专利名称：一种纳米乳液型表面施胶剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面施胶剂的技术领域，具体地说是一种纳米乳液型表面施胶剂。
背景技术：
目前检索到的文件中，公开号CN1323318A描述了一种在稳定剂存在下制备阳离子苯乙烯-丙烯酸酯乳液的方法。该方法使用氧化蜡质玉米淀粉为分散剂，将包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的混合单体进行聚合，得到一种阳离子乳液表面施胶剂。该方法由于过多地使用亲水单体和分散剂，因而纸张表面吸水值很难得到良好改善。
CN1402805A描述了一种在虫胶金属盐存在下制备苯乙烯-丙烯酸酯乳液表面施胶剂的方法。该方法在虫胶金属盐存在下将亲水单体和疏水单体进行聚合或在乳化剂存在下将上述单体进行乳液聚合再混合虫胶金属盐溶液，最后再混合苯乙烯-(甲基)丙烯酸型分散剂溶液即得。该方法制得的表面施胶剂粒径通常在100nm左右，很难保证被施胶纸张正反两面的表面强度同时得到大幅度提高。
CN1446233A则描述了一种在淀粉或淀粉衍生物的水溶液中进行乳液聚合制备乳液表面施胶剂的方法。该方法制得的表面施胶剂粒径通常也在100nm左右，亦很难保证被施胶纸张正反两面的表面强度同时得到大幅度提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的纳米乳液型表面施胶剂，它可克服现有技术中施胶后纸张强度、平滑度和挺度的一些不足。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐、0.1-10％的C5--C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合后，最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和。
一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐、0.1-10％的C5---C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合而成。
一种纳米乳液型表面施胶剂的制作方法，其特征在于所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐和0.1-10％的C5---C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温；c、最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和，过滤出料。
一种纳米乳液型表面施胶剂的制作方法，其特征在于所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐和0.1-10％的C5---C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温，过滤出料。
使用时本发明的一种纳米乳液型表面施胶剂，为半透明状的聚合物乳液，其分散体粒径在30-80纳米之间。该表面施胶剂与淀粉一起对纸张进行表面施胶，可大幅度提高纸张的强度、显著改善Cobb值，有效改善平滑度、挺度及纸张的印刷适应性；并且具有超低起泡性、与其他化学品良好的相容性。
具体实施例方式下面结合附图
和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明与现有技术的区别在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐、0.1-10％的C5--C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合后，最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和；所述聚羧酸盐分散剂，是由10-40份去离子水、1-20份异丙醇、5-25份马来酸酐和1-15份丙烯酸混合后，在氮气环境中加温至60-100℃，最后加入2-10份20％的过硫酸钠溶液制得；添加剂可以是下列物质的一种或几种和10-20％的水混合而成烷基苯酚醚硫酸钠、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、苯乙烯、二乙烯苯；聚羧酸盐分散剂的重均分子量为500-3500。
所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐、0.1-10％的C5--C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合而成；其中聚季铵盐分散剂，是由10-40份去离子水、1-20份异丙醇、10-40份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、5-20份丙烯酰胺，在氮气环境中加热至60-100℃，再加入2-10份1％的硫酸亚铁溶液和1-10份20％双氧水溶液制得；添加剂可以是下列物质的一种或几种和10-20％的水混合而成偶氮二异丁脒、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、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、苯乙烯、二乙烯苯；聚季铵盐分散剂的重均分子量为800-4000。
所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐和0.1-10％的C5--C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温；c、最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和，过滤出料。
所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法也可如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐和0.1-10％的C5--C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温，过滤出料。
实施例1在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入13.8份(所有组分共计100份，1份相当于7.24克，下同)去离子水、2.9份异丙醇，并在氮气氛围下升温至82℃，然后同时滴加4.83份20％的过硫酸钠溶液和由下述组分所构成的溶液混合物22.8份水，11.6份马来酸酐，7.73份丙烯酸。加料时间为4小时，加料完毕保温1小时。然后在95℃下蒸出全部异丙醇。冷却至室温，取样测定分子量。用39.23份35％氢氧化钠中和，过滤出料。得到29.88％含固量的聚羧酸盐分散剂，凝胶色谱(GPC)测得重均分子量为1520。
在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入33.48份(所有组分共计100份，1份相当于7.85克，下同)去离子水，加入12.38份上述制备的聚羧酸盐分散剂溶液、0.69份2-羟丙基烯丙基磺酸钠及0.69份异戊醇，并在氮气氛围下升温至85℃。然后同时滴加7.13份2.2％的过硫酸铵溶液和由下述组分所构成的乳液型添加剂19.48份水，0.18份十二烷基苯酚醚硫酸钠，8.40份丙烯酸丁酯，4.77份甲基丙烯酸甲酯，11.52份苯乙烯，0.76份丙烯酸。加料时间为3小时；加料全部结束后，85℃下保温30分钟。冷却至室温，用1.21份35％氢氧化钠中和，过滤出料。得到29.81％含固量、平均粒径为52纳米、pH＝6.2的乳液(使用Malvon粒径仪测得)。
实施例2在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入26份(所有组分共计100份，1份相当于6.7克，下同)去离子水、4.48份异丙醇，并在氮气氛围下升温至82℃，然后同时滴加7.46份1％的FeSO4溶液和3份20％H2O2溶液和由下述组分所构成的溶液混合物32.24份水，19.40份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)，11.94份丙烯酰胺。加料时间为4小时，加料完毕保温1小时。然后在95℃下蒸出全部异丙醇。冷却至室温过滤出料。得到30.16％含固量的聚季铵盐分散剂，凝胶色谱(GPC)测得重均分子量为1860。
在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入36.8份(所有组分共计100份，1份相当于7.72克，下同)去离子水，加入11.68份上述制备的聚季铵盐分散剂溶液、0.47份烯丙基三甲基氯化铵及0.79份异戊醇，并在氮气氛围下升温至85℃。然后同时滴加8.55份2.0％的偶氮二异丁脒和由下述组分所构成的乳液型添加剂16.40份水，0.18份的十六烷基三甲基溴化铵，8.55份丙烯酸丁酯，4.86份甲基丙烯酸甲酯，11.73份苯乙烯，0.78份丙烯酰胺。加料时间为3小时；加料全部结束后，85℃下保温30分钟。冷却至室温，过滤出料。得到29.72％含固量、平均粒径为44纳米的乳液(使用Malvon粒径仪测得)。
实施例3在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入13.8份(所有组分共计100份，1份相当于7.24克，下同)去离子水、2.9份异丙醇，并在氮气氛围下升温至82℃，然后同时滴加4.83份20％的过硫酸钠溶液和由下述组分所构成的溶液混合物22.8份水，11.6份马来酸酐，7.73份丙烯酸。加料时间为4小时，加料完毕保温1小时。然后在95℃下蒸出全部异丙醇。冷却至室温，取样测定分子量。用39.23份35％氢氧化钠中和，过滤出料。得到29.88％含固量的聚羧酸盐分散剂，凝胶色谱(GPC)测得重均分子量为1520。
在一只1000毫升的四颈圆底烧瓶中，加入34.63份(所有组分共计100份，1份相当于7.59克，下同)去离子水，加入11.35份上述制备的聚羧酸盐分散剂溶液、0.5份烯丙基磷酸钠及0.88份异戊醇，并在氮气氛围下升温至85℃。然后同时滴加6.85份2.2％的过硫酸铵溶液和由下述组分所构成的乳液型添加剂20.15份水，0.18份的十二烷基苯酚醚硫酸钠，8.69份丙烯酸丁酯，4.94份甲基丙烯酸甲酯，11.92份苯乙烯，0.79份丙烯酸。加料时间为3小时；加料全部结束后，85℃下保温30分钟。冷却至室温，用1.21份35％氢氧化钠中和，过滤出料。得到33.23％含固量、平均粒径为49纳米、pH＝6.0的乳液(使用Malvon粒径仪测得)。
将上述实施例1-3所得到的乳液与市售乳液表面施胶剂(对比A)进行应用对比，结果如下1、表面施胶液的配制，按照以下的配比配置胶液淀粉100份食盐2份乳液表面施胶剂淀粉量的2％(绝干表面施胶剂对绝干淀粉)2、采用未施胶的静电复印纸作为原纸，分别使用上面配成的胶料，在自制的简易施胶机上以相同的施胶量(单面1g)进行施胶。施胶完的纸样以相同的温度和时间进行干燥后，检测纸张的表面强度，cobb值。
3、胶料的物理指标表1
4、成纸的物理指标单面表面施胶量为1g/m2表2
5、成纸的印刷适应性表3施胶纸样印刷适性
从以上对比数据可知，使用本发明所制备的实施例1-3与淀粉一起对纸张进行表面施胶，可大幅度提高纸张的强度、显著改善Cobb值，有效改善平滑度、挺度及纸张的印刷适应性。
权利要求
1.一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐、0.1-10％的C5---C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合后，最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和。
2.根据权利要求1所述的一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述聚羧酸盐分散剂，是由10-40份去离子水、1-20份异丙醇、5-25份马来酸酐和1-15份丙烯酸混合后，最后加入2-10份20％的过硫酸钠溶液制得。
3.根据权利要求1所述的一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于添加剂可以是下列物质的一种或几种和10-20％的水混合而成烷基苯酚醚硫酸钠、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、苯乙烯、二乙烯苯。
4.一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐、0.1-10％的C5---C8的醇、15-60％的添加剂和20-40％的去离子水混合而成。
5.根据权利要求5所述的一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于聚季铵盐分散剂，是由10-40份去离子水、1-20份异丙醇、10-40份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、5-20份丙烯酰胺混合，再加入2-10份1％的硫酸亚铁溶液和1-10份20％双氧水溶液制得。
6.根据权利要求5所述的一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于添加剂可以是下列物质的一种或几种和10-20％的水混合而成偶氮二异丁脒、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、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、苯乙烯、二乙烯苯。
7.一种纳米乳液型表面施胶剂的制作方法，其特征在于所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚羧酸盐分散剂、0.5-50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐和0.1-10％的C5---C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温；c、最后加入0.5-1.5％的氢氧化钠进行中和，过滤出料。
8.一种纳米乳液型表面施胶剂的制作方法，其特征在于所述的纳米乳液型表面施胶剂的制作方法如下a、将重量百分比为20-40％的去离子水、5-20％的聚季铵盐分散剂、0.5-50％的烯丙基季铵盐和0.1-10％的C5---C8的醇混合后在氮气环境下升温至80-90℃；b、加入15-60％的添加剂，在70-85℃下保温15-30分钟，冷却至室温，过滤出料。
全文摘要
本发明涉及一种纳米乳液型表面施胶剂，其特征在于所述的纳米乳液型表面添加剂是由重量百分比为5－20％的聚羧酸盐分散剂、0.5－50％的烯丙基磺酸盐或烯丙基磷酸盐、0.1－10％的C
文档编号D21H17/21GK1749480SQ20041006
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月13日 优先权日2004年9月13日
发明者施晓旦, 王养臣, 田久旺 申请人:上海东升新材料有限公司, 兖州高旭化工有限公司