CN102011344A

CN102011344A - 静电复印纸用表面施胶剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102011344A
Application number: CN 201010216449
Authority: CN
Inventors: 施晓旦; 尹东华; 王养臣
Original assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN102011344B

Abstract

本发明提供了一种静电复印纸用表面施胶剂及其制备方法和应用，静电复印纸用表面施胶剂各组分及重量份数如下：静电复印纸用表面施胶剂基料100份，添加剂0.5～5份，所述的添加剂为己二酸二酰肼与硅溶胶水溶液，组分和重量份数如下：己二酸二酰肼100份，硅溶胶5～25份，水100～700份。本发明的静电复印纸用表面施胶剂是一种能满足纸张表面施胶用的高性能、环保的产品。该产品与淀粉一起对静电复印原纸进行表面施胶，不但能改善静电复印纸的Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高静电复印纸的表面强度，改善印刷适应性，降低淀粉的用量，能适应高强度静电复印纸发展的需要。

Description

静电复印纸用表面施胶剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种静电复印纸用表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

纸张，特别是静电复印纸的发展趋势表现在：

1)正从高克重向低克重方向发展。

2)采用废纸代替木浆，但成纸的强度差，吸水值高。

3)由于内部施胶可变因素较多所导致的纸张质量不稳定、档次很难提高的问题，使得生产厂家少用或放弃内部施胶，采用表面施胶进行弥补的工艺成为流行趋势。

用于上述表面施胶的施胶剂要求：a)提高纸张表面强度；b)改善纸张的印刷适应性。

中国专利CN 101148842A公开的一种施胶剂，虽然熟化速度快，但是对于静电复印纸的表面强度提高不大。

发明内容

本发明的目的是提出一种静电复印纸用表面施胶剂及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的静电复印纸用表面施胶剂，各组分及重量份数如下：

静电复印纸用表面施胶剂基料 100份

添加剂 0.5～5份

所述的添加剂为己二酸二酰肼与硅溶胶水溶液，组分和重量份数如下：

己二酸二酰肼100份，硅溶胶5～25份，水100～700份；

所述的硅溶胶为酸性硅溶胶，二氧化硅重量含量20～35％，pH＝2～6；

添加剂的制备方法如下，将己二酸二酰肼和硅溶胶溶解在水中即可；

所述的静电复印纸用表面施胶剂基料，是采用如下的方法制备的：

将阳离子单体、双丙酮丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯类单体和(甲基)苯乙烯在分散剂、乳化剂和引发剂存在下，进行自由基乳液聚合，40℃～95℃条件反应时间在2～8小时，即可获得静电复印纸用表面施胶剂基料，产物pH＝2～6，重量固含量20wt％～40wt％。

反应体系中，组分和重量份数如下：

分散剂 20～50份

乳化剂 0.5～2份

引发剂 0.3～2份

阳离子单体 3～8份

双丙酮丙烯酰胺 1～5份

(甲基)丙烯酸酯类单体 20～40份

(甲基)苯乙烯 100份

水 210～830份

所述的分散剂为明胶，重均分子量为10000～100000g/mol；

所说的乳化剂为阳离子表面活性剂，阳离子表面活性剂选自C_12～18烷基聚氧乙烯(n)三甲基氯化铵(n＝5～20)中的至少一种。

所述的阳离子单体选自丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵、甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。

所述的(甲基)丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。

所述的过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的至少一种。

所述的静电复印纸用表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤：

将静电复印纸用表面施胶剂基料和添加剂混合，即可获得静电复印纸用表面施胶剂。所得施胶剂的重量固含量20％～40％，pH＝2～6。

所述的静电复印纸用表面施胶剂用于静电复印原纸的表面处理。

本发明静电复印纸用表面施胶剂的制备方法中，本发明人发现在静电复印纸用表面施胶剂基料中加入添加剂，出乎意料的，能大幅度提高静电复印纸的表面强度改善纸张的印刷适应性。这可能由于双丙酮丙烯酰胺作为共聚单体参与聚合反应，分子嵌合在共聚物链上，分子上大量的羰基能与纤维表面大量的羟基形成氢键，能提高涂膜的强度。同时，添加剂中的己二酸二酰肼能起到架桥作用，增强静电复印纸用表面施胶剂基料与纤维、淀粉之间的结合力，发挥表面施胶剂基料与己二酸二酰肼的协同作用，提高静电复印纸的表面强度。同时在添加剂中加入酸性硅溶胶，出乎意料的，静电复印纸的表面强度和印刷适应性明显改善。

该表面施胶剂不但可大幅降低Cobb值、能快速熟化，而且能够在施胶剂用量不变的情况下大幅度提高静电复印纸的表面强度、改善纸张的印刷适应性，并且能够降低原料淀粉的使用量，因而可以降低纸张克重，用部分废纸甚至是100％的废纸代替木浆，降低成本、提高产品质量。

本发明的静电复印纸用表面施胶剂是一种能满足纸张表面施胶用的高性能、环保的产品。该产品与淀粉一起对静电复印原纸进行表面施胶，不但能改善静电复印纸的Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高静电复印纸的表面强度，改善印刷适应性，降低淀粉的用量，能适应高强度静电复印纸发展的需要。

具体实施方式

实施例1

1、静电复印纸用表面施胶剂基料的制备：

在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入20克分子量为10000g/mol的明胶，214.5克去离子水，升温至85℃溶解，降温至45℃。加入2克25wt％十八烷基聚氧乙烯(15)三甲基氯化铵水溶液，加热至95℃，加入1.5克20wt％过硫酸铵水溶液，滴加以下混合单体：苯乙烯100克，丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵3克，双丙酮丙烯酰胺1克，丙烯酸正丁酯20克，1小时加完。于95℃维持反应1小时，冷却至35℃，pH＝2.0。经100目滤网过滤，得静电复印纸用表面施胶剂基料，固含量39.9wt％。

2、添加剂的制备：

在1000ml四口烧瓶中加入100g己二酸二酰肼，25g酸性硅溶胶(北京中西远大科技有限公司，牌号YJT6-SW-30，二氧化硅含量30wt％，pH＝2.8)和143.75克去离子水溶解，100rpm转速搅拌30分钟。经100目滤网过滤，得添加剂，固含量40.05wt％。

3、静电复印纸用表面施胶剂的制备：

将步骤1制备的静电复印纸用表面施胶剂基料200g和步骤2制备的添加剂10g加入1000ml四口烧瓶中混合，搅拌10分钟。制得静电复印纸用表面施胶剂，固含量39.68wt％，pH＝2.05。

实施例2

1、静电复印纸用表面施胶剂基料的制备：

在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的2000ml四口烧瓶中，加入50克分子量为100000g/mol的明胶，808克去离子水，升温至85℃溶解，降温至45℃。加入20克10wt％十二烷基聚氧乙烯(20)三甲基氯化铵水溶液，加入4克50wt％过硫酸钾水溶液，滴加以下混合单体：甲基苯乙烯100克，甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵8克，双丙酮丙烯酰胺5克，甲基丙烯酸异辛酯40克，6小时加完。于40℃维持反应2小时，冷却至25℃，pH＝5.85。经100目滤网过滤，得静电复印纸用表面施胶剂基料，固含量20.1wt％。

2、添加剂的制备：

在1000ml四口烧瓶中加入100g己二酸二酰肼，5g酸性硅溶胶(涿州市鑫誉化工厂，二氧化硅含量20wt％，pH＝2.5)和400克去离子水溶解，100rpm转速搅拌30分钟。经100目滤网过滤，得添加剂，固含量20.12wt％。

3、静电复印纸用表面施胶剂的制备：

将步骤1制备的静电复印纸用表面施胶剂基料200g和步骤2制备的添加剂1g、加入1000ml四口烧瓶中混合，搅拌10分钟。制得静电复印纸用表面施胶剂，固含量19.88wt％，pH＝5.95。

实施例3

1、静电复印纸用表面施胶剂基料的制备：

在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入35克分子量为80000g/mol的明胶，395.3克蒸馏水，升温至85℃溶解。降温至45℃。加入10克10wt％十四烷基聚氧乙烯(8)三甲基氯化铵水溶液，加热至60℃，加入5克20wt％过硫酸钠水溶液，滴加以下混合单体：苯乙烯100克，二烯丙基二甲基氯化铵5克，双丙酮丙烯酰胺3克，甲基丙烯酸甲酯30克，4小时加完。于60℃维持反应2小时，冷却至35℃，pH＝3.5。经100目滤网过滤，得静电复印纸用表面施胶剂基料，固含量30.2wt％。

2、添加剂的制备：

在1000ml四口烧瓶中加入100g己二酸二酰肼，15g酸性硅溶胶(涿州市鑫誉化工厂，二氧化硅含量20wt％，pH＝2.5)和179.3克去离子水溶解，100rpm转速搅拌30分钟。经100目滤网过滤，得添加剂，固含量34.83wt％。

3、静电复印纸用表面施胶剂的制备：

将步骤1制备的静电复印纸用表面施胶剂基料200g、步骤2制备的添加剂8g和1.2g去离子水加入1000ml四口烧瓶中混合，搅拌10分钟。制得静电复印纸用表面施胶剂，固含量30.20wt％，pH＝3.82。

实施例4

1、静电复印纸用表面施胶剂基料的制备：

在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入30克分子量为50000的明胶，495.6克去离子水，升温至85℃溶解。降温至35℃。加入6克25wt％十八烷基聚氧乙烯(5)三甲基氯化铵水溶液，加热至70℃，加入1.4克50wt％过硫酸铵水溶液，滴加以下混合单体：甲基苯乙烯100克，丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵3克，甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵3克、双丙酮丙烯酰胺2克，甲基丙烯酸乙酯25克，3小时加完。于70℃维持反应1小时，冷却至35℃，pH＝4.5。经100目滤网过滤，得静电复印纸用表面施胶剂基料，固含量25.2wt％。

2、添加剂的制备：

在1000ml四口烧瓶中加入100g己二酸二酰肼，20g酸性硅溶胶(北京中西远大科技有限公司，牌号YJT6-SW-30，二氧化硅含量30wt％，pH＝2.8)和304克去离子水溶解，100rpm转速搅拌30分钟。经100目滤网过滤，得添加剂，固含量25.18wt％。

3、静电复印纸用表面施胶剂的制备：

将步骤1制备的静电复印纸用表面施胶剂基料200g、步骤2制备的添加剂6g加入1000ml四口烧瓶中混合，搅拌10分钟。制得静电复印纸用表面施胶剂，固含量25.08wt％，pH＝4.2。

实施例5

1、静电复印纸用表面施胶剂基料的制备：

在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入40克分子量为20000的明胶，397.8克蒸馏水，升温至85℃溶解。降温至35℃。加入3.2克25wt％十六烷基聚氧乙烯(10)三甲基氯化铵水溶液，加热至80℃，加入3克50wt％过硫酸钾水溶液，滴加以下混合单体：苯乙烯100克，二烯丙基二甲基氯化铵4克，双丙酮丙烯酰胺4克，丙烯酸甲酯35克，2小时加完。于80℃维持反应1小时，冷却至35℃，pH＝4.1。经100目滤网过滤，得静电复印纸用表面施胶剂基料，固含量35.4wt％。

2、添加剂的制备：

在1000ml四口烧瓶中加入100g己二酸二酰肼，10g酸性硅溶胶(北京中西远大科技有限公司，牌号YJT6-SW-30，二氧化硅含量30wt％，pH＝2.8)和184.3克去离子水溶解，100rpm转速搅拌30分钟。经100目滤网过滤，得添加剂，固含量35.21wt％。

3、静电复印纸用表面施胶剂的制备：

将步骤1制备的静电复印纸用表面施胶剂基料200g和步骤2制备的添加剂5g加入1000ml四口烧瓶中混合，搅拌10分钟。制得静电复印纸用表面施胶剂，固含量34.98wt％，pH＝3.85。

实施例6

在静电复印纸上表面施胶：

对比例：按中国专利CN101148842A方法制备的施胶剂，固含量为20wt％

将实施例1～5配方制备的施胶剂，用去离子水稀释至20wt％

施胶液的配制：配制500克10wt％氧化淀粉水溶液，升温至90℃，糊化20分钟，降温至40℃，再加入对比例与实施例1～5配方制备的施胶剂(氧化淀粉(干)∶施胶剂(湿)＝35∶2)，再加水稀释至8wt％。

在静电复印纸上表面施胶：

使用对比例和实施例1～5配方配制的施胶液在70克静电复印原纸上用10#涂布棒进行涂布，涂布量为2g/m²，涂布后分别在110℃烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷却至室温进行测定。

将上述涂布纸采用IGT印刷适性仪(日本KRK)进行检测：

判定标准：表面强度越大表明施胶液应用效果越好，印刷适应性越好

实施例	表面强度m/s
		对比例	0.95
实施例1	1.23
		实施例2	1.13
实施例3	1.18
		实施例4	1.10
实施例5	1.12

从上述应用结果可以看出：使用本发明实施例1～5制备的施胶剂，与对比例相比，能明显提高纸张的表面强度和改善纸张印刷适应性。

Claims

1.静电复印纸用表面施胶剂，其特征在于，各组分及重量份数如下：

静电复印纸用表面施胶剂基料 100份

添加剂 0.5～5份

己二酸二酰肼100份，硅溶胶5～25份，水100～700份。

2.根据权利要求1所述的静电复印纸用表面施胶剂，其特征在于，所述的硅溶胶为酸性硅溶胶，二氧化硅重量含量20～35％，pH＝2～6。

3.根据权利要求1所述的静电复印纸用表面施胶剂，其特征在于，所述的静电复印纸用表面施胶剂基料，是采用如下的方法制备的：将阳离子单体、双丙酮丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯类单体和(甲基)苯乙烯在分散剂、乳化剂和引发剂存在下，进行自由基乳液聚合，40℃～95℃条件反应时间在2～8小时，即可获得静电复印纸用表面施胶剂基料。

4.根据权利要求3所述的静电复印纸用表面施胶剂，其特征在于，反应体系中，组分和重量份数如下：

分散剂 20～50份

乳化剂 0.5～2份

引发剂 0.3～2份

阳离子单体 3～8份

双丙酮丙烯酰胺 1～5份

(甲基)丙烯酸酯类单体 20～40份

(甲基)苯乙烯 100份

水 210～830份。

5.根据权利要求4所述的静电复印纸用表面施胶剂，其特征在于，所述的分散剂为明胶；

所述的阳离子单体选自丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵、甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种；

所述的(甲基)丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种；

6.根据权利要求1～5任一项所述的静电复印纸用表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将静电复印纸用表面施胶剂基料和添加剂混合，即可获得静电复印纸用表面施胶剂。

7.根据权利要求1～5任一项所述的静电复印纸用表面施胶剂的应用，用于静电复印原纸的表面处理。