CN101831026B - 一种阳离子苯丙型表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阳离子苯丙型表面施胶剂及其制备方法，阳离子苯丙型表面施胶剂的分子结构为：

Description

一种阳离子苯丙型表面施胶剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及轻型纸表面施胶剂的制备领域，特别涉及一种阳离子苯丙型表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

现代的造纸技术中，表面施胶已成为纸页表面施胶处理的主要形式，性能优异的表面施胶剂能够减轻纸页的掉毛掉粉现象和提高纸张的表面强度，同时有效地提高了纸张的耐折度、抗水性、抗张强度、挺度和平滑度，减少透气度，改进了印刷性能等，显著地提高纸张的质量档次和使用价值。轻型纸是一种轻型胶版纸，它有着独特的生产加工工艺，不含荧光增白剂，纸张纤维比重轻、质地松厚、表面光滑、色泽柔和备受人们的青睐。由于轻型纸质地较轻，用它印刷的书刊比用普通纸印刷的书刊重量大约可以减轻20％-30％，既方便了读者的阅读，也较好地起到了降低物流成本的作用，受到出版界的欢迎。在欧美及日本等经济发达的国家，95％以上的图书都用这种纸印刷，现在我国一些中高档书籍、高档图书、期刊、典籍、画册、传记和学生课本等也采用轻型纸印刷。轻型纸在生产中应用了大量的化学机械浆、低加填、轻压榨和轻压光等工艺，因此轻型纸表面相对比较粗糙，纤维比较挺硬、纤维间结合力较差，由于轻型纸的纤维组织较松弛，厚度相对较大，但是它的抗张性能相对也较差一点，且极易受潮而产生变形情况，这些因素造成了纸页表面强度和平滑度下降，以致印刷过程中出现掉粉掉毛现象。另一方面随着大量进口印刷机械的不断引进投产，印刷技术改进，高速印刷和高粘度油墨的应用，对纸张表面强度提出了更高要求，这些具体反映在对纸张的表面强度和油墨吸收性等指标的要求提高。轻型纸传统的表面施胶剂有淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、聚丙烯酰胺改性淀粉和聚乙烯醇等，它们在使用过程中存在着和纤维的亲和力较差、成膜易断裂容易出现印刷过程中的掉毛、掉粉现象、抗水性较差、表面强度不够等缺点，使其适用的范围受到了限制，目前开始使用苯丙乳液是由苯乙烯与丙烯酸酯单体通过乳液聚合制备的共聚物，其制备过程多使用小分子乳化剂，既影响轻型纸的耐水性能和成膜性能又存在环境污染，且多为水溶液性的阴离子聚合物，在使用过程中由于水中含有Al³⁺，Ca²⁺等，会引起乳液沉淀，对施胶有不利影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种阳离子苯丙型表面施胶剂及其制备方法，所得的一种阳离子苯丙型表面施胶剂具有和纤维结合优良、减轻掉毛掉粉，改善施胶度，油墨吸收性好，表面强度高和能适应高速印刷的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的分子结构为：

阳离子苯丙型表面施胶剂

其中x、y、z、m、n均为大于零的整数。

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法为：以聚乙烯醇1799为分散剂，以过硫酸铵为引发剂，以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醇和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为混合单体进行无皂乳液聚合反应制备阳离子苯丙型表面施胶剂，其反应过程如下：

苯乙烯  甲基丙烯酸甲酯丙烯酸乙酯  丙烯醇  甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵

阳离子苯丙型表面施胶剂

其中x、y、z、m、n均为大于零的整数。

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将过硫酸铵和去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将聚乙烯醇1799和去离子水按质量比1∶20加入反应器在85-95℃时搅拌0.5-1.5小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至60-70℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入过硫酸铵水溶液和混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1-2小时，

第六步，加料完毕后将反应器于80-90℃保温反应2.0-3.0小时，

第七步，将反应器降温到20-30℃，用100-200目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

由于一种阳离子苯丙型表面施胶剂中不残留小分子乳化剂，具有良好的耐水性、耐候性、成膜性等优点，消除了小分子乳化剂导致的缺点和污染，一种阳离子苯丙型表面施胶剂可以和带负电的纸张纤维形成强的离子键从而可提高乳胶膜和纸张的附着力，提高了纸张表面强度，减轻纸页的掉毛掉粉现象，改善了纸张的耐折度、抗水性、抗张强度、挺度和平滑度等性能。阳离子苯丙型表面施胶剂上的阳离子基团对阴离子油墨有很好的吸附作用，可以提高印刷的清晰度和饱满度，胶版印刷中不仅提高了印刷的速度而且不会糊版，喷墨打印效果也很好。

具体实施方式

下面将以具体实施例对本发明的方法作进一步详细的描述。

实施例一

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在85℃时搅拌0.5小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至60℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1小时，

第六步，加料完毕后将反应器于80℃保温，反应2.0小时，

第七步，将反应器降温到20℃，用100目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

实施例二

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在87℃时搅拌0.7小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至62℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1.2小时，

第六步，加料完毕后将反应器于82℃保温，反应2.2小时，

第七步，将反应器降温到22℃，用120目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

实施例三

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在89℃时搅拌0.9小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至64℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1.4小时，

第六步，加料完毕后将反应器于84℃保温，反应2.4小时，

第七步，将反应器降温到24℃，用140目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

实施例四

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在91℃时搅拌1.1小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至66℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1.6小时，

第六步，加料完毕后将反应器于86℃保温，反应2.6小时，

第七步，将反应器降温到26℃，用160目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

实施例五

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在93℃时搅拌1.3小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至68℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1.8小时，

第六步，加料完毕后将反应器于88℃保温，反应2.8小时，

第七步，将反应器降温到28℃，用180目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

实施例六

一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将12克苯乙烯、3克甲基丙烯酸甲酯、15克丙烯酸乙酯和5克丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将1克过硫酸铵和20克去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将1克聚乙烯醇1799和20克去离子水按质量比1∶20加入反应器在95℃时搅拌1.5小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入127克去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至70℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入21克过硫酸铵水溶液和35克混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为2小时，

第六步，加料完毕后将反应器于90℃保温，反应3.0小时，

第七步，将反应器降温到30℃，用200目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。

Claims (3)

1.一种阳离子苯丙型表面施胶剂，其特征在于：一种阳离子苯丙型表面施胶剂的分子结构为：

阳离子苯丙型表面施胶剂

其中x、y、z、m、n均为大于零的整数。

2.一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，其特征在于：以聚乙烯醇1799为分散剂，以过硫酸铵为引发剂，以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯醇和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为混合单体进行聚合反应制备阳离子苯丙型表面施胶剂。

3.根据权利要求2所述的一种阳离子苯丙型表面施胶剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步，将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯醇按12∶3∶15∶5的质量比混合制成混合单体，

第二步，将过硫酸铵和去离子水以质量比1∶20制成过硫酸铵水溶液，

第三步，将聚乙烯醇1799和去离子水按质量比1∶20加入反应器在85-95℃时搅拌0.5-1.5小时，使聚乙烯醇1799溶解，

第四步，给溶解的聚乙烯醇1799中加入去离子水形成聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇1799和去离子水的质量比为1∶127，降温至60-70℃，

第五步，给聚乙烯醇水溶液中加入过硫酸铵水溶液和混合单体，聚乙烯醇水溶液、过硫酸铵水溶液与混合单体的质量比为148∶21∶35，滴加完混合单体后继续滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，混合单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为35∶8，整个加料时间为1-2小时，

第六步，加料完毕后将反应器于80-90℃保温，反应2.0-3.0小时，

第七步，将反应器降温到20-30℃，用100-200目网过滤，出料，得到一种阳离子苯丙型表面施胶剂。