[发明专利]一种烯基琥珀酸酐施胶剂

说明书

技术领域    

本发明涉及造纸工业施胶剂领域，特别涉及一种烯基琥珀酸酐施胶剂。

背景技术

烯基琥珀酸酐（ASA）是造纸工业中应用最为广泛的两种反应型中性施胶剂之一，由于反应活性高、易水解，需要在施胶前进行现场乳化。目前主要是利用阳离子淀粉和合成阳离子聚合物乳化ASA，但淀粉需要先经糊化、冷却之后再使用，不仅使ASA的乳化工艺复杂，不易控制，而且乳化剂用量大，制得的ASA乳液有效浓度低、能耗大。利用合成阳离子聚合物乳化ASA虽然省略了糊化工序，但依然具有乳化剂用量大、ASA乳液有效浓度低的缺点。而且，随着纸机车速的提高，带有正电荷的ASA乳液靠自身阳离子性与带有负电荷的纸料组分之间的电中和作用留着在纸张中越来越困难，必须借助于高效助留体系将ASA乳液粒子留着在纤维上。而在有助留剂（一般包括阳离子聚合物）存在的情况下，带有正电荷的ASA胶粒不能直接与阳离子聚合物作用，其在纤维上的吸附、留着与带有负电荷的胶粒相比并没有优势，因此，制得有效浓度高、带有负电荷的ASA胶粒以降低ASA乳液制备成本必将成为ASA施胶的重要发展趋势。

羧甲基纤维素为阴离子天然多糖衍生物，可再生，可生物降解，成本低廉。由于带有大量负电荷，这种阴离子多糖吸附于ASA乳液液滴周围，可有效地为ASA液滴提供表面负电荷，对乳化后的ASA具有较好的稳定作用。与阳离子天然多糖和合成聚合物相比，由于不需要逆转ASA液滴的表面电荷，在用量较低的情况下就可使ASA乳液获得较好的稳定性，因此，也可制备固含量相对较高的ASA乳液。然而，由于羧甲基纤维素含有大量羧基，分子间斥力不利于在ASA液滴周围形成完整的界面膜，而且其强烈的亲水性也往往需要配加少量表面活性剂才能将ASA乳化成具有适当粒度的乳液。而表面活性剂的存在又降低ASA乳液的施胶效果，并引起泡沫问题。

发明内容

本发明为了克服以上不足，提供了一种新的促进羧甲基纤维素对ASA乳化及提高所得烯基琥珀酸酐施胶剂乳液施胶效果的方法。该方法利用尿素小分子与羧甲基纤维素之间的作用，提高羧甲基纤维素对ASA的亲合力，在ASA乳液液滴周围形成连续的多糖聚合物膜，从而提高羧甲基纤维素对ASA的乳化和烯基琥珀酸酐施胶剂乳液的稳定作用。而尿素自身在纸张加热过程中的缓慢水解所产生的弱碱性，有助于提高ASA的反应活性，由此提高烯基琥珀酸酐施胶剂乳液的施胶效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种烯基琥珀酸酐施胶剂，含有羧甲基纤维素、尿素和烯基琥珀酸酐。

本发明所涉及的烯基琥珀酸酐为常温下以液态形式存在的未经乳化的各种用于造纸施胶的烯基琥珀酸酐工业产品，一般为十六烯基琥珀酸酐、十八烯基琥珀酸酐或两者的混合物。

本发明所述羧甲基纤维素，是指取代度为0.7～1.2、25℃时2%水溶液黏度为1000～10000 mPa·s的工业羧甲基纤维素钠。羧甲基纤维素钠作为ASA的主要乳化与稳定剂，与ASA的质量之比一般控制在2.8～7：100。

本发明所涉及的尿素又称为碳酰二胺、碳酰胺、脲，分子式为CO(NH₂)₂，作为乳化与稳定ASA的辅助剂，与ASA的质量比一般控制在4～12.5：100。

将羧甲基纤维素与尿素溶解于去离子水中，其中羧甲基纤维素钠与尿素的总重量与去离子水的重量比为1：30～60，形成液体A，并将液体A 的pH值调节到6～7，之后将液体A与ASA混合，在一定的机械剪切作用下，混合搅拌一定时间，获得均匀稳定的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液。该烯基琥珀酸酐施胶剂乳液放置24小时，未观察到破乳现象，而未添加尿素的含有相同量羧甲基纤维素的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液则由于ASA的水解而完全分层。本发明的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液用于纸张施胶时，具有较高的施胶效率，且在相同ASA加入量下高于未添加尿素的羧甲基纤维素稳定的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液。

本发明所涉及的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液制备方案中，羧甲基纤维素和尿素在水中的溶解，既可是羧甲基纤维素与尿素分别溶解于水中后，再混合形成液体A，也可以是将羧甲基纤维素与尿素以固态粉末的形式混合均匀后，再一起溶解于水中，形成液体A。

本发明所涉及的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液制备方案中，液体A与ASA的质量比例一般控制在3～9：1。

本发明所涉及的烯基琥珀酸酐施胶剂乳液制备方案中，将液体A与ASA混合，既可是在搅拌下将液体A加到ASA中，也可是在搅拌下将ASA加到液体A中，优选的方案是在搅拌下将液体A加到ASA中。