CN104558439B - 一种美纹纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种美纹纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法。本发明的美纹纸用羧基丁苯胶乳，它是由下述重量份的原料组成的：单体90‑100份、阴离子乳化剂0.3‑3份、非离子乳化剂0.1‑1.5份、引发剂2‑10、链转移剂0.1‑1份、乙烯基不饱和交联单体1‑2份、乙二胺四乙酸钠0.4‑2份、PH值调节剂0.5‑5份。本发明采用采用低温聚合工艺，通过后期交联，使得丁苯胶乳形成网状结构，增大了分子内聚力，降低了黏性，满足了客户使用要求。

Description

一种美纹纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种美纹纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法。

背景技术

今天的美纹纸市场上，仍然大部分需要从美国、加拿大、意大利、日本进口，特别是中高温美纹纸还是完全依赖进口。究其原因有二：一是本身纸张抄造和加工技术上的难题，表现在抄造工艺、助剂、起皱、浸渍、后加工等方面，包括一些抄纸湿部助剂、浸渍剂、防粘隔离剂等产品全靠进口，这引起我们造纸工作者的注意；二是因为生产美纹纸胶带的关键欠缺，美纹纸胶粘带一直依赖进口，近年来才开始自己涂布生产美纹纸胶粘带，但仅仅局限于普通级别，每年仍需要进口大量的特殊品种，耐高温美纹纸胶粘带的研制在国内才刚刚开始。正是由于美纹纸胶带的自主产量不大，作为原材料的美纹纸的市场需求也不是很旺盛，但随着国内产量的不断增大，产品用途的不断丰富，美纹纸的需求量也将越来越大。

羧基丁苯胶乳从60年代开始已被用于纸的涂布。

羧基丁苯胶乳，是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂，通过乳液聚合生成的共聚物，是一种带有蓝紫色光泽的乳白色水分散体，结合苯乙烯比例较高，具有较高的粘结力和结膜强度，机械及化学稳定性好，流动性、贮存稳定性均佳，填充量大等优点。残留苯类单体甚微，属环保型产品；产品用途：造纸涂布：羧基丁苯胶用于纸张和纸板涂布行业所需的全系列胶乳，适用于装饰原纸、耐磨纸、中高档铜板纸、白板纸、卡纸、箱板纸等面、底涂布与粘合。羧基丁苯胶在提高生产效率、降低成本的同时，能够提高纸张和纸板的性能和质量。具体性能表现在：

胶乳纸制造阶段：涂料操作容易；易与其他涂料混合配伍，化学稳定性优异；可使用高速搅拌器，机械稳定性优异；可在高温下添加，热稳定性优异；在使用中不会产生变化。

涂布美观：没有明显涂料斑点、无条纹、不飞溅、不增加胶质。生产效率高：可在高速下涂布、不污染背辊、不污染压光辊。涂料粘合力强。涂布纸美观大方：具有白度高、原纸光泽、印刷光泽度好、平滑性好等特性。

印刷阶段：印刷适应性优异：涂布层不脱落、表面强度高，印刷效率高、可提高印刷速度，不产生烫泡，可立即重合。油墨吸收性、固着性优异，透气性、抗泡性提高的同时可以达到良好的平衡。上油墨性能优异、没有斑点，印刷品外表美观；

今天，由于其优良的性能和经济性，羧基丁苯胶乳被纸业广泛地采用。其特点是：高固含量而低粘度，易于上机运行；粘结性强，赋予纸张高的抗张强度；软而不黏，赋予纸张高的弹性；还可以提高纸张的光泽度和表面强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种美纹纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种美纹纸用羧基丁苯胶乳，它是由下述重量份的原料组成的：

单体90-100份、阴离子乳化剂0.3-3份、非离子乳化剂0.1-1.5份、引发剂2-10、链转移剂0.1-1份、乙烯基不饱和交联单体1-2份、乙二胺四乙酸钠0.4-2份、PH值调节剂0.5-5份。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃45-60份、芳香族乙烯基化合物25-40份、乙烯基不饱和羧酸2.0-6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2-4份、功能性苯乙烯单体0.6-1份。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯、二甲基苯乙烯的一种或两种的混合物；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐及其复合物中的一种或几种；所述的乙烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯80-90、马来松香5-10、氨丙基三乙氧基硅烷0.6-1份、双乙酸钠2-3份、羟基乙酸0.1-0.2份、60％的乙醇10-20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到4-7倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为70-75℃，静置反应40-50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至55-60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，400-600转/分搅拌分散20-30分钟，即得；

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸盐、烷基酚琥珀酸盐、烷基酚磺酸盐中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的链转移剂为脂肪族硫醇、十二烷基硫醇中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳中，所述的乙烯基不饱和交联单体为(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯、甲基丙烯酸(烯丙酯)缩水甘油酯中的一种或几种。

上述的美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、5-10％的单体，抽真空，将温度升到60-70℃，加入引发剂，反应1-2小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为6-20分钟，聚合温度提高到80-90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

本发明的优点是：

本发明采用采用低温聚合工艺，通过后期交联，使得丁苯胶乳形成网状结构，增大了分子内聚力，降低了黏性，满足了客户使用要求。

本发明工艺以丁二烯-苯乙烯为基础原料，其中引入特种单体，并加以低温聚合而成。是目前国内丁苯胶乳生产厂家少有的低温聚合工艺制的。在聚合过程中还引入带有羧基的乙烯基不饱和单体，BRS大分子链上接枝羧基-COOH，这样提高了胶乳的机械稳定性和上机运行稳定性。减少了美纹纸生产过程中黏辊问题，为客户节省了辊的清理时间，提高了生产效率。

配方体系里引入带有胺基-NH2，使其能在高温烘烤下胶水与纸张纤维结构组成的羟基-OH发生交联反应，从而增加了美纹纸的拉伸强度和增强作用。

本发明的单体中加入了少量的功能性苯乙烯单体，加入的双乙酸钠、羟基乙酸可以改善成品胶的防腐抗菌性，将苯乙烯、马来松香共混改性，可以提高单体的粘结强度，改善成品的稳定性，最后经过硅烷化处理，更进一步提高了成品乳胶的附着力和稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

单体100份、阴离子乳化剂0.3份、非离子乳化剂1.5份、引发剂10、链转移剂0.1份、乙烯基不饱和交联单体1份、乙二胺四乙酸钠0.4份、PH值调节剂0.5份。

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃60份、芳香族乙烯基化合物25份、乙烯基不饱和羧酸6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2份、功能性苯乙烯单体0.6份。

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯、二甲基苯乙烯的混合物；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸；所述的乙烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺。

所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯90份、马来松香10份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、双乙酸钠3份、羟基乙酸0.2份、60％的乙醇10份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到4倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为75℃，静置反应50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，600转/分搅拌分散20分钟，即得；

所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸盐。

所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的混合物。

所述的链转移剂为十二烷基硫醇。

所述的乙烯基不饱和交联单体为丙烯酸异冰片酯。

所述美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、10％的单体，抽真空，将温度升到70℃，加入引发剂，反应2小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为20分钟，聚合温度提高到90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

实施例2

单体90份、阴离子乳化剂0.3份、非离子乳化剂1.5份、引发剂10、链转移剂0.1份、乙烯基不饱和交联单体2份、乙二胺四乙酸钠0.4份、PH值调节剂0.5份。

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃60份、芳香族乙烯基化合物40份、乙烯基不饱和羧酸6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2份、功能性苯乙烯单体0.6-1份。

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯、；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸；所述的乙烯基不饱和酰胺为N-羟甲基丙烯酰胺。

所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯90份、马来松香5份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、双乙酸钠2份、羟基乙酸0.2份、60％的乙醇20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到7倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为75℃，静置反应50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，400转/分搅拌分散30分钟，即得。

所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸钠。

所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠的混合物。

所述的链转移剂为脂肪族硫醇、十二烷基硫醇中的一种或几种。

所述的乙烯基不饱和交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

所述美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、10％的单体，抽真空，将温度升到70℃，加入引发剂，反应1小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为20分钟，聚合温度提高到90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

实施例3

单体100份、阴离子乳化剂0.3份、非离子乳化剂1.5份、引发剂10、链转移剂0.1份、乙烯基不饱和交联单体1份、乙二胺四乙酸钠0.4份、PH值调节剂0.5份。

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃60份、芳香族乙烯基化合物25份、乙烯基不饱和羧酸6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2份、功能性苯乙烯单体0.6份。

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸；所述的乙烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺。

所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯90份、马来松香5份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、双乙酸钠3份、羟基乙酸0.2份、60％的乙醇20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到4倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为75℃，静置反应50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，600转/分搅拌分散30分钟，即得。

所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸钾。

所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的引发剂为过硫酸钠。

所述的链转移剂为脂肪族硫醇。

所述的乙烯基不饱和交联单体为(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯的混合物。

所述美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、10％的单体，抽真空，将温度升到70℃，加入引发剂，反应1小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为10分钟，聚合温度提高到90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

实施例4

单体100份、阴离子乳化剂0.3份、非离子乳化剂1.5份、引发剂10、链转移剂0.1份、乙烯基不饱和交联单体1份、乙二胺四乙酸钠0.4份、PH值调节剂0.5份。

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃60份、芳香族乙烯基化合物40份、乙烯基不饱和羧酸6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2份、功能性苯乙烯单体0.6份。

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为二甲基苯乙烯；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸；所述的乙烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺。

所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯90份、马来松香10份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、双乙酸钠3份、羟基乙酸0.1份、60％的乙醇20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到7倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为75℃，静置反应50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，600转/分搅拌分散30分钟，即得。

所述的阴离子乳化剂为烷基酚磺酸钠。

所述的非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述的引发剂为过硫酸铵。

所述的链转移剂为十二烷基硫醇。

所述的乙烯基不饱和交联单体为(甲基)丙烯酸甲基丙烯酸。

所述美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、10％的单体，抽真空，将温度升到70℃，加入引发剂，反应1-小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为10分钟，聚合温度提高到90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

实施例5

单体100份、阴离子乳化剂0.3份、非离子乳化剂0.5份、引发剂10、链转移剂0.1份、乙烯基不饱和交联单体2份、乙二胺四乙酸钠0.4份、PH值调节剂0.5份。

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃60份、芳香族乙烯基化合物25份、乙烯基不饱和羧酸6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2份、功能性苯乙烯单体0.6份。

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯、二甲基苯乙烯按照重量比为1:1组成的混合物；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸；所述的乙烯基不饱和酰胺为甲基丙烯酰胺。

所述的功能性苯乙烯单体是由下述重量份的原料组成的：苯乙烯90份、马来松香10份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、双乙酸钠2-3份、羟基乙酸0.2份、60％的乙醇20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到4倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为75℃，静置反应40分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，600转/分搅拌分散30分钟，即得。

所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸钠。

所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的引发剂为过硫酸钠

所述的链转移剂为脂肪族硫醇。

所述的乙烯基不饱和交联单体为(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯的混合物。

所述美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、5-10％的单体，抽真空，将温度升到70℃，加入引发剂，反应2小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为20分钟，聚合温度提高到80℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。

性能测试：

1级为好；3级为差。

Claims (2)

1.一种美纹纸用羧基丁苯胶乳，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：单体90-100份、阴离子乳化剂0.3-3份、非离子乳化剂0.1-1.5份、引发剂2-10份、链转移剂0.1-1份、乙烯基不饱和交联单体1-2份、乙二胺四乙酸钠0.4-2份、PH值调节剂0.5-5份；

所述的单体成分及配比如下：脂肪族共轭二烯烃45-60份、芳香族乙烯基化合物25-40份、乙烯基不饱和羧酸2.0-6.0份、乙烯基不饱和酰胺1.2-4份、功能性苯乙烯单体0.6-1份；

所述的脂肪族共轭二烯烃为丁二烯；所述的芳香族乙烯基化合物为苯乙烯、二甲基苯乙烯的一种或两种的混合物；所述的乙烯基不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸酐中的一种或几种；所述的乙烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种；

所述的功能性苯乙烯单体包括下述重量份的原料：苯乙烯80-90份、马来松香5-10份、氨丙基三乙氧基硅烷0.6-1份、双乙酸钠2-3份、羟基乙酸0.1-0.2份、60％的乙醇10-20份；制备方法包括以下步骤：将双乙酸钠、羟基乙酸混合，加入到4-7倍去离子水中，搅拌均匀，得液a；将苯乙烯与马来松香混合，加入到60％的乙醇中，加入二乙烯基苯，升高温度为70-75℃，静置反应40-50分钟，得混液b；将混液a与混液b混合加入到反应釜中，缓慢升高温度至55-60℃，滴加氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后，400-600转/分搅拌分散20-30分钟，即得；

所述的阴离子乳化剂为烷基酚硫酸盐、烷基酚琥珀酸盐、烷基酚磺酸盐中的一种或几种；

所述的非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种；

所述的链转移剂为脂肪族硫醇中的一种或几种；

所述的乙烯基不饱和交联单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。

2.一种如权利要求1所述的美纹纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

在聚合釜中加入软水、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、乙二胺四乙酸钠、链转移剂、5-10％的单体，抽真空，将温度升到60-70℃，加入引发剂，反应1-2小时，再分三次加入剩余的单体，每次加入时间间隔为6-20分钟，聚合温度提高到80-90℃，加入乙烯基不饱和交联单体，保温2小时；在-0.8MPa真空度和90℃的环境下物理脱气6小时，即得所述羧基丁苯胶乳。