阅读说明：本技术 一种阳离子型施胶剂及其制备方法和应用 (Cationic sizing agent and preparation method and application thereof ) 是由 施晓旦 段鹏真 金霞朝 于 2018-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种阳离子型施胶剂的制备方法,包括如下步骤：步骤一,将环氧类单体和胺类单体在水中混合,常温下充分反应；步骤二,向步骤一的产物中加入碱性物、淀粉、造纸黑液提取物混合并充分反应后,得到所述阳离子型施胶剂。本发明的阳离子型施胶剂是一种新型的施胶剂,该施胶剂以可再生的天然材料作为原料,满足绿色化学的要求,符合可持续发展的市场导向。从性能来讲,该产品结构中引入了阳离子基团,对纸张纤维有较好的附着能力,无需加入大量固着剂,即可增强纸张的耐水性和强度。(The invention discloses a preparation method of a cationic sizing agent, which comprises the following steps: mixing an epoxy monomer and an amine monomer in water, and fully reacting at normal temperature; and step two, adding an alkaline substance, starch and a papermaking black liquor extract into the product obtained in the step one, mixing and fully reacting to obtain the cationic sizing agent. The cationic sizing agent disclosed by the invention is a novel sizing agent, and the sizing agent takes renewable natural materials as raw materials, meets the requirements of green chemistry, and accords with the market guidance of sustainable development. In terms of performance, the cationic group is introduced into the product structure, so that the product has good adhesive capacity to paper fibers, and the water resistance and strength of the paper can be enhanced without adding a large amount of fixing agents.)

一种阳离子型施胶剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及制浆造纸施胶剂制备领域，具体涉及一种阳离子型施胶剂及其制备方法。

背景技术

施胶剂是一种造纸用添加剂，通过施胶工艺，可以赋予纸张一定的物理性能，防止一些流体的渗入和扩散，同时赋予纸和纸板抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀等性能以提高其平滑度、强度和使用期。目前常用的AKD施胶剂，松香胶类施胶剂存在成本高，施胶性能滞后，助留效果差，同时造纸污水处理难度大等缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种阳离子型施胶剂的制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷，在满足纸张应用性能同时，可显著降低对环境的污染。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

一种阳离子型施胶剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将环氧类单体和胺类单体在水中混合，常温下充分反应；

步骤二，向步骤一的产物中加入碱性物、淀粉、造纸黑液提取物混合并充分反应后，得到所述阳离子型施胶剂。

进一步的，上述反应中各组分的重量份数如下：

优选的，所述环氧类单体选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧树脂中的至少一种；

所述胺类单体选自二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺中的至少一种；

所述造纸黑液提取物选自半纤维素、纤维素、木糖中的一种或两种；

所述淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的至少一种；

所述碱性物是碱金属氢氧化物中的至少一种，优选氢氧化钠，最好是浓度为50wt％的氢氧化钠水溶液。

进一步优选的，步骤二的反应温度为80-90℃。

反应中加入的水主要用于分散环氧类单体和胺类单体，其用量是本领域技术人员根据实际反应需要容易进行调节的。优选的加入量为300-1200重量份。

通过上述方法制备的阳离子型施胶剂，其固含量为15-50wt％。

本发明的阳离子型施胶剂可用于造纸浆内施胶。

本发明的阳离子型施胶剂是一种新型的施胶剂，该施胶剂以可再生的天然材料作为原料，满足绿色化学的要求，符合可持续发展的市场导向。从性能来讲，该产品结构中引入了阳离子基团，对纸张纤维有较好的附着能力，无需加入大量固着剂，即可增强纸张的耐水性和强度。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。

实施例1

阳离子型施胶剂的制备：

将环氧氯丙烷46g、二甲胺50g溶于100g去离子水中，pH调至11左右，常温下反应3个小时，然后向反应釜中加入40g 50wt％氢氧化钠，纤维素50g，木薯淀粉50g，水130g,温度升温至80℃，反应4h，冷却过滤，得到成品，固含量46.45％。

实施例2

阳离子型施胶剂的制备：

将环氧氯丙烷40g，二甲胺60g溶于200g去离子水中，pH调至12左右，常温下反应2.5个小时，然后向反应釜中加入30g 50wt％氢氧化钠，半纤维素60g，玉米淀粉40g，水220g,温度升温至85℃，反应3.5h，冷却过滤，得到成品，固含量32.85％。

实施例3

阳离子型施胶剂的制备：

将环氧氯丙烷35g，二甲胺40g溶于230g去离子水中，pH调至13左右，常温下反应3个小时，然后向反应釜中加入30g 50wt％氢氧化钠，纤维素50g，马铃薯淀粉40g，水300g,温度升温至90℃，反应3h，冷却过滤，得到成品，固含量24.82％。

实施例4

阳离子型施胶剂的制备：

将环氧氯丙烷30g，二甲胺30g溶于300g去离子水中，pH调至12左右，常温下反应3个小时，然后向反应釜中加入20g 50wt％氢氧化钠，半纤维素30g，木薯淀粉25g，水300g,温度升温至85℃，反应3.5h，冷却过滤，得到成品，固含量16.95％。

应用实施例

将实施例1-4制备的阳离子型施胶剂和市售AKD中性施胶剂(固含量为20％)进行相同条件下应用对比，其中抄造定量100g/m²，浆+硫酸铝(5Kg/t纸)+AKD(阳离子型施胶剂)+CPAM(300ppm)+微粒子(400ppm)，AKD添加量：15Kg/t纸(湿/干)，阳离子型施胶剂添加量：15Kg/t纸(湿/干)。按照国家标准GB/T1540-2002，采用可勃(Cobb)值测试方法在翻转式可勃吸收性试验仪上进行纸张吸水性的测定，测定时间为60s，即Cobb60，以g/m²表示。同时测定纸张的撕裂强度。实验结果如表1所示。

表1施胶剂涂布纸张的cobb值及强度测试数据

	Cobb值/(g/m<sup>2</sup>)	撕裂强度/(mN)
			实施例1	110	215
实施例2	105	217
			实施例3	101	210
实施例4	99	212
			对比例	100	210

判定标准：Cobb值越小表明涂布纸的耐水性越好。从上述应用结果可以看出：使用本发明实施例1-4制备的阳离子型施胶剂，与对比例相比，具有相当甚至更好的耐水性，且撕裂强度较佳。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。