阳离子分散松香胶可行性报告

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

少，用量为阴离子分散松香胶的50%同时硫酸铝用量也显著降低；②可加入CaCO等填料用于造纸中，降低生产成本；③可自行留着在带负电荷的纸纤维表面，并得到良好的施胶度；④施胶PH值为4.0〜6.5，可在接近中性的系统中应用，提高纸张强度和耐久度。因此，阳离分散松香胶将成为松香系施胶剂的主流。

2相关技术领域国内外发展现状和趋势

我国从80年代中期开始，科研工作者就开始致力于开发乳液松香施胶剂（又称高分散香胶），并使其进入实用化价段。1990年，化工部造纸学品技术中心成功地开发出阴离子型乳液松香胶，至今这一类品的生产厂家已有50余家，牌号众多，总生产能力已达数万吨，但随着造纸向中性施胶方向发展，阴离子型产品肯定会慢慢退出历史的舞台。

目前，国内一些科研单位正在积极开发阳离子分散松香胶。生产阳离子分散松香胶中关键的技术就是阳离子表面分散剂（用量为松香胶的10^左右），国内在这一方面突破不大，从国外购买又非常昂贵，所以国内阳离子分散松香胶主要是美国Hercules公司的产品，虽然产品质量好，但销售价格非常高，比我国阴离子分散松香胶平均贵2000元/吨以上，所以只有生产高档纸的厂家使用。

3项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用造纸工业由于受到环保要求的制约，造纸工艺也在不断改进，排水系统逐步实现封闭循环，抄纸原有的体系也正在被打破，影

响抄纸系统的问题之一就是施胶，造纸施胶发展了100多年，施胶机理各有见地，很难有一套完整、成熟的，能指导不同条件下进行施胶的理论，因而造就了各企业施胶工艺千差万别，也正因如此，才不断涌现新的施胶技术和施胶产品。目前造纸施胶已进入多元化时代，目前我国使用的施胶剂多数仍为阴离子分散松香胶，而阳离子分散松香胶、AKD 和ASA合成胶正推广运用。

和传统的阴离子分散松香胶比，该阳离子分散松香胶用量可减少50%而且硫酸铝的用量也可减少50%- 70%国内最早推出阳离子分散松香胶的外资企业是上海赫格力士公司，然而由于该公司采用的是高压均质工艺，设备投入大，工艺操作严格，制造难度大。由于产品使用效果好，国内许多科研机构纷纷研制开发新工艺来制备阳离子分散松香胶，如将普通的

阴离子分散松香胶转化为阳离子分散松香胶，但由于工艺、成本、原料等多方面原因，至今未见有成熟工业化生产，阳离子分散松香胶目前仍是外资企业产品的天下。而目前使用的AKD和ASA合成施胶剂，由于价格高，主要用于高档低。但在实际运用中合成施胶剂也暴露出许多问题，由于合成施胶剂有很强的化学反应活性，在贮存过程中与进入造纸系统中，均会迅速水解成粘性很大的物质，容易沾污造纸系统。另外还由于合成胶施胶后不能马上得到高的施胶度，要经过一段时间才能达到所需的施胶度，因而不能很好地满足高速纸机

的要求，而且经AKD施胶后的纸张摩擦阻抗小，滑性增大，印刷适应性不如使用阳离子分散松香胶。因此就目前而言，采用阳离表面活性剂和非离子表面活性剂复配来乳化松香，在技术上有较大的先进性，因此该项目技术能达到国内领先水平。

4项目进展

本项目通过初步探索性试验研究，已取得小试样品，并在造纸企业进行了应用研究，取得了较为理想的效果。但该项目还需进一步优化合成工艺，进行中试，为产业化生产提供依据。

二、技术方案

1项目技术关键点或创新点，项目完成时达到的技术

水平

1.1主要技术关键

(1)马来松香的研制

松香的主要成分是树脂酸，分子中只含有一个羧基，亲水性极弱，经马来酸酐强化后，每个分子中有3个羧基，其酸值由松香的168mgKOH/g提高到238mgKOH/g亲水性增强，用于浆内施胶，可以增加结合点，从而提高施胶效率。马来松香具有一定的抗氧化性，性质稳定，夏季存放不易变质、能改进施胶质量及施胶稳定性。马来松香颗粒细小，因