本發(fā)明屬于高分子合成領(lǐng)域，具體涉及一種陽離子松香膠的制備方法。
背景技術(shù)：
：陽離子分散松香膠，又簡稱為陽離子松香膠，其作為松香系列第三代產(chǎn)品，具有很多優(yōu)點，如游離松香含量高,分散粒度細(xì)等優(yōu)點，可節(jié)約松香用量50％左右，節(jié)約硫酸鋁用量30％，同時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、白度和強度。目前制備陽離子松香膠的工藝，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和制備工藝，只有當(dāng)兩者同時具備時，才能有效解決松香膠分散體系的穩(wěn)定性這個難題。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的報道，例如專利us5846308、us6369119、cn1081262c等。其中，美國us6369119中采用單獨一種陽離子表面活性劑來制備松香膠；然而，由于單一乳化效果差，制成的松香膠穩(wěn)定性欠佳，不能夠長時間儲存。其中，中國專利cn1081262c采用非離子乳化劑-陽離子乳化劑互配乳化體系，但是，這種僅僅依靠簡單的混合復(fù)配形成的體系，乳化協(xié)同效應(yīng)很弱；另外，在制備過程中，乳化過程較難控制，容易產(chǎn)生沉淀，從而影響松香膠質(zhì)量，并且體系中有單獨的非離子乳化劑存在，使得松香膠在施膠過程中容易產(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)熱點之一。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，發(fā)明人擬設(shè)計出一種松香膠專用雙子乳化劑，用以替代傳統(tǒng)的陽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離子松香膠，所需時間短，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。因此，本發(fā)明的第一方面，提供了一種陽離子松香膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將松香和強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??；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和過硫酸鈉的水溶液，保溫反應(yīng)3～5小時；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％時對應(yīng)的重量份數(shù)，因此，實際用量則需按照所購得原料中實際的有效含量進行折算。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％時對應(yīng)的重量份數(shù)，因此，實際用量則需按照所購得原料中實際的有效含量進行折算。進一步優(yōu)選地，在上述制備方法中，所述強化松香為富馬酸-松香共聚物和/或馬來酸酐-松香共聚物。進一步優(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，提供了一種陽離子松香膠，所述陽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、陽離子乳化劑或者非離子乳化劑-陽離子復(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，形成了一個長鏈并且多支鏈的高分子聚合物，具有不同的電荷基團，形成類似陰陽離子互配的乳化體系，從而具有強烈的空間位阻，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，只需添加單獨一種乳化劑，既減少了反應(yīng)時間，又簡化了制備工藝，還降低了生產(chǎn)成本；使得制造出的陽離子松香膠與傳統(tǒng)常溫常壓相逆轉(zhuǎn)法制備的陽離子松香膠相比，其粒度細(xì)，泡沫小，白度高，穩(wěn)定性更好。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施方式。本發(fā)明的第一方面，提供了一種陽離子松香膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將松香和強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和過硫酸鈉的水溶液，保溫反應(yīng)3～5小時；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。在一個優(yōu)選實施例中，所述松香、所述強化松香、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：在一個優(yōu)選實施例中，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：在一個進一步優(yōu)選的實施例中，所述強化松香為富馬酸-松香共聚物和/或馬來酸酐-松香共聚物。在一個進一步優(yōu)選的實施例中，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，提供了一種陽離子松香膠，所述陽離子松香膠是由上述制備方法制得的。實施例1將200g松香和80g馬來松香一并加入反應(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，得到陽離子松香膠a1。實施例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，得到陽離子松香膠a2。實施例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，得到陽離子松香膠a3。對比例將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，得到陽離子松香膠d。此外，發(fā)明人對以上所述的陽離子松香膠a1、a2、a3以及d進行相關(guān)性能檢測，分別測定了各自的外觀、泡沫高度、固含量、ph值、分散性、平均粒度、機械穩(wěn)定性以及穩(wěn)定時間；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；固含量測定條件為150℃，0.5h；對反應(yīng)原液進行ph測定；目測各樣品在冷水中的分散情況，以測定分散性；平均粒度由粒徑儀(nano-zs90)測定；在離心機中以3000r/min轉(zhuǎn)速離心5min，并觀察各樣品是否出現(xiàn)沉淀，以此來評估機械穩(wěn)定性；而穩(wěn)定時間是通過將樣品于室溫下放置一段時間，并觀察是否分層來測定的。依據(jù)上述測定條件所測得的具體數(shù)據(jù)如下表1所示：項目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分散性短時間自行分散短時間自行分散短時間自行分散不能自行分散平均粒度(微米)1.01.01.23.4機械穩(wěn)定性無沉淀無沉淀無沉淀大量沉淀穩(wěn)定時間半年內(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陽離子松香膠檢測數(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)制備的陽離子松香膠，采用本發(fā)明所述方法制備的陽離子松香膠的各項性能指標(biāo)均更加優(yōu)異，因此，本發(fā)明所提供的陽離子松香膠的制備方法具有良好的應(yīng)用前景與市場潛力。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細(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施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進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12