本發(fā)明屬于有機(jī)合成的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種新型造紙助劑直鏈AKD表面施膠劑的制備方法。
背景技術(shù)：
AKD即烷基烯酮二聚體，是一種優(yōu)良的中性反應(yīng)型合成施膠劑，從目前使用情況來(lái)看，AKD已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)造紙廠使用最成熟、最有成效的一種中性施膠劑。
傳統(tǒng)的AKD是以硬脂酸為原料經(jīng)過(guò)酰氯化和二聚反應(yīng)合成的，在常溫下是蠟狀固體，不溶于水。作為一種反應(yīng)型施膠劑，它能與纖維素起酯化反應(yīng)，增加與纖維的結(jié)合力；可以使用碳酸鈣為填料，降低生產(chǎn)成本，并且可以提高成紙的白度和不透明度，解決白泥回收處理等問(wèn)題；利用AKD在中（堿）性環(huán)境下抄紙可以減少設(shè)備的腐蝕，使紙機(jī)濕部系統(tǒng)清潔，并且有利于采用白水封閉循環(huán)，達(dá)到節(jié)水減排的目的。
傳統(tǒng)AKD在應(yīng)用過(guò)程中也逐步暴露出一些問(wèn)題：（1）AKD易水解，從而喪失施膠效果；（2）起始施膠速度較慢，熟化速度慢；（3）紙頁(yè)易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；（4）弱施膠度控制困難以及涂布輥易污染；（5）存在假施膠現(xiàn)象。
現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的液體AKD制備方法中，一種是先將直鏈飽和脂肪酸和支鏈飽和脂肪酸酰氯化制得中間體，另一種是通過(guò)內(nèi)烯烴和催化劑混合后與丙烯酰氯反應(yīng)制得支鏈高碳酰氯中間體。雖然制得的AKD常溫下均為液體，但原料來(lái)源不夠廣泛，?；笾苽涞闹虚g體純度較低，較難滿足規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)AKD產(chǎn)品以及現(xiàn)有AKD制備方法中存在的缺陷和不足，而提供一種新型造紙助劑直鏈AKD表面施膠劑的制備方法，該制備方法采用高級(jí)不飽和脂肪酸為原料，有別于傳統(tǒng)制作AKD采用的飽和脂肪酸，酰氯化后，以三乙胺為催化劑，二聚合成新型直鏈AKD。選用直鏈分子結(jié)構(gòu)，可使原料來(lái)源更為廣泛，適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；對(duì)比相似產(chǎn)品，通過(guò)優(yōu)化制備工藝，并簡(jiǎn)化中間體的制備過(guò)程，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)所述制備方法能夠獲得新型直鏈AKD，該直鏈AKD主要應(yīng)用于造紙表面施膠，表面施膠有別于漿內(nèi)施膠，不存在施膠過(guò)程中的水解因素，因分子量和活性較高，具備施膠速度快、熟化快等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種紙張的表面施膠化處理。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種新型造紙助劑直鏈AKD表面施膠劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）將高級(jí)不飽和脂肪酸和有機(jī)堿加入至合成反應(yīng)釜中，其中按照質(zhì)量比高級(jí)不飽和脂肪酸：有機(jī)堿為500:3；開(kāi)啟攪拌, 攪拌每分鐘50～70轉(zhuǎn)，并加熱至50～80℃，保持合成反應(yīng)釜內(nèi)溫度為50～80℃；
（2）滴加二（三氯甲基）碳酸酯甲苯溶液，維持反應(yīng)液溫度在50～80℃，其中所采用的二（三氯甲基）碳酸酯甲苯溶液中按照質(zhì)量比二（三氯甲基）碳酸酯：甲苯:高級(jí)不飽和脂肪酸為1:2:5；
（3）滴加完成后，在合成反應(yīng)釜內(nèi)加入活性炭，攪拌條件下維持溫度在50～80℃2～3小時(shí),攪拌每分鐘50～70轉(zhuǎn)；其中按照質(zhì)量比活性炭：高級(jí)不飽和脂肪酸為1:200；
（4）保持溫度50～80℃下通氮?dú)廒s出反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生并殘留于反應(yīng)液中的氯化氫及光氣；
（5）采用自清式過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，去除活性炭，得到新型直鏈AKD中間體并放置緩沖罐中；
（6）加入三乙胺和甲苯至合成反應(yīng)釜中，開(kāi)啟攪拌, 攪拌每分鐘50～70轉(zhuǎn)，其中按照質(zhì)量比三乙胺：甲苯為16:9；三乙胺:AKD中間體為1.2:1；
（7）通過(guò)計(jì)量泵將新型直鏈AKD中間體滴加至合成反應(yīng)釜中，控制溫度在50～80℃；只有采用滴加的方式才能把反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)移走，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量；
（8）滴加完畢后，攪拌條件下繼續(xù)保溫2小時(shí)得到反應(yīng)液；
（9）在萃取釜中加入預(yù)熱至70℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸并攪拌, 攪拌每分鐘50～70轉(zhuǎn)，其中按體積比鹽酸：反應(yīng)液為1:4；
（10）把合成反應(yīng)釜中的反應(yīng)液全部轉(zhuǎn)移至萃取釜，靜置分液至界面清晰，分出下層水相；
（11）繼續(xù)倒入此時(shí)反應(yīng)液體積四分之一的稀鹽酸于萃取釜中，洗滌上層油相；
（12）重復(fù)上述步驟，直至下層水相澄清，并分出水相；
（13）油相導(dǎo)入減壓蒸餾釜中，減壓蒸餾去除甲苯，得到新型直鏈AKD成品。
所述步驟（1）中高級(jí)不飽和脂肪酸為單體酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和大豆油脂肪酸中至少一種。
所述步驟（1）中有機(jī)堿為吡啶、三乙胺和DMF中至少一種。
所述步驟（3）中活性炭預(yù)先經(jīng)過(guò)加熱干燥，所采用的活性炭粒徑至少為200目。
所述步驟（13）中減壓蒸餾控制真空度在-0.08～-0.05MPa，溫度控制在120℃。
所述步驟（6）中分別控制甲苯和三乙胺的含水量均小于等于0.2%。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述制備方法中所采用的二（三氯甲基）碳酸酯甲苯溶液中二（三氯甲基）碳酸酯與甲苯的質(zhì)量比例最佳為1:2，只有采用這個(gè)比例才能既保證反應(yīng)的充分又能保證副產(chǎn)物較少。加熱可有效縮短溶液配制時(shí)間，溫度最佳為50～80℃?；钚蕴拷?jīng)過(guò)干燥處理，可有效避免水分的介入，從而避免造成對(duì)中間體質(zhì)量的影響。所述制備方法在高級(jí)不飽和脂肪酸物料中滴加二（三氯甲基）碳酸酯甲苯溶液時(shí)，要保持滴加速度大體一致，避免反應(yīng)速度出現(xiàn)不均衡，采用滴加的方式才能把反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)移走，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)始終保持反應(yīng)液溫度為50～80℃，在產(chǎn)率、速度和質(zhì)量上找出平衡點(diǎn)，只有這樣的條件才能保證反應(yīng)充分進(jìn)行,副產(chǎn)物較少，產(chǎn)品質(zhì)量較高。制備方法在實(shí)施過(guò)程中，嚴(yán)格控制甲苯、三乙胺的含水量，水分控制在0.2%范圍之內(nèi)。5%的稀鹽酸預(yù)先加熱至70℃，可以大大節(jié)約能源。
通過(guò)本發(fā)明所述制備方法得到的AKD產(chǎn)品區(qū)別于傳統(tǒng)蠟狀固體AKD，常溫下為紅棕色澄清透明油狀液體，產(chǎn)率≥88.5%，純度≥90.01%，酸值1.22mg/KOHg，碘值160.4gI2/100g。
實(shí)踐證明，本新型直鏈AKD具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，直接灌裝,不和空氣接觸，避免了傳統(tǒng)AKD制備中的水解問(wèn)題,便于包裝、存儲(chǔ)、運(yùn)輸，降低生產(chǎn)成本，在紙廠應(yīng)用中，可現(xiàn)場(chǎng)乳化，設(shè)備簡(jiǎn)單、便于操作、省時(shí)省力，將乳化后的AKD乳液按比例加入施膠壓輥涂布料槽即可，或加入表面施膠淀粉糊化液中混合使用。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
將1500g高級(jí)不飽和脂肪酸、9g有機(jī)堿加入到5L反應(yīng)瓶中，開(kāi)啟攪拌，并加熱至50～80℃；滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的二（三氯甲基）碳酸酯甲苯溶液1600g，維持反應(yīng)液溫度在50～80℃；加入8g干燥后的活性炭，攪拌條件下維持溫度在50～80℃2～3h；在溫度為 50～80℃條件下，通氮?dú)廒s出反應(yīng)液中殘留的氯化氫及光氣；通過(guò)布氏漏斗減壓過(guò)濾，去除活性炭，得到新型直鏈AKD中間體，放在具塞單口瓶中密閉保存；在另一5L反應(yīng)瓶中中加入三乙胺640g、甲苯1000g，開(kāi)啟攪拌；通過(guò)恒壓滴液漏斗滴加中間體至反應(yīng)瓶中，控制溫度在50～80℃；滴加完畢后，攪拌條件下繼續(xù)保溫2小時(shí)；反應(yīng)瓶中加入反應(yīng)液體積四分之一的5%稀鹽酸，攪拌；反應(yīng)液全部倒入梨形分液漏斗中，靜置分液至界面清晰，分出下層水相；繼續(xù)倒入料液四分之一比例的稀鹽酸于梨形分液漏斗中，洗滌上層油相；重復(fù)上述步驟，直至下層水相澄清，并分出水相；油相導(dǎo)入減壓蒸餾裝置，在-0.08MPa，120℃條件下減壓蒸餾去除甲苯，得到新型直鏈AKD成品。
高級(jí)不飽和脂肪酸為單體酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和大豆油脂肪酸中至少一種。有機(jī)堿為吡啶、三乙胺和DMF中至少一種。
所述活性炭預(yù)先經(jīng)過(guò)加熱干燥，所采用的活性炭粒徑至少為200目。
分別控制甲苯和三乙胺的含水量均小于等于0.2%。