專利名稱：一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于造紙施膠劑，尤其涉及一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑及其制備方法。
背景技術：
目前造紙用施膠劑均以石油化學工業(yè)為主要原料，石油資源現已被耗費短缺是不可再生資源，又是非常不易分解氧化污染源。而且是以資源能耗轉化消耗過程，在能源大量耗費過程中，產生大量廢水、廢氣、廢渣。所得的制品，其作用是與紙張纖維分子結合，主要依賴氫鍵、共價鍵等，產生施膠功能。施膠效果穩(wěn)定性也存在問題，如受環(huán)境的濕度，溫度影響較大，并且在產品的穩(wěn)定性方面，以及存在應用施膠過程中易流失損耗等缺陷。為此，人們進行了長期的探索提出各種條件的技術方案，選擇不同種類的高分子聚合物與天然高分子聚合物，進行多組分聚合物各種類型的技術探索。申請?zhí)?01010524025公開了一種造紙用生植物膠施膠劑的制備方法，其特征是:將明膠0.2-0.6,3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨
0.01-0.06、余量水，攪拌1-2小時，制得溶解的中間體A;將田菁膠3-5、瓜爾膠1_3、余量水溶液中攪拌20分鐘，再加入三聚氰胺乙二醛樹脂0.8-2.5、六亞甲基四胺0.008-0.06，得至中間體B;將中間體A加入中間體B溶液中，加入20%濃度的鋁酸鈉溶液2-4，攪拌
0.5小時。采用生植物膠和功能化助劑胺基高分子化合物反應得到的陽離子高分子聚合物作為乳化劑提高了施膠劑和纖維施膠、淀粉三者之間的結合能力，加快了紙張施膠過程的熟化速度和施膠效果，可滿足中速紙機的特殊要求。經中試生產，造紙廠家提出該產品還不能滿足紙機快熟化的要求，因此作為商品推廣還存在一定缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑及其制備方法，可以大大縮短施膠過程的熟化時間，滿足紙機快熟化的要求，并明顯提高紙張的抗水性與紙張物理強度。本發(fā)明為實現上述目的，采用以下技術方案:一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，包含如下組分，按重量份數計，田菁膠5-20、聚氧乙烯2-16、聚乙二醇0.2-20、陽離子單體4-16、交聯劑2-14、弓丨發(fā)劑0.1-10、硬酯膠1-10、濃度40%-80%的硫酸鋁水溶液100。所述陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種任意混
口 ο所述的交聯劑為羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯中的一種或兩種混合。所述的聚乙二醇的分子量為100-8000。所述的酸為鹽酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一種。
所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸胺中的一種或兩種混合。一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑的制備方法，其特征在于，其制備方法包括如下述步驟:I)制備陽離子田菁膠溶液:按重量份數，將5-20田菁膠、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16陽離子單體，加入800-900，去離子水溶液中，加入酸調整溶液酸度至PH3-4，溫度為80_90°C，反應1_3小時，得陽離子田菁膠溶液；2)制備陽離子改性田菁膠表面施膠劑按重量份數，將2-14交聯劑、0.1-10引發(fā)劑、1-10硬酯膠，加入步驟I)制成的陽離子田菁膠溶液中，加入酸調整溶液酸度至PH3-4，溫度為80-90°C，反應1_3小時，降溫至室溫，加入濃度40%-80%的硫酸鋁水溶液100，攪拌10分鐘出料，即得到陽離子改性田菁膠表面施膠劑。有益效果:本發(fā)明提出的以天然高分子化合物與合成高分子化合物進行溶乳陽離子化，爾后再進行交聯接技共聚，而有別于現有技術，較好的解決了產品儲存穩(wěn)定性，以及應用抗雜質離子的干擾，以及現有技術中的不足，采用本發(fā)明生產的表面施膠劑成本低，穩(wěn)定性好，抗雜質離子干擾能力強，特別是施膠無熟化期，同時又是環(huán)保產品。以植物膠為主要原料制備的施膠劑，克服以化學工業(yè)品為原料制備的施膠劑所產生的資源與能源轉化的耗費及三廢污染，而且在功能上具有與纖維發(fā)生反應，構成共價健的功能；并且可以大大縮短施膠過程的熟化時間，明顯提高紙張的抗水性與紙張物理強度。
具體實施例方式下面結合較佳實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。實施例1一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑，包含如下組分，按重量計(kg)，田菁膠15kg、聚氧乙烯12kg、聚乙二醇0.4kg、陽離子單體13kg、交聯劑6kg、引發(fā)劑4kg、硬酯膠2.5kg、濃度40%的硫酸鋁水溶液100kg。一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑的制備方法，其制備方法，包括如下述步驟:按重量計(kg),(I)將15kg田菁膠、12kg聚氧乙烯、0.4kg聚乙二醇、13kg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺加入800kg去離子水溶液中用鹽酸調pH值為3-4，升溫至85°C反應lh，得到陽離子田菁膠溶液；(2)將6kg羥甲基丙烯酰胺，7kg過硫酸鉀、2.5kg硬酯酸，，在85°C反應2h，然后降溫至室溫，加入濃度40%的硫酸鋁水溶液100kg，攪拌15分鐘出料，即得到陽離子改性田菁膠表面施膠劑。實施例2一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑，包含如下組分，按重量計(kg)，田菁膠20kg、聚氧乙烯16kg、聚乙二醇2kg、陽離子單體16kg、交聯劑4kg、引發(fā)劑5kg、硬酯膠5kg濃度80%的硫酸鋁水溶液100kg。一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑的制備方法，其制備方法，包括如下述步驟:
(I)將20kg田菁膠、16kg聚氧乙烯、2kg聚乙二醇、16kg丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨，加入900kg去離子水溶液中，用甲酸調pH值為3-4，升溫82°C反應15h，得到陽離子田菁膠溶液；(2)將4kg羥乙基丙烯酰胺、5kg過硫酸鈉、5kg硬酯酸，在82°C反應3h，降溫至室溫，加入濃度80%的硫酸鋁水溶液100kg，攪拌15分鐘，出料，即得到陽離子改性田菁膠表面施膠劑。實施例3一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑，包含如下組分，按重量計(kg)，田菁膠18kg、聚氧乙烯12kg、聚乙二醇3kg、陽離子單體14kg、交聯劑6kg、引發(fā)劑6kg、硬酯膠4kg濃度50%的硫酸鋁水溶液100kg。一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑的制備方法，其制備方法，包括如下述步驟:(I)將18kg田菁膠，12kg聚氧乙烯，3kg聚乙二醇，14kg丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，加入837kg去離子水溶液中，用硫酸調pH值為3-4，升溫80°C反應3h得到陽離子田菁膠溶液。(2)將6kg乙氧基甲基丙烯酰胺，6kg過硫酸胺，4g硬酯酸,在80°C反應1.5h,降溫至室溫，加入濃度50%的硫酸鋁水溶液100kg，攪拌15分鐘，出料即得到陽離子改性田菁膠表面施膠劑。以上制備過程均在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中進行。上述陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種任意混合 。上述的交聯劑為羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯中的一種或兩種混合。上述的聚乙二醇的分子量為100-8000。上述的酸為鹽酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一種。上述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸胺中的一種或兩種混合。實驗效果:將此陽離子改性田菁膠表面施膠劑用于100%國內廢紙抄選110克/米2，瓦楞紙表面施膠中，淀粉用量70公斤/噸紙，田菁膠表面施膠劑3.5公斤/噸紙，下機后施膠瓦楞原紙的cobb值為36克/米2環(huán)壓指數為7.9牛 米2/克。五天后施膠瓦榜原紙的cobb值34克/米2環(huán)壓指數為7.8牛 米2/克結論:陽離子改性田菁膠表面施膠劑是以天然高分子與合成高分子聚合物經陽離子化再進行接技交聯共聚反應，所得的共聚物分子中含有大量交聯結構其本身化學結構就產生了性能優(yōu)異的施膠效能，在天然高分子特有的高溶解性與合成高分子多元組分陽離子化使得膠液均勻穩(wěn)定即帶有強陽電荷，具有較好的分散能力，與纖維之間反應，纖維排列十分緊密，分布十分均勻，施膠度明顯提高，具有優(yōu)良的抗水性與留著性能。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，包含如下組分，按重量份數計， 田菁膠5-20、聚氧乙烯2-16、聚乙二醇0.2-20、陽離子單體4_16、交聯劑2_14、引發(fā)劑0.1-10、硬酯膠1-10、濃度40%-80%的硫酸鋁水溶液100。
2.根據權利要求1所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，所述陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種混合。
3.根據權利要求1或2所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，所述交聯劑為羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、乙氧基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯中的一種或兩種混口 ο
4.根據權利要求3所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，所述的聚乙二醇的分子量為100-8000。
5.根據權利要求4所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，所述酸為鹽酸、硫酸、甲酸或冰醋酸的一種。
6.根據權利要求5所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸胺中的一種或兩種混合。
7.一種根據權利要求1所述的陽離子改性田菁膠表面施膠劑的制備方法，其特征在于，其制備方法，包括如下述步驟: 1)制備陽離子田菁膠溶液: 按重量份數，將5-20田菁膠、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16陽離子單體，加入800-900去離子水溶液中，加入酸調整溶液酸度至PH3-4，溫度為80_90°C，反應1_3小時，得陽離子田菁膠溶液； 2)制備陽離子改性田菁膠表面施膠劑 按重量份數，將2-14交聯劑、0.1-10引發(fā)劑、1-10硬酯膠，加入步驟I)制成的陽離子田菁膠溶液中，加入酸調整溶液酸度至PH3-4，溫度為80-90°C，反應1-3小時，降溫至室溫，加入濃度40%-80%的硫酸鋁水溶液100，攪拌10分鐘出料，即得到陽離子改性田菁膠表面施膠劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陽離子改性田菁膠表面施膠劑及其制備方法，將5-20田菁膠、2-16聚氧乙烯、0.2-20聚乙二醇、4-16陽離子單體，加入800-900kg水溶液中，加入酸調至pH3-4，溫度至80-90℃，反應1-3小時；將2-14交聯劑、0.1-10引發(fā)劑、1-10硬酯膠，加入步驟1制成的溶液中，加入酸調至pH3-4，溫度至80-90℃，反應1-3小時，加入濃度40-80％硫酸鋁水溶液100，攪拌出料，即得。有益效果以植物膠與合成高分子化合物進行溶乳陽離子化，再進行交聯接技共聚制備的施膠劑，具有與纖維發(fā)生反應構成共價健的功能；可以縮短施膠過程的熟化時間，明顯提高紙張的抗水性和強度。
文檔編號C08F291/00GK103103878SQ20121059483
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者田成杰, 李端 申請人:天津市奧東化工有限公司