阳离子分散松香表面施胶剂的制备 张国强张文静徐英超（山东大学威海分校海洋学院） 摘要：以松香、环氧氯丙烷、三乙胺为原料合成了松香型表面活性剂，以苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯为原料合成了高分子阳离子分散剂，将上述两种合成物与基础阳离子表面活性剂（溴代十二烷基二甲基苄基铵）复配使用采用常压逆转法对松香进行乳化分散，制备了均匀稳定的阳离子分散松香表面施胶剂，并对其施胶性能进行了简单的分析和评价。 关键词：松香型表面活性剂；高分子阳离子分散剂；阳离子分散松香表面施胶剂 Abstract：Rosin, epichlorohydrin, triethylamine raw materials for the synthesis of rosin-based surfactants, styrene, methyl acrylate, methacrylic acid dimethyl ester as raw material of ammonia synthesis of cationic polymer dispersant. these two compounds with the foundation cationic surfactant (bromo dodecyl dimethyl benzyl ammonium) compound used often use Pressure reversal of Rosin emulsified dispersion, preparation of uniform stability of the surface of cationic dispersed rosin sizing agent. Sizing and its performance of the simple analysis and evaluation. Keywords : rosin-type surfactants；cationic polymer dispersant；the surface of cationic dispersed rosin sizing agent 1 前言 施胶剂是在纸浆中添加（即内施胶）或在纸张表面涂布（即表面施胶）的一些抗水性物质，它可延迟流体渗透，赋予纸张抗水、抗油的性能。施胶剂有多种分类方法，按施胶环境可分为酸性施胶剂和中碱性施胶剂，按施胶过程又可分为表面施胶剂和浆内施胶剂。与酸性施胶剂相比，中碱性施胶剂具有对设备腐蚀小、污染负荷轻[1]、可用廉价的CaCO3填料代替昂贵的TiO2等诸多优点。与浆内施胶剂相比，表面施胶剂具有施胶工艺简单，可直接加在纸页表面；不需考虑留着机理，不会干扰湿部化学或纤维之间的连接;降低生产成本，提高清洁度，加快纸种更换的速度等优点[2]。另外，对于含有较多非木材纤维或二次纤维的纸,要获得较好的施胶效果，必须采用表面施胶[3]。自1807年施胶技术获得应用的近200年以来，松香基酸性施胶剂因其具有相对便宜、来源丰富、使用方便、与其它填料相容性好等特点而获得广泛应用[4,5]。但是，由于酸性施胶剂存在腐蚀设备、纸张易老化、废水处理困难等弊端，在欧美等发达国家和地区，已基本被AKD（alkyl ketene dimmer,烷基烯酮二聚体）、ASA（alkenyl succinic anhydride,烯基琥珀酸酐）和阳离子分散松香等中/碱性施胶
中性施胶剂的分类及研究现状 杨开吉苏文强沈静 东北林业大学 生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨 150040 摘要：施胶是造纸过程中一个非常重要的工艺过程，可分为酸性施胶和中性施胶，本文着重对几种中性施胶剂的研究现状进行了综述。 关键词：中性施胶剂；分类；研究现状 酸性施胶使用松香胶施胶剂，必须要加入硫酸铝，由于在酸性条件下易产生纤维素的水解，对纸张的强度有不良影响；酸性施胶加入过多的矾土会使得纸页发脆，强度降低[1]。另外，会导致水中TDS(总溶解固体物含量)和COD(化学耗氧量)指标过高，引起严重的环境污染。进入20世纪90年代后，作为造纸主要原料的木材资源日渐缺乏，纸和纸张价格飞涨[2]。而且，人们对于纸张白度的要求越来越高，二氧化钛（TO2）价格昂贵，供应紧张。造纸用碳酸钙多来自白垩，其中含有少量CaO，加填系统pH值为7左右。从降低成本考虑，加廉价的碳酸钙生产高灰分纸是势在必行的。另外，酸性施胶条件下，容易引起设备的腐蚀，纸或纸板的耐久性差，物理性能特别是耐破度及撕裂度差[3]。中性、酸性抄纸性能比较如下表所示： 特性中性条件酸性条件 强度较强较差 较短，易发脆发黄 耐久性较长，不易发脆发 黄 对纸机及设备腐蚀轻重 白水封闭易较难 抄纸用水量少多 废水处理容易且量少较难且量大 总的来说，造纸工业由酸性造纸向中/碱性造纸的转变，即由酸性施胶向中/碱性施胶的转变，已经成为不可逆转的趋势，这是国际造纸技术的必然发展趋势。 1 松香类中性施胶剂。 1.1阴离子乳液松香胶的中性施胶 - 1 -
关于阴离子松香胶乳用于中性施胶的研究很多。从80年的聚合氯化铝-阴离子分散松香胶中性施胶技术，到90年代初阳离子中性施胶技术，国外的中性施胶技术得到了很大的发展[4]。近年来也有采用松香皂胶与聚胺或某些金属离子配合进行中性施胶研究的报道。阴离子乳液松香胶在中性或偏酸性条件下借助于特殊留着剂，能沉淀于纤维表面。目前国外也有中性施胶松香胶乳，例如日本近代化学工业株式会社推出的中性松香施胶剂R-10系45%白色胶乳，属阴离子型，pH值为5.8，乳胶颗粒尺寸为0.28微米，可用于中性施胶。 图1 阴离子乳液松香胶的制备 阴离子乳液松香胶的施胶机理：在纸浆体系中，添加的阴离子松香胶，与加入的正电性添加物质发生反应，呈现正电性，从而依靠静电引力吸附到纸浆纤维上。吸附作用发生后，分散性的正电性松香粒子较为均匀地分布在纤维表面。进入干燥部，正电性较低的松香粒子的疏水基、亲水基转向定位。通常情况下，松香粒子在干燥部借助于铝离子而实现其固着，完成施胶[6]。 实际应用时，阴离子松香胶乳和上述特殊留着剂是分别添加的，即采用的是双组分体系中性施胶剂。因为如将两者加在一起进行施胶，由于相反离子间的静电引力，会很快产生絮凝物而难于达到预期的效果。目前，这种双组分体系有DRS/PAC、DRS/CPAM、DRS/PAE （阳离子聚酰胺多胺环氧氯丙烷）等。其中，DRS/PAC双组分中性施胶体系十分重要[5]。1.2 阳离子分散松香胶 阳离子分散松香胶是美国Hercule公司于80年代中期推出的松香系施胶剂，称之为第四代松香胶，分散松香胶的阳离子化有两种类型：阳离子分散型和自身阳离子型。 图2 阳离子松香胶的制备 1.2.1阳离子分散型 阳离子分散型松香胶是指通过阳离子乳化剂对松香进行乳化，使松香胶乳表面带有正电荷而得到的阳离子乳液，在这种松香胶的制备过程中，也经常添加助乳化剂、稳定剂等，对 - 2 -
阳离子分散松香胶项目 立项申请报告 （一）项目名称 阳离子分散松香胶项目 （二）项目建设性质 该项目属于新建项目，依托某某临港经济开发区良好的产业基础 和创新氛围，充分发挥区位优势，全力打造以阳离子分散松香胶为核 心的综合性产业基地，年产值可达11000.00万元。 二、项目承办单位 xxx有限公司 三、咨询规划机构 泓域咨询产业研究中心 四、项目建设背景 站在新的历史起点上，我市必须准确把握战略机遇期内涵的深刻变化，更加主动适应和引领经济发展新常态，主动服务国家和全省发展大局。从 工作原则上，要坚持主动从全球城市体系中找标杆，从国家大战略中找动力，从区域发展中找动力，从全球发展要素配置和国际产业分工中找动力。在工作思路上，要坚持顶层设计和切实管用相结合，战略定力和精准发力
相结合，统筹兼顾和重点突破相结合，长远谋划和及时见效相结合。在工作方法上，要坚持突出重点，解决难点，形成创新点，找到平衡点。在工作结果上，要厚植发展优势，形成新的优势，巩固和提升国家中心城市地位，在全国全省发展中充分发挥动力源和增长极的作用。 某某临港经济开发区把加快发展作为主题，以经济结构的战略性调整为主线，大力调整产业结构，加强基础设施建设，积极推进对外开放，加速观念创新、体制创新、科技创新和管理创新，努力提高经济的竞争力和经济增长的质量和效益。该项目的建设，通过科学的产业规划和发展定位可成为某某临港经济开发区示范项目，有利于吸引科技创新型中小企业投资，吸引市内外、省内外、国内外的资本、人才、技术以及先进的管理方法、经验集聚某某临港经济开发区，进一步巩固某某临港经济开发区招商引资竞争力。 五、投资估算及经济效益分析 （一）项目总投资及资金构成 项目预计总投资5863.65万元，其中：固定资产投资4338.90万元，占项目总投资的74.00%；流动资金1524.75万元，占项目总投资的26.00%。 （二）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。
阳离子分散松香胶可行性报告 一、选题必要性 松香是一种丰富的再生资源，松香胶具有易制备, 价格均低于反应型施胶剂，施胶度易控制，废纸容易处理等优点，因此松香系施胶剂至今仍为造纸工业主要采用的施胶剂。由于其分子中长碳链的烃基具有良好的疏水性，可以赋予纸张很好的耐水、耐油性，因而是一种优良的浆内施胶剂。 以松香为原料制备的造纸施胶剂品种很多，有膏状强化松香胶、粉状强化松香胶和阴离子分散松香胶等，但这些施胶剂均属于酸性施胶。由于酸性施胶存在腐蚀设备、纸张易老化、废水处理困难等弊端，因此，许多研究者都转而开发各种中性、碱性施胶剂。目前国际上使用较多的中性施胶剂主要是通过合成得到的，其中以烷基酮二聚体(AKD和烯基琥珀酸酐(SAS为代表，但这类施胶剂在造纸过程中的应用存在着熟化速度慢，纸表面的滑动性大，施胶效果不稳定等冋题。 1984年，美国首先推出新一代阳离子分散松香 胶，并在西欧和东南亚等地推广使用，取得了较理想的效果。该分散松香胶带有阳电荷，能自行留着在带阴电荷的纤
维表面，对明矶的需要量低，适用的PH 范围广，可在近中性条件下使用，还可用碱性的碳酸钙作填。与传统的松香施胶剂（如松皂、强化松香皂、阴离子分散松香胶）相比，胶料用量少，成纸耐久性和强度提高；设备腐蚀减小、管道不结垢，泡沫少，湿部清洁，提高了纸机运转性能，在保持相同强度下增加了回收纤维浆比例和填料用量，从而降低了造纸成本。与合成胶相比，具有贮存期长、价格低、使用方便等优点。因此，阳离子分散松香胶渐有成为施胶剂主流趋势。 我国是松香生产大国，年产30万吨?40万吨，占世界首位，造纸行业所用松香为国内总消耗量的30%左右。我国施胶剂的使用却远远落后于其他造纸发达国家。施胶剂在我国尚处于发展阶段，2001?2003年，国内有80%以上的纸厂还在使用普通的皂化松香胶，10%左右的纸厂使用阴离子分散松香胶，只有极少数的纸厂使用阳离分散松香胶和合成胶。因此开发出新型松香分散胶，能更好地实现由酸性造纸向中（碱）性造纸的转换，因而有着重要的现实意义。 1项目所处技术领域政策 该项目属于精细化工材料领域中的造纸化学品，符合国家和江西省高新技术产业发展规划有关重点产业要求。该项目产品具有以下特点：①胶体粘度低，稳定好，施胶剂用量
阳离子分散松香胶项目可行性研究报告 泓域咨询丨Word格式可编辑 二〇一八年
第一章项目绪论 一、项目名称及建设性质 （一）项目名称 阳离子分散松香胶项目 （二）项目建设性质 该项目属于新建工业项目，主要从事阳离子分散松香胶的研制开发与制造业务。 二、项目拟建地址及用地指标 （一）项目拟建地址 该项目选址在青海省xxxx工业园区。 （二）项目用地性质及用地规模 1、该项目计划在青海省xxxx工业园区建设，用地性质为工业用地。 2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区，建设区总用地面积123334.0 平方米（折合约185.0 亩），代征地面积1110.0 平方米，净用地面积122224.0 平方米（折合约183.3 亩），土地综合利用率100.0%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照阳离子分散松香胶行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合阳离子分散松香胶制造和经营的规划建设需要。 （三）项目用地控制指标 1、该项目实际用地面积122224.0 平方米，建筑物基底占地面积83845.5 平方米，计容建筑面积137990.7 平方米，其中：规划建设生产车间112201.6 平方米，仓储设施面积15400.2 平方米（其中：原辅材料库房9289.0 平方米，成品仓库6111.2 平方米），办公用房5377.8 平方米，职工宿舍3055.6 平方米，其他建筑面积（含部分公用工程和辅助工程）1955.5 平方米；绿化面积8066.8 平方米，场区道路及场地占地面积30311.6 平方米，土地综合利用面积122223.9
平方米；土地综合利用率100.0%。 2、该工程规划建筑系数68.6%，建筑容积率1.1 ，绿化覆盖率6.6%，办公及生活用地所占比重5.2%，固定资产投资强度3072.0 万元/公顷，场区土地综合利用率100.0%；根据测算，该项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）文件规定的具体要求。 三、项目建设的理由 《中国制造2025》实施3年来，取得明显成效。各方面、各地对制造业在国民经济中的重要性有了进一步的认识，制造业的智能化、绿色化进程迈出了可喜的步伐，制造业创新体系的建设得以加强，转型升级和动能转换提速，一些领域的创新能力和供给能力明显提高。 四、项目建设内容 （一）土建工程 该项目在青海省xxxx工业园区建设，总用地面积123334.0 平方米（折合约185.0 亩），预计总建筑面积137990.7 平方米，其中：规划建设生产车间112201.6 平方米，仓储设施面积15400.2 平方米（其中：原辅材料库房9289.0 平方米，成品仓库6111.2 平方米），办公用房5377.8 平方米，职工宿舍3055.6 平方米，其他建筑面积（含部分公用工程和辅助工程）1955.5 平方米，建筑物基底占地面积83845.5 平方米，场区道路及场地占地面积30311.6 平方米，绿化面积8066.8 平方米，土地综合利用面积122223.9 平方米；该项目工程容积率1.1 ，建筑系数68.6%，建设区域绿化覆盖率6.6%，办公及生活用地所占比重5.2%，场区土地综合利用率100.0%。 （三）公用工程及其他 该项目建设公用工程包括：电气系统、给排水系统、供热系统、办公生活设施、消防系统、污染物处理系统等，提供完善的配套设施及便捷舒适的配套环境。
分散松香胶的工业制备 郑州市道纯化工技术公司牛华 一、概述 中国是造纸的发明国，传统的造纸（宣纸）是不进行施胶的，直到1804年，人们发明用松香作施胶剂以来，纸的施胶才得以大力发展，施胶剂的品种和性能也有了很大提高。目前，已进入多元化施胶剂时代。尽管施胶剂新品种频出，但作为传统的松香系施胶剂仍是当今施胶剂的主导，只是其性能和形成都发生了变化。以松香作为施胶剂大约经历了3个阶段：一是传统的褐色松香胶，将普通松香中加入大量的纯碱进行皂化，淳离松香含量极少，皂化后的松香溶于水中，然后用于施胶；二是改性松香皂化胶或称之为强化松香皂胶，其原理是将普通松香通过双烯加成反应，加上更多的羧基，加大松香的负电荷数，然后再皂化，使松香更好地覆盖在纤维表面，从而提高施胶效果；三是高游离松香，又称分散松香，该松香胶不经皂化，采用化学法或机械法，使松香制成水溶性乳液，然后加入浆内达到施胶目的；分散松香胶有以下几个品种：一是阴离子分散松香胶；二是低泡型分散松香胶；三是阳离子型分散松香胶；四是阴离子中性分散松香胶。目前，最新发展是阴离子中性分散松香胶。 分散松香胶的制备是一物理化学过程，通过一定的外力使不溶于水的松香变为水溶性乳液，并在一定化学物质存在下，使之保持相对稳定。目前，国际较常采用的是逆转法制备分散松香胶。 由于分散松香胶游离松香含量高，分散粒度细，使用分散松香作施胶剂可节约松香用量50%左右，硫酸铝30%～70%，同时可提高上网pH值，减少白水污染，提高纸张施胶度、白度和强度，并可配合阳离子留着剂进行近中性抄造。 二、工艺路线选择 分散松香制备一般有3种方法：高压溶剂法、高温高压法和高温常压法。 ①高压溶剂法 松香是一熔点较高的油性物质，需要在110℃以上才能呈流动状态，要对松香进行乳化，必先使其液体化，最早的方法是用苯或甲苯等有机溶剂，将松香
一、概述 造纸是一项古老的技术，可追溯到公元105年，但无法确切知道何时对纸进行防水处理。大约17世纪中叶，就有防止墨水的浸渍纸和内施胶的书写纸。动物胶是当时主要的施胶剂，铝矾一般用作施胶的硬化剂。早期的纸用淀粉处理只是为了使其表面光泽。1807年开始应用铝矾-松香施胶，到20世纪50年代，相继出现了各种类型的松香胶，以及AKD和ASA等合成施胶剂。 造纸纤维由于含有大量的羟基，与水能形成氢键，所以有很强的亲水倾向。当纸页被水浸泡饱和后便会失去其大部分强度，这点对卫生纸、瓦楞芯纸很合适的，但对大多数纸则是不需要的，如办公用纸、食物盒、化妆品盒、食品杂货袋纸。造纸施胶则是为了提高纸页对水和液体的抗渗透力的一种过程。 1．施胶的方法 造纸施胶一般有两种方法：一种是表面施胶，即纸幅在成形、干燥后，施胶剂可通过施胶压榨、涂布机或压光机而施于纸张表面。另一种方法是浆内施胶，将施胶剂加到造纸浆料中，在纸页成形过程中达到与纸幅的结合。两种过程的结果都能降低纸对水的湿润性能，表面施胶还可降低纸幅的孔隙。下面我们主要集中在浆内施胶的讨论上。 2．施胶常用术语 施胶是指能减慢或者阻碍液体穿透纸的能力。阻力性能不同于屏障性能。屏障性能是指绝对的防止液体透过纸页。浆内施胶能赋予纸张阻力性能，而涂布、浸渍或层压则能赋予纸张屏障性能，下面是一些施胶术语及解释。 吸水纸：无吸水阻力的（如毛巾纸、卫生纸、瓦楞芯纸）。 轻施胶纸：有中等程度的阻力（如胶印纸、书印纸）。 重施胶纸：对水有很高的抗渗透力（如纸杯、牛奶盒纸）。 假施胶：短时间内有抗水渗透力，随后便消失(如在7d后就失去25％的施胶度)。 自施胶：在刚成纸后没有水渗透抗力，随后对水的渗透抗力逐渐增强。 3．施胶度的测量方法 造纸试验有两个目的，一是满足用户的要求，二是控制纸机的生产，后者经常与施胶压力、纸机运行等有关。造纸所用的施胶试验有很多种，但试验方法可分为两大类型，一类试验是纸样在给定的时间内能吸收水量的测量；另一类试验是测定水穿过一个纸样的特定距离所需时间。还有如钢笔墨水以及接触角试验等未列入这两类试验中。 由于纸的抗水阻力有不同的作用机理，不同的施胶试验只强调一种机理，所以采用施胶试验和渗透试验的选择是一个复杂的问题。 施胶实险中，一般是选择一个最能适应纸品应用需求的方法，再分析各因素对试验结果的影响，例如HST施胶试验是一种最常用的例行试验方法，然而HST的试验结果会受白度、色泽、不透明度、定量和填料含量的影响。试验纸的定量一般控制在50g/m2。到250g/m2。范围内，轻施胶纸由于液体渗透时间非常短，往往得出的结果不太准确。 4．施胶剂的分类 旋胶剂的种类很多，按原料可分为松香系施胶剂和合成系施胶剂两大类，按使用条件分可分为酸性施胶剂和中性、碱性施胶剂。 1)松香系施胶剂 松香系施胶剂可根据使用条件分为酸性施胶剂和碱性施胶剂。 酸性施胶剂有皂化松香胶、强化松香胶、阴离子分散松香胶、阳离子分散松香胶和低泡分散松香胶。 中性松香施胶剂有阴离子中性分散松香胶和阳离子中性分散松香胶。 2）合成施胶剂(适合于中性施胶) 如AKD、ASA等。
常用的浆内造纸施胶剂 阳离子分散松香胶： 一:性质与施胶机理：它最适合的PH值范围是4.6~5.3,胶料的留着不依靠铝矾,自身带有正电荷,其施胶机理是依赖静电引力,自我留着和均匀分布于纸纤维表面,然后自身或通过少量铝盐与纤维固着,通过干燥部即可施胶 1:胶粒的留着只需少量的铝矾,在干燥时铝矾在纤维表面上与松香反应,因此,必须注意铝矾的适宜留着条件,即PH在5.0~6.5时,2铝盐会强烈地吸附在纤维表面 2:在干燥部,留着的松香胶颗粒熔化并在纤维表面展开,与铝化合物接触并发生反应使松香与纤维表面结合。该过程在70～110度时实现 3:在吸附有正电荷松香粒子的湿纸进入纸机干燥部时，由于游离松香有较低的烧结温度，而得以软化并和纤维上的铝离子反应，继而将松香分子定位，使疏水基转向纤维外侧，而亲水基与纤维上的羟基牢固结合，形成一层良好的疏水层 二:施胶机理过程: 留着:本身带正电荷，无须借助带正电荷的明矾水解物或其他阳离子型助留剂，在湿部具有自我留着的能力 分布:在湿布，本身带正电荷的松香粒子可均匀分布在纤维表面 定位:进入纸机干燥部，游离松香粒子与吸附于纤维的铝离子反应行成松香酸铝，并使其松香粒子疏水基、亲水基转向定位 固着:在纸机干燥部松香粒子与吸附于纤维的铝离子反应，并牢固与纤维结合 三:影响因素：
1:PH值：阳离子松香胶一般接近中性条件下施胶，最佳PH值范围是5.0~6.5之间,高PH值下(>6.5时),大量松香酸会变为松香酸皂,它没有施胶效果的,另外,在高PH值下,松香胶中的正电荷量也会降低,因而减少纤维对松香胶的留着率;总碱度太高,松香就会被皂化而降低施胶度 2:ξ电位:纸浆带负电荷,加入阳离子松香胶电荷得到中和,阳离子胶在纸浆上的留着率可随ξ电位的提高而增加,从而提高施胶效率 3:加料顺序:最佳的施胶程序是逆向施胶,即先加硫酸铝后加胶;在阳离子分散松香胶施胶系统中,明矾的作用在于消除或减少阴离子干扰物,加快网部的滤水和控制PH值, 烷基烯酮二聚体(AKD) AKD在室温下是一种蜡状水溶性物 一:AKD的应用条件: 1:助留剂:AKD属非离子性,对纤维没有吸引力,必须借助其他物质助留,如阳离子淀粉等作为施胶留着剂,如美国NSCC公司的Cato304,杭州化工研究所的变性淀粉HR-1等 2:PH值和碱度:最有效的PH8~9;总碱度在150~250mg/L时,能提高AKD的施胶效率及熟化速率,所以在配料中加入适量的NaHCO3或Na2CO3是必要的 3:填料和细小纤维：它们的比表面积都比纤维高，胶料的吸附倾向于它们，所以填料的单程留着率很重要，它可以重新分布在纤维的表面，而细小纤维的流失很大，所以加得太多会增加更多的胶料量 4:明矾的加入量：它只起中和干扰物的作用，它的加入点应该在加胶点之前二:反应过程： 胶料在扩展过程中除去水是很重要的，只要胶粒被液体包着，水的表面张力会