[发明专利]一种施胶剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种施胶剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着科学技术的快速发展及人们生活水平的不断提高，人们对各种各样不同功能的纸张的性能要求也越来越高。为了满足人们的应用需求，纸厂就必须通过各种方式来提高自己的产品品质，比如为了提高纸张的抗水性及表面强度，往往采用施胶的方式以使纸张性能达到要求。现在比较普遍使用的施胶方式主要分为两种：浆内施胶和表面施胶。

浆内添加的方式是在纸机的湿部添加施胶剂，种类主要是中碱性施胶剂如烷基烯酮二聚体(简称AKD)，烯烃基琥珀酸酐(简称ASA)等。但是浆内添加的施胶剂易受生产条件如水质、pH值、温度和泵送时切变速率等因素的影响，所以施胶剂的留着率及应用效果都会受到一定程度的影响。此外，AKD和ASA分子为非离子有机物，都不带有阳电性，需要首先借助于阳离子乳化剂才能对纤维形成吸附作用，然后AKD和ASA再与纤维羟基反应从而固着于纤维表面；AKD和ASA在使用时的另一个问题就是容易发生水解，这就使得它们不能很好的应用在造纸生产上。

另外一种施胶剂的使用方式是表面施胶。表面施胶就是在成纸的表面施涂一定量的施胶剂，与浆内添加的施胶剂相比，表面施胶剂有很多优点：它不受抄纸水质和水温的影响,可获得稳定的施胶度；减少内施胶剂的用量,降低生产成本,并减少机械沾污等障碍，可以使纸机系统更加清洁，降低纸机白水的COD；表面施胶剂的作用发挥不需要熟化等。目前，使用较多的表面施胶剂可分为天然高分子类的，如改性淀粉，以及合成聚合物类的表面施胶剂，如水溶性聚合物表面施胶剂(苯乙烯马来酸酐共聚物，简称SMA及苯乙烯丙烯酸共聚物，简称SAA)。但这些表面施胶剂也都有各自的缺点，改性淀粉由于分子链上含有很多亲水性的羟基，故而用该类施胶剂处理过的纸张虽然表面强度有所提高但抗水性依然较差。SMA、SAA均为阴离子聚合物，不能在低pH环境中使用，而且往往要借助某些阳离子物质才能发挥作用。另外,这类产品在使用过程中会产生大量泡沫，从而影响施胶压榨效果的稳定性，限制了其在造纸工业中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题的克服现有技术的不足，提供一种新的施胶剂，该施胶剂不但可以用于浆内添加，还可以用于表面施胶，不管哪种使用方式都可以大大的提高纸张的抗水性，同时能增加纸张的表面强度。

本发明同时还提供该施胶剂的制备方法和应用。

为解决以上问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种式(I)所示的施胶剂，

本发明采取的又一技术方案是：一种施胶剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)使十六酸与二乙烯三胺在催化剂存在下以及温度90～180℃下反应3～10小时得到式(II)所示的脂肪酰胺，

CH₃(CH₂)₁₄CONHCH₂CH₂NHCH₂CH₂NHOC(CH₂)₁₄CH₃   (II)，

其中十六酸与二乙烯三胺的投料质量比为0.1～20:1；

(2)将步骤(1)所得脂肪酰胺加入到反应容器中，控制温度在50℃～95℃之间以及搅拌下，加入碳酸二甲酯及氢氧化钠，脂肪酰胺与碳酸二甲酯的投料质量比为0.05～25：1，脂肪酰胺与氢氧化钠的质量比为0.1～30:1，加入完毕后，继续反应2～7小时，即得所述施胶剂。

步骤(2)所涉及的反应用方程式表示如下

步骤(1)中，催化剂以催化的量加入，通常为十六酸和二乙烯三胺投料质量之和的0.01％～10％，优选为0.1％～2％。催化剂可以为选自氟化钠，甲醇钠，乙醇钠，对甲苯磺酸中的一种或多种的组合，催化剂的加入质量为所述脂肪酸和二乙烯三胺投料质量之和的0.1％～2％。优选的催化剂为对甲苯磺酸。

步骤(1)中，优选的反应温度为130～155℃。优选的反应时间为4～8小时。

步骤(2)中，优选的反应温度为65℃～85℃，优选的反应时间为2～5小时。

优选地，脂肪酰胺与碳酸二甲酯的投料质量比为1～10:1，更优选为2～8:1，进一步优选为3～6:1。优选地，脂肪酰胺与氢氧化钠的投料质量比为1～20:1，更优选地，脂肪酰胺与氢氧化钠的投料质量比为10～20:1。