專(zhuān)利名稱(chēng)：全游離分散松香膠溫度轉(zhuǎn)相新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油水相互分散的工藝過(guò)程，確切地說(shuō)是一種全游離分散松香膠溫度轉(zhuǎn)相新工藝。
皂化松香膠是造紙工業(yè)中傳統(tǒng)的施膠劑。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)造紙廠仍在使用。這種施膠劑用量大，普通紙張每噸干紙漿要消耗15-20公斤松香，不僅浪費(fèi)資源，而且成品紙質(zhì)量低，在夏季還會(huì)發(fā)生假施膠現(xiàn)象。
分散松香膠作為皂化松香膠的升級(jí)換代產(chǎn)品，美國(guó)、日本等早在廿世紀(jì)七十年代就開(kāi)始了研究和開(kāi)發(fā)，到八十年代就全面取代了皂化松香膠。最新的研究方向仍然是從分子結(jié)構(gòu)上對(duì)松香進(jìn)行改性，制成陰離子型分散松香膠。國(guó)內(nèi)各有關(guān)研究單位自七十年代起亦開(kāi)始對(duì)松香施膠劑進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，先后研制出強(qiáng)化松香膠粉和膏狀強(qiáng)化松香膠。這種施膠劑大大降低了松香的消耗，但因使用不方便難以推廣。到八十年代末又相繼研究開(kāi)發(fā)了分散松香膠，但其乳化穩(wěn)定性、尤其是在夏季還不盡人意，推廣使用受到限制。
分散松香膠其實(shí)質(zhì)是一種穩(wěn)定的分散體系，即松香均勻地分散在水中的水包油型(O/W)的乳液。然而在制備過(guò)程中開(kāi)始階段體系卻是油包水型(W/O)的。這就要求在工藝過(guò)程中既要解決分散的均勻性，又要實(shí)現(xiàn)由W/O型向O/W型的相轉(zhuǎn)變，而且還要保證轉(zhuǎn)相后體系(產(chǎn)品)的穩(wěn)定性。分散性一般使用改性松香(松香同順酐雙烯加成，提高松香的酸值，增強(qiáng)親水性)和乳化劑；相轉(zhuǎn)變通過(guò)控制工藝條件來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中有的隨體系組份的改變而轉(zhuǎn)相，而本發(fā)明利用體系溫度的改變而轉(zhuǎn)相。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，制備分散松香膠的工藝有三種。一是溶劑法，將松香溶解在有機(jī)溶劑中，然后將松香溶液同乳化劑水溶液混合乳化，最后真空脫溶，回收有機(jī)溶劑，同時(shí)得到固含量35～40％的穩(wěn)定的乳液。日本荒川林產(chǎn)化學(xué)株式會(huì)社用過(guò)此法。二是高溫高壓法，將熔融并升溫到160～190℃的松香同預(yù)熱到80～90℃的乳化劑水溶液混合后通過(guò)高壓均質(zhì)器強(qiáng)制乳化，然后迅速冷卻到38℃以下，得到固含量30～40％的穩(wěn)定的乳液。美國(guó)孟山都公司即用此法。溶劑法需要使用和回收溶劑，使原本簡(jiǎn)單的工藝復(fù)雜化，且有污染。高溫高壓法所需的高壓均質(zhì)器價(jià)格昂貴，設(shè)備投資大，操作也有一定的難度，所以國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)業(yè)研究所開(kāi)發(fā)了一種常壓加水逆相法，首先將乳化劑水溶液投入到熔融狀態(tài)下的混合松香(松香和改性松香)內(nèi)制備W/O型乳液，然后在高速攪拌(1600轉(zhuǎn)/分鐘)條件下快速加入轉(zhuǎn)相水(熱水)，通過(guò)體系組份的變化實(shí)現(xiàn)相轉(zhuǎn)變，即乳液轉(zhuǎn)相變成O/W型，最后迅速冷卻得到分散松香膠。該法工藝簡(jiǎn)單，操作安全，但要求一臺(tái)高速攪拌設(shè)備，加水要快，冷卻要迅速，過(guò)程不易控制，而且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，有時(shí)熱貯存出現(xiàn)沉淀，不能滿(mǎn)足造紙工業(yè)的需要。
本發(fā)明的目的是為分散松香膠的制備提供一種新的轉(zhuǎn)相工藝，不僅操作平穩(wěn)，容易控制，而且產(chǎn)品質(zhì)量全面提高，尤其具有優(yōu)異的熱貯存穩(wěn)定性。
本發(fā)明是在特定的乳化劑存在條件下，通過(guò)溫度的變化實(shí)現(xiàn)體系由W/O型向O/W型的轉(zhuǎn)變，并保證轉(zhuǎn)相后體系的穩(wěn)定性。具體工藝如下首先將將混合松香升溫熔融，然后在攪拌條件下投入配制好的乳化劑水溶液制得W/O型乳液，繼續(xù)加水，直到體系中的油水比為1∶0.8～1.2，并維持溫度在100～120℃之間，在此溫度下，體系中油仍是連續(xù)的，水是分散相，呈W/O型乳液。加完水并攪拌均勻后緩緩降溫，隨著溫度的下降，松香和水的物性隨之變化，從而實(shí)現(xiàn)體系由W/O型向O/W型的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)相點(diǎn)的溫度隨乳化劑的不同而不同，可以在60～90℃不同溫度下轉(zhuǎn)相。乳化劑在本發(fā)明中，不僅是體系的分散性和穩(wěn)定性所必需的，而且是體系實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)相所必需的。所選擇的乳化劑為
當(dāng)N＝16、18、20時(shí)，其代號(hào)分別為SOP-16、SOP-18和SOP-20。
本工藝使用通用的化工設(shè)備就可滿(mǎn)足工藝要求，整個(gè)制備過(guò)程在一只釜中完成，工藝簡(jiǎn)單，操作平穩(wěn)，容易控制，重現(xiàn)性好，質(zhì)量穩(wěn)定。產(chǎn)品外觀為乳白色帶蘭光的乳液，固含量≥50％，其中松香含量高達(dá)40％以上，PH值為5～6，粘度≤25CP(25℃)，熱貯存(54℃)10天(與自然貯存一年等價(jià))無(wú)變化，一個(gè)月后仍可使用。由于產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，所以夏季仍可正常施膠，同時(shí)提高紙張強(qiáng)度、手感和耐水性，并可節(jié)省松香的用量，普通紙張每噸干紙漿松香消耗僅2～4公斤，其他助劑如硫酸鋁等也按比例大幅度降低使用量。
實(shí)施例1、取333g松香和111g改性松香一起投入燒杯中，加熱熔化；取180gSOP-20水溶液(有效成分含量30％)在攪拌(60轉(zhuǎn)/分鐘，下同)下投入熔融的混合松香中，繼續(xù)加水至體系達(dá)1100g，攪拌均勻，并維持溫度100～120℃，在該溫度下體系為W/O型乳液。關(guān)閉熱源，攪拌下冷卻至60℃時(shí)便得到O/W型全游離分散松香膠。外觀乳白色，帶有蘭光。
2、取333g松香和111g改性松香一起投入燒杯中，加熱熔化；取200gSOP-18水溶液(有效成分含量25％)在攪拌下投入熔融的混合松香中，繼續(xù)加水至1000g，攪拌均勻，并維持溫度100～120℃。關(guān)閉熱源，在攪拌下冷卻至75℃時(shí)便得到O/W型乳白色，帶蘭光的全游離分散松香膠。
3、取333g松香和111g改性松香一起投入燒杯中，加熱熔化，取220gSOP-16水溶液(有效成分含量20％)在攪拌下投入熔融的混合松香中，繼續(xù)加水至體系達(dá)900g，攪拌均勻，并維持溫度100～120℃。關(guān)閉熱源，在攪拌下冷卻至90℃時(shí)便得到O/W型乳白色，帶蘭光的全游離分散松香膠。
以上過(guò)程已放大3000倍，在3M3反應(yīng)釜中完成。
權(quán)利要求
1.一種全游離分散松香膠溫度轉(zhuǎn)相新工藝，在攪拌條件下將配制好的乳化劑水溶液投入熔融的混合松香中，繼續(xù)加水至油水比為1∶0.8～1.2，當(dāng)溫度自100～120℃緩緩降至60～90℃時(shí)體系由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗托?，其特征在于這一相轉(zhuǎn)變是在乳化劑
(N＝16.18.20)存在下實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種全游離分散松香膠溫度轉(zhuǎn)相新工藝,在攪拌下向熔化的混合松香中投入配制好的乳化劑水溶液,繼續(xù)加水至油水比為1∶0.8～1.2,攪拌均勻得到W/O型乳液,然后降溫,體系便轉(zhuǎn)變成O/W型全游離分散松香膠。整個(gè)工藝在一只釜中完成,操作簡(jiǎn)單,反應(yīng)平穩(wěn),容易控制,重現(xiàn)性也,質(zhì)量穩(wěn)定。用本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品外觀呈乳白色帶藍(lán)光,固含量≥50%,其中松香含量高達(dá)40%以上,pH5～6,粘度(25℃)≤25CP,54℃貯存一個(gè)月仍可保質(zhì)。
文檔編號(hào)D21H17/31GK1276402SQ00104
公開(kāi)日2000年12月13日 申請(qǐng)日期2000年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月24日
發(fā)明者魏震宇, 許東生 申請(qǐng)人:安徽省化工研究院