性就可大幅度提高鋰皂石對ASA乳液的穩定性，在穩定ASA施膠乳液時三聚氰胺改性鋰皂石的用量少、對ASA施膠乳液的乳化效果好；· 其次，三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液:
穩定性好，放置24小時不會產生顆粒聚集、沉澱或者析出水相，外觀沒有明顯變化； 不容易水解，乳液放置3小時後，施膠性能變化不大；
施膠效率高，相對鋰皂石單獨穩定的ASA乳液，施膠效率有大幅度提高；
再者；三聚氰胺改性鋰皂石穩定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。【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明；除另有指明，實施例中的所述份數均以重量計。
[0021]實施例1
將I份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預熱至60 0C的100份去離子水中，分散均勻後，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。將上述製備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設備於1000轉/分的轉速下攪拌乳化10分鐘，製得水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分比約為33%，乳液放置24小時後，底部析出水相。
[0022]取100份打漿度約為42 °SR的楊木漂白熱磨機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20,混合攪拌I分鐘，加入I份上述製備的ASA乳液施膠齊U，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯醯胺，與紙料混合均勻後，在1500轉/分轉速下繼續攪拌I分鐘，之後在750轉/分轉速攪拌下加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌I分鐘後，利用快速凱塞法紙頁成型器抄制定量約60 g/m2的手抄片，並經1050C乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度為57s。
[0023]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
[0024]實施例2
將I份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預熱至60 0C的50份去離子水中，分散均勻後，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後作為水相；取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述製備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設備於1000轉/分的轉速下攪拌乳化10分鐘，製得穩定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分數約為33%，乳液放置24小時後外觀沒有變化。
[0025]取100份打漿度約為42 °SR的楊木漂白熱磨機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份A12(S04)2.18H20，混合攪拌I分鐘，加入I份上述製備的ASA乳液施膠劑，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯醯胺，混合均勻後，在1500轉/分轉速下攪拌I分鐘，之後在750轉/分攪拌下，加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌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，並經105 °C乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為112 S。
[0026]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
[0027]實施例3
將0.5份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預熱至40 0C的40份去離子水中，分散均勻後，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後作為水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述製備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設備於7500轉/分的轉速下攪拌乳化3分鐘，製得穩定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分比約為50%，乳液放置24小時後外觀沒有變化。[0028]取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20，混合攪拌I分鐘，加入0.2份上述製備的ASA乳液施膠劑，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯醯胺，混合均勻後，在1500轉/分轉速下攪拌0.5分鐘，之後在750轉/分轉速攪拌下，加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌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，並經105 °C乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為121 S。
[0029]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
[0030]實施例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，分散均勻並待鋰皂石充分潤脹後備用；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後作為水相；另取50份ASA (十六烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述製備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設備於10000轉/分的轉速下攪拌乳化2分鐘，製得穩定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分比約為40%，乳液放置24小時後外觀沒有變化。
[0031 ] 取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份A12(S04)2.18H20，混合攪拌I分鐘，加入0.25份上述製備的ASA乳液施膠劑，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.02份陽離子聚丙烯醯胺，與紙料混合均勻後，在1500轉/分下繼續攪拌I分鐘，之後在750轉/分轉速下，加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌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，並經105 °(:乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為116s。
[0032]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
[0033]實施例5
將2.5份鋰皂石粉末在不斷攪拌下逐漸加到預熱至80 °(:的150份去離子水中，分散均勻後，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後作為水相；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製備的水相中，利用高速乳化剪切設備於2500轉/分的轉速下攪拌乳化7分鐘，製得穩定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分比約為9%，乳液放置24小時後外觀沒有變化。
[0034]取100份打漿度約為42°SR的楊木漂白熱磨機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份Al2 (SO4) 2.18H20，混合攪拌I分鐘，加入3份上述製備的ASA乳液施膠劑，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.01份陽離子聚丙烯醯胺，與紙料混合均勻後，在2000轉/分下攪拌I分鐘，之後在750轉/分攪拌下加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌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，並經105 °C乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為133 S。
[0035]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
[0036]實施例6 將2份鋰皂石粉末用少量水潤溼後，在不斷攪拌下逐漸加入去離子水，分散均勻後，用乳化剪切機在5000轉/分下剪切分散5分鐘，並用去離子水稀釋到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後作為水相；另取50份ASA (十八烯基琥珀酸酐)作為油相。將上述製備的水相在攪拌下加入油相中，利用高速乳化剪切設備於5000轉/分的轉速下攪拌乳化5分鐘，製得穩定、均勻的水包油型ASA乳狀液，乳狀液中ASA的質量百分比約為16.6%，乳液放置24小時後外觀沒有變化。
[0037]取100份打漿度約為42°SR的楊木漂白熱磨機械漿加入9900份水中，經纖維疏解機疏解後，加入I份Al2 (SO4) 2.18Η20，混合攪拌I分鐘，加入2份上述製備的ASA乳液施膠齊U，在750轉/分鐘的速度下攪拌2分鐘，加入0.01份陽離子聚丙烯醯胺，與紙料混合均勻後，在2000轉/分下繼續攪拌I分鐘，之後在750轉/分轉速攪拌下加入0.3份鋰皂石，繼續攪拌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，並經105 °C乾燥IOmin後，利用液體滲透法(GB/T5405— 2002)測得手抄片施膠度平均為194s。
[0038]乳液放置3小時後，重新取100份打漿度約為40°SR的楊木鹼性過氧化氫機械漿加入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。
【權利要求】
1.一種三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，含有ASA、去離子水、鋰阜石和三聚氰胺；ASA與去尚子水的質量比為1:1?10，鋰阜石與ASA的質量比為1:10?200，三聚氰胺與鋰阜石的質量比為1:10?100。
2.根據權利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，所述ASA為十六烯基琥珀酸酐和/或十八烯基琥珀酸酐。
3.根據權利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，三聚氰胺與鋰阜石的質量比為:1:25-80。
4.根據權利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，鋰皂石與ASA的質量比為1:25-100。
5.根據權利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，ASA與去離子水的質量比為:1:5-10。
6.根據權利要求1所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液，其特徵在於，三聚氰胺與鋰阜石的質量比為:1:80,鋰阜石與ASA的質量比為1:25, ASA與去尚子水的質量比為:1:5。
7.—種權利要求1?6所述三聚氰胺改性鋰皂石穩定的ASA施膠乳液的製備方法，其特徵在於: 將鋰皂石分散於去離子水中，得鋰皂石溶膠； 將三聚氰胺溶於去離子水中，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； 在剪切力作用下將水相加到ASA中、混勻，得ASA施膠乳液。
8.根據權利要求7所述製備方法，其特徵在於，將鋰皂石分散於20-80°C去離子水中。
9.根據權利要求7所述製備方法，其特徵在於，剪切攪拌速度控制在ΚΚΚΟΟΟΟ轉/分，攪拌時間2?10分鐘。
【文檔編號】D21H17/68GK103437244SQ201310391692
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】劉溫霞, 張偉, 譚華, 王慧麗, 王哲 申請人:齊魯工業大學