[发明专利]一种季铵盐改性锂皂石乳化剂及其乳化ASA的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种季铵盐改性锂皂石乳化剂及其乳化ASA的方法，属于造纸施胶剂乳化技术领域。

背景技术

ASA是烯基琥珀酸酐（alkenyl succinic anhydride）的简称，在造纸工业中常用作浆内施胶剂，提高纸张的抗水性。ASA具有反应活性高、pH适应范围广、与铝盐相容性好、成纸不打滑等优点。相对其它反应型施胶剂如AKD（烷基烯酮二聚体），ASA对含有各种高得率浆、二次纤维浆和草浆的纸张和纸板的施胶更具优势，因此，其在造纸工业中的应用将会越来越广泛。

纸张的抄造常以水作为介质，而ASA是一种油状液体，需要乳化成水包油型乳液后，方可在造纸系统中使用，且作为一种酸酐，ASA极易水解。因此，目前多利用各种天然或合成高分子聚合物如阳离子淀粉和表面活性剂在施胶之前现场乳化ASA。然而，ASA是一种强极性、高黏度油相，一般高分子聚合物对ASA乳液的稳定效率不高，加之为了降低ASA的水解速度，故意加大高分子稳定剂的用量。如利用阳离子淀粉稳定ASA乳液时，淀粉的用量常为ASA的2～4倍。这不仅提高了ASA乳液的制备成本，也使得所制备的ASA乳液有效ASA含量很低，降低了乳化设备的生产效率。同时，表面活性剂的引入，不仅会引起一系列的纸机操作障碍，也降低了ASA乳液的施胶效率。

除表面活性剂和高分子聚合物之外，固体颗粒也可用于稳定ASA乳液。如美国专利US6,284,099披露了一种利用膨润土、胶体二氧化硅与少量表面活性剂和螯合剂稳定ASA乳状液的方法，但所制备的乳液有效ASA含量低，稳定性不佳。中国专利ZL 200910020447.4披露了一种利用膨润土与水滑石联合稳定ASA乳液的方法，该方法完全避免了表面活性剂的使用，所制备的ASA乳液有效ASA含量高、水解稳定性好。然而，ASA乳液的施胶效率还有待于进一步提高。2011年第10期《中国造纸》的一篇文章中，利用丁胺改性锂皂石稳定ASA乳液，所得ASA乳液不仅具有较好的稳定性，也使ASA乳液的施胶效果得到了大幅度提高。但丁胺的水溶性呈强碱性，降低了ASA乳液的水解稳定性。中国专利CN102493273A披露了一种利用聚合硫酸铝与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液具有良好的水解稳定性和施胶效果。但聚合硫酸铝需要现场合成，使 ASA乳液的现场制备技术颇为复杂。中国专利CN102493275A披露了一种利用尿素与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液具有良好的稳定性和水解稳定性，施胶性能也明显提高，但小分子尿素对锂皂石的改性效率较低，用量相对较高。中国专利CN102493276A披露了一种利用丙氨酸与锂皂石联合稳定ASA乳液的方法，利用该方法制备的ASA乳液稳定性好，小分子丙氨酸用量适中，但丙氨酸对锂皂石的改性效率仍然较低，乳液的施胶性能和水解稳定性还有待于进一步提高。

发明内容

为了克服目前采用改性锂皂石稳定ASA乳液施胶剂时存在的：对锂皂石的改性效率低、ASA乳液的水解稳定性差、乳化步骤复杂或ASA乳液或施胶效果差的问题，本发明提供了一种季铵盐改性锂皂石乳化剂。

本发明还提供了采用上述乳化剂乳化ASA的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种季铵盐改性锂皂石乳化剂，由独立存在的季铵盐和锂皂石组成；

季铵盐和锂皂石的质量比为1：50-500；

所述季铵盐的分子通式为(C_nH_2n+1)₄NX，其中n为1、2、3或4，X为卤族元素。

上述季铵盐改性锂皂石乳化剂，其中的季铵盐和锂皂石分别包装。所述ASA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。所述锂皂石又名锂皂土，是一种合成硅镁酸盐产品，理想结构式为Na_0.7[(Si₈Mg_5.5Li_0.3)O₂₀(OH)₄]，具有圆盘状颗粒结构，颗粒表面带有永久性负电荷，圆盘直径约为20~30 nm，厚度约为1 nm。

上述季铵盐改性锂皂石乳化剂，所述季铵盐(C_nH_2n+1)₄NX中的X，优选为Br或Cl。

上述季铵盐改性锂皂石乳化剂，优先选用的季铵盐为：四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵、四丁基氯化铵或四丙基溴化铵。