本發(fā)明屬于高分子合成領(lǐng)域，具體涉及一種陽(yáng)離子松香膠的制備方法。
背景技術(shù)：
：陽(yáng)離子分散松香膠，又簡(jiǎn)稱為陽(yáng)離子松香膠，其作為松香系列第三代產(chǎn)品，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如游離松香含量高,分散粒度細(xì)等優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)約松香用量50％左右，節(jié)約硫酸鋁用量30％，同時(shí)可提高造紙工藝中上網(wǎng)ph值，減少白水污染,提高紙張施膠度、白度和強(qiáng)度。目前制備陽(yáng)離子松香膠的工藝，主要為常溫常壓下相逆轉(zhuǎn)法制備。采用該方法成功制備的松香膠的關(guān)鍵在于選取合適的乳化劑種類(lèi)和制備工藝，只有當(dāng)兩者同時(shí)具備時(shí)，才能有效解決松香膠分散體系的穩(wěn)定性這個(gè)難題。在選擇合適的乳化劑和制備路線方面，目前有很多專利和文獻(xiàn)的報(bào)道，例如專利us5846308、us6369119、cn1081262c等。其中，美國(guó)us6369119中采用單獨(dú)一種陽(yáng)離子表面活性劑來(lái)制備松香膠；然而，由于單一乳化效果差，制成的松香膠穩(wěn)定性欠佳，不能夠長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。其中，中國(guó)專利cn1081262c采用非離子乳化劑-陽(yáng)離子乳化劑互配乳化體系，但是，這種僅僅依靠簡(jiǎn)單的混合復(fù)配形成的體系，乳化協(xié)同效應(yīng)很弱；另外，在制備過(guò)程中，乳化過(guò)程較難控制，容易產(chǎn)生沉淀，從而影響松香膠質(zhì)量，并且體系中有單獨(dú)的非離子乳化劑存在，使得松香膠在施膠過(guò)程中容易產(chǎn)生大量氣泡，從而影響施膠效果，降低了紙張質(zhì)量。因此，為了獲得粒度細(xì)、泡沫小、白度高、穩(wěn)定較高的松香膠，研發(fā)出一種新的陽(yáng)離子松香膠的制備方法，是本領(lǐng)域研發(fā)人員當(dāng)今的研發(fā)熱點(diǎn)之一。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明人擬設(shè)計(jì)出一種松香膠專用雙子乳化劑，用以替代傳統(tǒng)的陽(yáng)離子乳化劑或非離子乳化劑；旨在采用該松香膠專用雙子乳化劑用于制備陽(yáng)離子松香膠，所需時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。因此，本發(fā)明的第一方面，提供了一種陽(yáng)離子松香膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將松香和強(qiáng)化松香一并加入至反應(yīng)釜中，加熱至145～155℃熔融；(2)設(shè)定初始攪拌速度為180～240轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加松香膠專用雙子乳化劑，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；待所述松香膠專用雙子乳化劑滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；(3)接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將50～70℃熱的去離子水緩慢滴加至該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；(4)將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入鋁鹽，再加入5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，制得所述陽(yáng)離子松香膠；其中，所述松香膠專用雙子乳化劑依據(jù)以下步驟制得：步驟一：將二乙基二烯丙基氯化銨、op-10和十二硫醇溶于一部分乙醇中，混合均勻，得混合溶液?。幌蚍磻?yīng)容器中加入一部分乙醇，再加入所述混合溶液ⅰ；步驟二：將松香單體、苯乙烯和丙烯酰胺溶于一部分乙醇中，混合均勻，得混合溶液ⅱ；并將所述反應(yīng)容器升溫至78℃，然后向所述反應(yīng)容器中一并滴加所述混合溶液ⅱ和過(guò)硫酸鈉的水溶液，保溫反應(yīng)3～5小時(shí)；步驟三：保溫反應(yīng)完全后，加入蒸餾水調(diào)節(jié)固含量至30％～40％，即得所述松香膠專用雙子乳化劑。優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述松香、所述強(qiáng)化松香、所述松香膠專用雙子乳化劑、所述熱的去離子水以及所述鋁鹽的重量份數(shù)如下：此外，值得說(shuō)明的是，以上各物料的重量份數(shù)均是其各自的有效含量為100％時(shí)對(duì)應(yīng)的重量份數(shù)，因此，實(shí)際用量則需按照所購(gòu)得原料中實(shí)際的有效含量進(jìn)行折算。優(yōu)選地，在上述制備方法中，其中用于制備所述松香膠專用雙子乳化劑的各反應(yīng)物與溶劑的重量份數(shù)如下：同樣地，以上各反應(yīng)物與溶劑的重量份數(shù)均是其各自的有效含量為100％時(shí)對(duì)應(yīng)的重量份數(shù)，因此，實(shí)際用量則需按照所購(gòu)得原料中實(shí)際的有效含量進(jìn)行折算。進(jìn)一步優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述強(qiáng)化松香為富馬酸-松香共聚物和/或馬來(lái)酸酐-松香共聚物。進(jìn)一步優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述鋁鹽選自以下任一種或多種的混合物：硫酸鋁、氯化鋁、聚合氯化鋁。本發(fā)明的第二方面，提供了一種陽(yáng)離子松香膠，所述陽(yáng)離子松香膠是由上述制備方法制得的。本發(fā)明采用所述松香膠專用雙子乳化劑，代替了普通的非離子乳化劑、陽(yáng)離子乳化劑或者非離子乳化劑-陽(yáng)離子復(fù)配乳化劑。由于雙子乳化劑是由兩種表面活性劑聚合而成，形成了一個(gè)長(zhǎng)鏈并且多支鏈的高分子聚合物，具有不同的電荷基團(tuán)，形成類(lèi)似陰陽(yáng)離子互配的乳化體系，從而具有強(qiáng)烈的空間位阻，能夠使松香溶液形成穩(wěn)定的體系。由于該雙子乳化劑的乳化性能和穩(wěn)定性能優(yōu)越，因此，只需添加單獨(dú)一種乳化劑，既減少了反應(yīng)時(shí)間，又簡(jiǎn)化了制備工藝，還降低了生產(chǎn)成本；使得制造出的陽(yáng)離子松香膠與傳統(tǒng)常溫常壓相逆轉(zhuǎn)法制備的陽(yáng)離子松香膠相比，其粒度細(xì)，泡沫小，白度高，穩(wěn)定性更好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施方式。本發(fā)明的第一方面，提供了一種陽(yáng)離子松香膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將松香和強(qiáng)化松香一并加入至反應(yīng)釜中，加熱至145～155℃熔融；(2)設(shè)定初始攪拌速度為180～240轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加松香膠專用雙子乳化劑，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；待所述松香膠專用雙子乳化劑滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；(3)接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將50～70℃熱的去離子水緩慢滴加至該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；(4)將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入鋁鹽，再加入5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，制得所述陽(yáng)離子松香膠；其中，所述松香膠專用雙子乳化劑依據(jù)以下步驟制得：步驟一：將二乙基二烯丙基氯化銨、op-10和十二硫醇溶于一部分乙醇中，混合均勻，得混合溶液??；向反應(yīng)容器中加入一部分乙醇，再加入所述混合溶液?。徊襟E二：將松香單體、苯乙烯和丙烯酰胺溶于一部分乙醇中，混合均勻，得混合溶液ⅱ；并將所述反應(yīng)容器升溫至78℃，然后向所述反應(yīng)容器中一并滴加所述混合溶液ⅱ和過(guò)硫酸鈉的水溶液，保溫反應(yīng)3～5小時(shí)；步驟三：保溫反應(yīng)完全后，加入蒸餾水調(diào)節(jié)固含量至30％～40％，即得所述松香膠專用雙子乳化劑。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述松香、所述強(qiáng)化松香、所述松香膠專用雙子乳化劑、所述熱的去離子水以及所述鋁鹽的重量份數(shù)如下：在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，其中用于制備所述松香膠專用雙子乳化劑的各反應(yīng)物與溶劑的重量份數(shù)如下：在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，所述強(qiáng)化松香為富馬酸-松香共聚物和/或馬來(lái)酸酐-松香共聚物。在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，所述鋁鹽選自以下任一種或多種的混合物：硫酸鋁、氯化鋁、聚合氯化鋁。本發(fā)明的第二方面，提供了一種陽(yáng)離子松香膠，所述陽(yáng)離子松香膠是由上述制備方法制得的。實(shí)施例1將200g松香和80g馬來(lái)松香一并加入反應(yīng)釜底，加熱到145～150℃熔融；設(shè)定初始攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加松香膠專用雙子乳化劑80g，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；所述松香膠專用雙子乳化劑滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；將200g熱的去離子水保持在60℃，接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將該熱的去離子水緩慢滴加到該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；再將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入50g硫酸鋁，再加入350g5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，得到陽(yáng)離子松香膠a1。實(shí)施例2將200g松香和80g富馬松香一并加入反應(yīng)釜底，加熱到150～155℃熔融；設(shè)定初始攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加松香膠專用雙子乳化劑70g，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；所述松香膠專用雙子乳化劑滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；將200g熱的去離子水保持在70℃，接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將該熱的去離子水緩慢滴加到該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；再將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入60g氯化鋁，再加入350g5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，得到陽(yáng)離子松香膠a2。實(shí)施例3將200g松香和50g富馬松香一并加入反應(yīng)釜底，加熱到148～151℃熔融；設(shè)定初始攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加松香膠專用雙子乳化劑80g，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；所述松香膠專用雙子乳化劑滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；將150g熱的去離子水保持在55℃，接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將該熱的去離子水緩慢滴加到該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；再將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入50g硫酸鋁，再加入300g5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，得到陽(yáng)離子松香膠a3。對(duì)比例將200g松香和80g富馬松香一并加入反應(yīng)釜底，加熱到150～155℃熔融；設(shè)定初始攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，接著在30min內(nèi)邊攪拌邊緩慢滴加aeo-980g，并在該滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度提升到1500轉(zhuǎn)/分鐘；所述aeo-9滴加完畢后，維持1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，繼續(xù)攪拌5min；將200g熱的去離子水保持在60℃，接著在25min內(nèi)邊攪拌邊將該熱的去離子水緩慢滴加到該反應(yīng)釜內(nèi)，并在此滴加過(guò)程中逐漸將攪拌速度降低至200轉(zhuǎn)/分鐘；再將該反應(yīng)釜內(nèi)的物料冷卻至30℃以下，然后加入50g硫酸鋁，再加入350g5～30℃冷的去離子水調(diào)節(jié)固含量至35％，即可出料，得到陽(yáng)離子松香膠d。此外，發(fā)明人對(duì)以上所述的陽(yáng)離子松香膠a1、a2、a3以及d進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，分別測(cè)定了各自的外觀、泡沫高度、固含量、ph值、分散性、平均粒度、機(jī)械穩(wěn)定性以及穩(wěn)定時(shí)間；其中，從a1、a2、a3以及d中各取樣100ml，放入100ml量筒中，以觀察泡沫高度；固含量測(cè)定條件為150℃，0.5h；對(duì)反應(yīng)原液進(jìn)行ph測(cè)定；目測(cè)各樣品在冷水中的分散情況，以測(cè)定分散性；平均粒度由粒徑儀(nano-zs90)測(cè)定；在離心機(jī)中以3000r/min轉(zhuǎn)速離心5min，并觀察各樣品是否出現(xiàn)沉淀，以此來(lái)評(píng)估機(jī)械穩(wěn)定性；而穩(wěn)定時(shí)間是通過(guò)將樣品于室溫下放置一段時(shí)間，并觀察是否分層來(lái)測(cè)定的。依據(jù)上述測(cè)定條件所測(cè)得的具體數(shù)據(jù)如下表1所示：項(xiàng)目a1a2a3d外觀白色乳液白色乳液白色乳液淡黃色乳液泡沫高度(ml)44312固含量(％)35％35％35％35％ph值3.623.763.523.53分散性短時(shí)間自行分散短時(shí)間自行分散短時(shí)間自行分散不能自行分散平均粒度(微米)1.01.01.23.4機(jī)械穩(wěn)定性無(wú)沉淀無(wú)沉淀無(wú)沉淀大量沉淀穩(wěn)定時(shí)間半年內(nèi)不分層半年內(nèi)不分層半年內(nèi)不分層7天后分層表1陽(yáng)離子松香膠檢測(cè)數(shù)據(jù)從表1的數(shù)據(jù)結(jié)果中可以看出：相較于采用現(xiàn)有技術(shù)制備的陽(yáng)離子松香膠，采用本發(fā)明所述方法制備的陽(yáng)離子松香膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)均更加優(yōu)異，因此，本發(fā)明所提供的陽(yáng)離子松香膠的制備方法具有良好的應(yīng)用前景與市場(chǎng)潛力。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是，其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12