CN108677605A - 一种表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面施胶剂及其制备方法，包括如下步骤：配制混合单体，配制引发剂水溶液，往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。

Description

一种表面施胶剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种表面施胶剂及其制备方法，具体地说是一种造纸用表面施胶剂的制备方法。
背景技术
表面施胶剂的主要品种有淀粉、瓜尔胶、明胶、纤维素及半纤维素、虫胶、甲壳素和海藻酸、松香胶等。随着石油化工和高分子合成工业的发展，丙烯酸酯聚合物系列的表面施胶剂在造纸中的应用越来越广泛。它包含丙烯酸酯类单体的均聚物和共聚物。用于生产丙烯酸酯聚合物的单体可以分为软单体、硬单体和功能单体三类。玻璃化温度较低的（甲基）丙烯酸烷基酯是常用的软单体，它具有柔软、流动性好、粘附力高和易于润湿粘附物表面等特点。但由于内聚性能不理想，单独使用时制备的聚合物太软会影响实际应用性能。因此，人们普遍采用玻璃化温度较高的硬单体与软单体共聚来调节聚合物的玻璃化温度，提高使用温度，改善疏水性、粘接强度和透明性。功能单体的分子中含有羧基、环氧基、羟基、胺基、酰胺基等官能团，可以调节聚合产物的极性，并且可以形成交联型聚合物，实现聚合物的功能化。由于丙烯酸酯聚合物具有优异的耐候性、成膜性和粘结性，分子结构可以根据需要进行调整，并且可以添加多种功能单体使得聚合物具备特殊的功能，能够显著改善纸张的性能，成为国内外学者的一个研究热点。有人合成了含有环氧和季铵基团的阳离子交联聚合物表面施胶剂，研究了单体种类和用量、引发剂类型等因素对表面施胶效果的影响。研宄发现表面施胶液的成膜可以显著提高纸张性能。偶氮二异丁腈是适用于制备高效表面施胶剂的引发剂。
付小龙等以芬顿试剂为引发剂，采用无皂乳液聚合的方法在阳离子淀粉分子上接枝苯丙共聚单体，合成出了一种无皂苯丙乳液表面施胶剂。合成的乳液粒径分布较窄，成膜性较好。当表面施胶剂用量为0.4％时，纸张的环压指数和施胶度显著提高。还有人以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和乙烯基三异丙氧基硅烷为原料，通过半连续乳液聚合方法制备了阳离子型有机硅丙烯酸酯乳液表面施胶剂。该乳液具有优异的稳定性，能够显著改善瓦楞纸的疏水性和机械性能。与纯阴离子木薯淀粉施胶体系相比，采用0.4％的阳离子型有机硅丙烯酸酯乳液和99.6％的阴离子木薯淀粉组成的施胶体系处理纸张，可以使得其Cobb值下降40％，环压指数增加20％。张光华等采用相容性好的乙烯基类单体溶解回收废聚苯乙烯泡沫材料，制备了性能优异的无溶剂型表面施胶剂，这种表面施胶剂可以使纸张的表面施胶度提高17倍，环压强度提高21％，挺度提高33％。
在乳液聚合体系中使用反应型乳化剂部分或全部代替常规乳化剂的方法是近年来发展起来的一种新型乳液聚合方法。这种方法避免了乳化剂的残留，降低了整个体系的起泡性，便于制备纯净的聚合物，提高了涂膜的粘结性、疏水性和表面光泽性。近年来国内外学者十分重视马来酸酐型反应型乳化剂的开发。该类型的乳化剂既具有高效的乳化能力，又可以与单体共聚，乳液粒子粒径分布窄，可以制备高固含量的乳液，而且聚合物的应用性能也得到了明显改善。
中国专利CN201621022116.6公开了一种表面施胶剂的制备***，所述的制备***包括依次连通的淀粉浆制备槽、淀粉浆储存槽、反应槽、喷射蒸煮器和淀粉糊储存槽，所述的淀粉浆制备槽与所述的淀粉浆储存槽之间设置有第一过滤装置，所述的反应槽与所述的喷射蒸煮器之间设置有第二过滤装置，所述的第二过滤装置包括并联的第一过滤器和第二过滤器，所述的第一过滤器和第二过滤器中有一个为备用过滤器本发明所述的一种表面施胶剂的制备***，增加了第二过滤装置，对胶液进行充分过滤。所述的第二过滤装置包括两个过滤器并联设置，一用一备，运行一段时间后，过滤器压力增大，可以实现过滤器自动切换，自动清洗，提高胶液的洁净度，保证***的稳定。
中国专利CN201610745869.8公开了种表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将甲基苯乙烯、丙烯酸酯类单体、阳离子单体及引发剂混合均匀形成混合单体；步骤二，在四口烧瓶中加入10%步骤一中获得的混合单体，升温至80-140℃，反应5-20分钟后滴加剩余的混合单体，然后80-140℃保温0.5-1.5小时；步骤三，加入醋酸，80-140℃反应20-60分钟；步骤四，加入80-100℃预热的去离子水，继续反应0.5-2小时，冷却至25-35℃后，加入锆盐，搅拌均匀，过滤，得到表面施胶剂。本发明的表面施胶剂不但可大幅降低Cobb值、能快速熟化，基本下机就熟，而且能够在施胶剂用量不变的情况下大幅度提原纸的表面强度。
中国专利CN201610747554.7公开了一种瓦楞纸用表面施胶剂的制备方法及其产品与应用。其中，所述瓦楞纸用表面施胶剂由瓦楞纸用表面施胶剂基料、阳离子添加剂混合均匀制得；瓦楞纸用表面施胶剂基料的制备步骤包括：将阳离子单体、锆盐、（甲基）丙烯酸酯类单体、（甲基）苯乙烯、引发剂、醋酸和水加入至反应容器中，进行自由基聚合反应，生成瓦楞纸用表面施胶剂基料；阳离子添加剂的制备步骤包括：将烷基烯酮二聚体加入至阳离子乳化剂的水溶液中，充分搅拌，进行乳化分散，获得阳离子添加剂。依据本发明所提供的方法制得的表面施胶剂不但可大幅降低Cobb值，且能快速熟化，基本下机就熟，而且能够在施胶剂用量不变的情况下大幅度提高瓦楞纸的环压强度。
中国专利CN201610747606.0公开了一种瓦楞纸用表面施胶剂的制备方法及其产品与应用。其中，所述瓦楞纸用表面施胶剂由瓦楞纸用表面施胶剂基料、阳离子添加剂混合均匀制得；瓦楞纸用表面施胶剂基料的制备步骤包括：将阳离子单体、交联单体、（甲基）丙烯酸酯类单体、（甲基）苯乙烯、引发剂、醋酸和水加入至反应容器中，进行自由基聚合反应，生成瓦楞纸用表面施胶剂基料；阳离子添加剂的制备步骤包括：将烷基烯酮二聚体加入至阳离子乳化剂的水溶液中，充分搅拌，进行乳化分散，获得阳离子添加剂。依据本发明所提供的方法制得的表面施胶剂不但能够快速熟化，大幅度提高瓦楞纸的环压强度，大幅降低Cobb值，而且具有很强的抗返潮性能。
发明内容
本发明的一种表面施胶剂及其制备方法，包括如下步骤：配制混合单体：将丙烯酸丁酯30～35重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10～15重量份、苯乙烯55～60重量份、丙烯腈8～12重量份进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1～2重量份、去离子水50重量份进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
具体实施方式
实施例1
配制混合单体：将丙烯酸丁酯35 kg、甲基丙烯酸缩水甘油酯10 kg、苯乙烯60 kg、丙烯腈12 kg进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水2 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入50 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 10 kg、双氧水3 kg，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1.5 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
实施例2
配制混合单体：将丙烯酸丁酯30 kg、甲基丙烯酸缩水甘油酯15 kg、苯乙烯55 kg、丙烯腈8 kg进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入45 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8 kg、双氧水2 kg，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
实施例3
配制混合单体：将丙烯酸丁酯35 kg、甲基丙烯酸缩水甘油酯15 kg、苯乙烯55 kg、丙烯腈12 kg进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入50 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8 kg、双氧水3 kg，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
实施例4
配制混合单体：将丙烯酸丁酯33 kg、甲基丙烯酸缩水甘油酯13 kg、苯乙烯58 kg、丙烯腈10 kg进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1.5kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入48 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 9 kg、双氧水2.5 kg，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1.2 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在3小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
实施例5
配制混合单体：将丙烯酸丁酯34 kg、甲基丙烯酸缩水甘油酯12 kg、苯乙烯56 kg、丙烯腈11 kg进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1.8 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入47 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8.8 kg、双氧水2.8 kg，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1.3 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在3.5小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。

Claims (1)

1.一种表面施胶剂及其制备方法，包括如下步骤：配制混合单体：将丙烯酸丁酯30～35重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10～15重量份、苯乙烯55～60重量份、丙烯腈8～12重量份进行混合制成混合单体；
配制引发剂水溶液：双氧水1～2重量份、去离子水50重量份进行混合制成引发剂水溶液；
往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入乳化剂十二烷基聚氧化乙烯硫酸钠1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到表面施胶剂。
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