一種高活性半交聯akd中/鹼性施膠劑的製備方法

2023-05-23 01:10:51 2

專利名稱：一種高活性半交聯akd中/鹼性施膠劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子化學施膠劑領域，特別涉及一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法。
背景技術：
現代施膠技術的重大進步是中、/鹼性施膠技術的推廣，酸性造紙轉化為中/鹼性造紙是世界造紙史上的一大變革。中/鹼性施膠是在造紙工藝過程中，將pH值調節到7以上，原則上不用硫酸鋁的一種施膠方法。常用的中/鹼性施膠劑烷基烯酮二聚體(簡稱AKD)是20世紀40年代末期研究開發的產品，AKD是一種可與纖維素反應的反應型中/鹼性施膠齊U，它既能作為漿內施膠劑，又能作為表面施膠劑。其結構特點是由活性基團和疏水基團構成，AKD的熔點較低，在紙機乾燥部的高溫條件下分子中的活性基團四元內酯環能和纖維素上的羥基反應形成β -酮基酯鍵並定位在纖維上，疏水性基團長鏈烷基在纖維表面產生抗水作用。通過AKD中/鹼性施膠，紙張白度、手感、抗水性、物理強度、印刷適性、耐老化性和填料的單程留著率等都有明顯提高。而且可以採用廉價的重質碳酸鈣為填料，減少了白水中有害物質的含量，提高了白水的循環利用率，同時AKD比酸性施膠劑的成本低。採用AKD進行中/鹼性施膠能夠提高紙品質量和售價、降低能耗、改善環境汙染和紙機運行性能等，可取得明顯的經濟效益和社會效益，因此越來越多的造紙企業認識到使用AKD中/鹼性施膠劑的優越性和必要性。我國造紙原料以草漿為主，木材資源短缺，二次纖維用量增多，運用中/鹼性施膠技術具有現實意義。伴隨AKD中/鹼性施膠技術在我國應用領域逐步擴大，工藝技術日益成熟，中/鹼性造紙的效益逐步得到體現，加快了造紙工業由酸性造紙向中/鹼性造紙轉變的趨勢，近年來AKD已成為國內紙廠使用最多、最成熟、最有效的中/鹼性施膠劑。AKD中/鹼性施膠賦予紙張一些優異性能，同時也有其不足之處。根據反應時的投料比可知，只有極少部分AKD發生了酯化反應，大部分AKD作為共混組分保留在第一反應器中，沒有起到施膠劑的作用。近年來提高和完善AKD乳液性能的研究日趨活躍，提高AKD乳液的反應活性和施膠效果，開發和生產具有良好乳化和分散性能，能夠將未參加反應的AKD進行有效乳化和分散從而提高反應活性和施膠效果是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，所得的中/鹼性施膠劑具有良好的乳化分散能力，能夠將未參加反應的AKD進行充分乳化和有效分散，從而提高了膠料的反應活性和施膠效果。為達到上述目的，本發明採用的技術方案為
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，包括以下具體步驟
第一步，將水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水加入第一反應器中在80-85 °C時反應I. o-l. 5小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入氫氧化鈉和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90-95°C反應1-2小時，降溫至50-55°C加入醋酸，再降至20_30°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯和苯乙烯按11 11 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將丙烯醯胺、二甲基二烯丙基氯化銨、N-羥甲基丙烯醯胺和水按7:5:2: 20的質量比混合製成第二混合單體，、
第四步，將過硫酸銨和水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入兩性木薯澱粉溶液和水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至65-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 0-2. O小時，
第六步，加料完畢後於85-90°C保溫反應3. 0-3. 5小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入AKD乳化劑、地蠟和AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至85-90°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌40-50分鐘，在攪拌下加入85-90°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經25-30MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為7. 5-8. 5，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量5. 0-7. 5Kg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為35-40g/m2，抗張指數73-78 Ν-m/g,撕裂指數為7. 2-7. 7 mN*m2/g,並且節省膠料25-30%。本發明先將木薯澱粉氧化降解再進行陽離子化，然後與丙烯酸酯進行接枝共聚反應，得到的共聚物分子中含有半交聯結構，本身就是性能優異的施膠劑，將其作為乳化劑應用於AKD和地蠟的乳化，製備的中/鹼性施膠劑乳液既帶正電荷又帶負電荷，具有較強的乳化和分散能力，能夠將未參加反應的AKD進行有效乳化和分散，得到穩定的、流動性良好的施膠劑乳液。在中/鹼性條件下進行施膠時，加入的施膠劑分散在纖維之間並與纖維反應，纖維的排列更加緊密、分布變得十分均勻，纖維分子末端引入AKD可以顯著降低其表面能，施膠度明顯提高，具有良好的反應性能和施膠效果。
具體實施例方式下面將以具體實施例對本發明作進一步詳細的描述。實施例一
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟
第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在80°C時反應I. O小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 I，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90°C反應2小時，降溫至50°C加入5克醋酸，再降至20°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，、 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至65°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為1.0小時，
第六步，加料完畢後於85°C保溫反應3. 5小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至85°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌50分鐘，在攪拌下加入85°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經25MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為
7.5，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量5. OKg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為40 g/m2，抗張指數73 N*m/g，撕裂指數為7. 2 mN*m2/g，並且節省膠料30%。實施例二
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟
第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在src時反應I. I小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至91°C反應I. 8小時，降溫至51°C加入5克醋酸，再降至22°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 : 5 : 2 : 20的質量比混合製成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至66°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 2小時，第六步，加料完畢後於86°C保溫反應3. 4小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至86°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌48分鐘，在攪拌下加入86°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經26MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為、7.7，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量5. 5Kg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為39 g/m2，抗張指數74 N*m/g，撕裂指數為7. 3 mN*m2/g，並且節省膠料29%。實施例三
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟
第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在82°C時反應I. 2小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至92°C反應I. 6小時，降溫至52°C加入5克醋酸，再降至24°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至67°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 4小時，
第六步，加料完畢後於87°C保溫反應3. 3小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至87°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌46分鐘，在攪拌下加入87°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經27MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為
7.9，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量6. OKg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為38 g/m2，抗張指數75 N*m/g，撕裂指數為7. 4 mN*m2/g，並且節省膠料28%。實施例四
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在83°C時反應I. 3小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至93°C反應I. 4小時，降溫至53°C加入5克醋酸，再降至26°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，、 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至68°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 6小時，
第六步，加料完畢後於88°C保溫反應3. 2小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至88°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌44分鐘，在攪拌下加入88°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經28MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為
8.1，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量6. 5Kg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為37 g/m2，抗張指數76 N*m/g，撕裂指數為7. 5 mN*m2/g，並且節省膠料27%。實施例五
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟
第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在84°C時反應I. 4小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至94°C反應I. 2小時，降溫至54°C加入5克醋酸，再降至28°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至69°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 8小時，
第六步，加料完畢後於89°C保溫反應3. I小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至89°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌42分鐘，在攪拌下加入89°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經29MPa均質後，冷卻至室溫，、得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為
8.3，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量7. OKg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為36 g/m2，抗張指數77 N*m/g，撕裂指數為7. 6 mN*m2/g，並且節省膠料26%。實施例六
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，具體包括以下步驟
第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在85°C時反應I. 5小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 I，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至95°C反應I小時，降溫至55°C加入5克醋酸，再降至30°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液，
第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體，
第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，
第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液，
第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至70°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為2. O小時，
第六步，加料完畢後於90°C保溫反應3. O小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑，
第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至90°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌40分鐘，在攪拌下加入90°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經30MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。將此高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用於47g/m2新聞紙的漿內施膠中，pH值為
8.5，高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑用量7. 5Kg/t紙，施膠後新聞紙的Cobb值為35 g/m2，抗張指數78 N*m/g，撕裂指數為7. 7 mN*m2/g，並且節省膠料25%。綜上所述，本發明採用木薯澱粉氧化降解後進行陽離子化，再和丙烯酸酯進行接枝共聚反應，得到的共聚物分子中含有半交聯結構，本身就是性能優異的施膠劑，將其作為乳化劑應用於AKD和地蠟的乳化，製備的中/鹼性施膠劑乳液既帶正電荷又帶負電荷，具有較強的乳化和分散能力，能夠將未參加反應的AKD進行有效乳化和分散，得到穩定的、流動性良好的施膠劑乳液。在中/鹼性條件下進行施膠時，加入的施膠劑分散在纖維之間並與纖維反應，使纖維排列更加緊密、分布變得十分均勻，纖維分子末端引入AKD可以顯著降低其表面能，施膠度明顯提高，具有良好的留著性和施膠效果。權利要求
1.一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，包括以下具體步驟 第一步，將水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水加入第一反應器中在80-85°C時反應、I.0-1. 5小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為、200 100 2 1，然後向第一反應器中加入氫氧化鈉和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90-95°C反應1-2小時，降溫至50-55°C加入醋酸，再降至20_30°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯和苯乙烯按11 11 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將丙烯醯胺、二甲基二烯丙基氯化銨、N-羥甲基丙烯醯胺和水按、7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將過硫酸銨和水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入兩性木薯澱粉溶液和水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至65-70°C，同時加入過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為、80 21 29 31，整個加料時間為I. 0-2. O小時， 第六步，加料完畢後於85-90°C保溫反應3. 0-3. 5小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入AKD乳化劑、地蠟和AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至85-90°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌40-50分鐘，在攪拌下加入85-90°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經25-30MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
2.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在、80°C時反應I. O小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 I，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至90°C反應2小時，降溫至50°C加入5克醋酸，再降至20°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至65°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和、31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為1.0小時， 第六步，加料完畢後於85°C保溫反應3. 5小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至85°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌50分鐘，在攪拌下加入85°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經25MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
3.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在src時反應I. I小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至91°C反應I. 8小時，降溫至51°C加入5克醋酸，再降至22°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 : 5 : 2 : 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至66°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 2小時， 第六步，加料完畢後於86°C保溫反應3. 4小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至86°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌48分鐘，在攪拌下加入86°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經26MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
4.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在、82°C時反應I. 2小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至92°C反應I. 6小時，降溫至52°C加入5克醋酸，再降至24°C，木薯澱、粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至67°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 4小時， 第六步，加料完畢後於87°C保溫反應3. 3小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至87°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌46分鐘，在攪拌下加入87°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經27MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
5.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在83°C時反應I. 3小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至93°C反應I. 4小時，降溫至53°C加入5克醋酸，再降至26°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水，調節第一反應器固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至68°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為1.6小時， 第六步，加料完畢後於88°C保溫反應3. 2小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至88°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌44分鐘，在攪拌下加入88°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經28MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
6.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在84°C時反應I. 4小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 1，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至94°C反應I. 2小時，降溫至54°C加入5克醋酸，再降至28°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體， 第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至69°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比為80 21 29 31，整個加料時間為I. 8小時， 第六步，加料完畢後於89°C保溫反應3. I小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至89°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌42分鐘，在攪拌下加入89°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經29MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
7.根據權利要求I所述的一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟 第一步，將200克水、100克木薯澱粉、2克氫氧化鈉和I克雙氧水加入第一反應器中在85°C時反應I. 5小時，得到氧化降解木薯澱粉，水、木薯澱粉、氫氧化鈉和雙氧水的質量比為200 100 2 I，然後向第一反應器中加入7克氫氧化鈉和49克3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，升溫至95°C反應I小時，降溫至55°C加入5克醋酸，再降至30°C，木薯澱粉、氫氧化鈉、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨和醋酸的質量比為100 7 49 5，向第一反應器中加水調節固含量至25%，即得兩性木薯澱粉溶液， 第二步，將11克丙烯酸丁酯、11克甲基丙烯酸十二酯和4克苯乙烯按11 : 11 : 4的質量比混合製成第一混合單體， 第三步，將7克丙烯醯胺、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2克N-羥甲基丙烯醯胺和20克水按7 5 2 20的質量比混合製成第二混合單體，第四步，將I克過硫酸銨和20克水以質量比I : 20製成過硫酸銨水溶液， 第五步，向第二反應器中加入80克兩性木薯澱粉溶液和79克水，兩性木薯澱粉溶液和水的質量比為80 79，升溫至70°C，同時加入21克過硫酸銨水溶液、29克第一混合單體和31克第二混合單體，兩性木薯澱粉溶液、過硫酸銨水溶液、第一混合單體和第二混合單體的質量比、為80 21 29 31，整個加料時間為2. O小時， 第六步，加料完畢後於90°C保溫反應3. O小時，然後降至室溫，用120目網過濾，出料，得到AKD乳化劑， 第七步，向第三反應器中加入140克AKD乳化劑、120克地蠟和140克AKD，其中AKD乳化劑、地蠟和AKD的質量比為140 120 140，升溫至90°C，待地蠟和AKD熔融後，攪拌40分鐘，在攪拌下加入90°C的熱水調節固含量至12. 5%，製得陽離子木薯澱粉AKD亞穩定乳液，將亞穩定乳液經30MPa均質後，冷卻至室溫，得到固含量為12. 5%穩定的高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑。
全文摘要
一種高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑的製備方法，先將木薯澱粉在氫氧化鈉和雙氧水的作用下進行氧化降解，再將氧化降解木薯澱粉在氫氧化鈉作用下與3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨進行陽離子化，然後用醋酸中和得到兩性木薯澱粉溶液。在過硫酸銨作用下，兩性木薯澱粉溶液和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、苯乙烯、丙烯醯胺、二甲基二烯丙基氯化銨和N-羥甲基丙烯醯胺進行接枝共聚反應，得到的共聚物分子中含有半交聯結構，將其作為乳化劑應用於AKD和地蠟的乳化，得到高活性半交聯AKD中/鹼性施膠劑，製備的中/鹼性施膠劑乳液既帶正電荷又帶負電荷，具有較強的乳化和分散能力，在中/鹼性條件下進行施膠時，施膠度明顯提高，具有良好的反應活性和施膠效果。
文檔編號C08F212/08GK102627732SQ201210136190
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者張國運, 張昌輝, 彭莉, 程芳玲 申請人:陝西科技大學