[发明专利]液体支链AKD的制备原料、制法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸用施胶剂，具体是一种液体支链AKD的制备原料、制法及其应用。

背景技术

AKD(Alky Ketene Dimer，烷基烯酮二聚体，烷基碳链长度一般为C14-C18)是一种阳离子型中/碱性施胶剂。商业用的AKD施胶剂通常的制法是：AKD原粉原料和专用乳化剂以一定比例混合，通过高速剪切、高压、均质等物理方法，制成乳状液。现有技术的AKD原粉原料是以直链脂肪酸为主要原料生产的，该原料的化学通式是：CH₃(CH₂)_nCOOH，工业上常用的是十八酸(硬脂酸)。现有技术合成的AKD是一种双键直链结晶物，其熔点为52-65℃，在常温下是固体形态。现有技术的AKD施胶剂在造纸施胶过程中存在很多不足之处，例如：熟化速度慢，纸张生产过程中容易打滑，蒸汽消耗量大等。

《AKD的化学合成》(龙春梅，蒋文伟《应用化工》2005年2月第34卷第2期)，其采用硬脂酸为起始原料合成AKD。

《AKD的制备与应用》(杨伟四川理工学院毕业论文2012年6月)公开了一种AKD的制备和应用，其AKD的制备基本工艺是采用直链的硬脂酸首先进行酰氯化：以苯为溶剂摩尔比硬脂酸∶PCl₃＝2∶1在30℃缓慢滴加，在60℃反应4h后取上层液所得；二聚是上述中间产物在苯为溶剂，于30℃下缓慢滴加0.12mol脱氯剂三乙胺，然后在50℃下反应2.5h后的AKD粗品，用石油醚重结晶后得到淡黄色蜡状固体，其熔点为56～58℃。其采用十二烷基苯磺酸钠(TBS)乳化AKD蜡粉得到乳液用于施胶，只需要0.3％的施胶量纸样的施胶度可达52s。

公开号为CN103319325A的中国专利是本发明申请人申请的专利，其公开了采用单体酸深度加氢获得液体支链AKD的原粉原料。

上述公开文献作为背景技术，全文在此引用。

发明内容

本发明提供一种液体支链AKD的制备原料，才采用市售商品配合的方式获取，进一步生产的AKD施胶剂与烷基脂肪酸制得AKD施胶剂相比，疏水速度快，反应效果佳，熟化速度快，且具有优异的低温施胶特点，且方便获取。

本发明另一个目的是提供了所述液体支链AKD的制法以及，液体支链AKD的应用方法。

本发明具体采用的技术方案是：

一种液体支链AKD的制备原料，其特征是，所述液体支链AKD的制备原料是烷基脂肪酸的混合物，具有如下通式

式中，R₁为C7-C20的烷基或烯基，R₂为氢或C1-C18的烷基或烯基，R₁与R₂碳链长度之和为C10-C28，所述烷基脂肪酸的混合物熔点为-15-35℃。

所述液体支链AKD的制备原料存在不饱和的烯基时，需要对液体支链AKD的制备原料进行催化加氢，使其饱和度大于97％。

其中，所述液体支链AKD的原料是动物，植物或合成的饱和或不饱和直链和支链烷基酸的混合物以及异构支链脂肪酸。

所述的直链烷基酸为C10-C28的直链脂肪酸，所述支链烷基酸为C14-C18的支链脂肪酸。

其中，所述液体支链AKD的制备原料中，含有20-60wt％的支链脂肪酸。

一种液体支链AKD的制法，其特征是，包括如下步骤：

1)酰氯化：烷基脂肪酸混合物与酰化剂制得烷基脂肪酰氯，其中，所述烷基脂肪酸混合物具有如下通式

式中，R₁为C7-C20的烷基或烯基，R₂为氢或C1-C18的烷基或烯基，R₁与R₂碳链长度之和为C10-C28，所述烷基脂肪酸的混合物熔点为-15-35℃，饱和度大于97％；烷基脂肪酸的混合物与酰化剂的摩尔比为2～3:1；所述酰化剂是光气、三氯化磷或氯化亚砜；

2)二聚：在甲苯或苯溶剂中加入溶解量的聚胺，再缓慢滴加步骤1)的烷基脂肪酰氯，温度控制10-50摄氏度，1.5～2.5小时滴加完毕，温度控制50-70℃保温反应1小时，然后加入3-7wt％的无机酸(硫酸或盐酸)使多余的胺形成铵盐析出，减压蒸馏出溶剂，得常温下为液体AKD，其熔点是-15-15℃，其中，所述聚胺为支链三级聚胺或直链三级聚胺。