纸张表面施胶剂及其制备方法

文档序号:2464965阅读:421来源:国知局

专利名称::纸张表面施胶剂及其制备方法
技术领域
:本发明涉及一种纸张表面处理剂,具体涉及一种纸张表面施胶剂及其制备方法。技术背景纸张,特别是瓦楞纸、板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,导致的纸张质量不稳定、档次很难提高,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)提高环压强度;b)大幅降低Cobb值(吸水值);C)熟化速度快,要求下机就熟。但是现在的表面施胶剂存在着返潮现象,即纸张在存放一段时间后,其Cobb值会有明显的降低,这个现象在低温和潮湿的环境下尤其明显。中国专利CN1944792公开了一种施胶剂,虽然能达到提高环压强度,且熟化速度较快的效果;但是它的返潮现象仍然明显。
发明内容本发明的目的是提出一种纸张表面施胶剂及其制备方法,以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明的纸张表面处理用施胶剂的制备方法,包括以下步骤将阳离子单体、交联单体、(甲基)丙烯酸酯类单体与(甲基)苯乙烯加入由分散剂、乳化剂和引发剂组成的混合乳液中,进行自由基乳液聚合,反应温度为40'C95'C,反应时间为28小时,获得纸张表面施胶剂,产物的pH=26,重量固含量20%40%,平均粒径20nm80nm,阳离子度0.020.2;反应体系中,组分和重量百分比含量包括分散剂0.4%8%乳化剂0.04%2%引发剂0.02%2%阳离子单体2%12%200710042968.0说明书第2/5页交联单体0.4%8%(甲基)丙烯酸酯类单体0.4%12%(甲基)苯乙烯4%28%水60%80%所说的分散剂为明胶;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<:12~18烷基聚氧乙烯(n)三甲基氯化铵(n=520)中的至少一种;所说的引发剂选自过硫酸盐;优选重均分子量为10000100000的明胶;所说的阳离子单体选自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵、丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种以上;所说的交联单体选自丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N-丁氧甲基丙烯酸、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯、二甲基间异丙烯基苯基异氰酸酯、甲基丙烯酸丙基一甲基一二乙氧基硅氧烷中的的一种以上;所说的(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、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯中的一种以上;所说的过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵的至少一种;本发明纸张表面处理用施胶剂的制备方法中,众所周知的是加入聚乙烯醇能明显提高的体系的稳定性,但是本发明人发现在该体系中效果并不明显,而引入明胶效果相当明显;从机理上讲,阳离子度越大所制得的水分散体与纤维的结合力越强,但是本发明人发现阳离子度超过0.2时与纤维的结合力反而降低,因此阳离子度须控制在0.020.2的范围内;引入的阳离子与非离子复合的乳化剂比通常乳液聚合用乳化剂用量少,能明显降低Cobb值。对于该水分散体平均粒径,本发明人发现在20nm80nm熟化速度最快,超过此范围熟化速度则会变慢。发明人意外的发现,加入交联单体不但能起到加快熟化速度的作用,而且可以有效达到防止返潮的作用。这可能是因为加入交联单体后能形成连续致密的膜层,大大降低其吸水性。本发明的纸张表面施胶剂,能够用于瓦楞纸、板纸或白卡纸的表面处理。本发明的纸张表面处理用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纸张进行表面施胶,不但可大幅度提高纸张的环压强度、显著改善Cobb值,明显加快熟化速度,基本下机就熟,而且不存在返潮现象,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,简化施胶工艺、提高施胶剂的留着率,降低成本、提高产品质量。具体实施方式实施例1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52克分子量为10000的明胶,257.4克蒸馏水,升温至85'C溶解。降温至45'C。加入52克25%十四垸基聚氧乙烯(15)三甲基氯化铵,加热至95°C,加入13克20%过硫酸铵,滴加以下混合单体苯乙烯52克,丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵78克,N-丁氧甲基丙烯酸52克,丙烯酸正丁酯10.4克,l小时加完。于95'C维持反应l小时,冷却至35'C,pH=2.0。经100目滤网过滤,得纸张表面处理用施胶剂,固含量39.8%,平均粒径21nm(使用Malven粒径仪测得),阳离子度0.2(采用GB12309-90方法测定)。实施例2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2.6克分子量为100000的明胶,495.4克蒸馏水,升温至85。C溶解。降温至45°C。加入13克10%十二垸基聚氧乙烯(20)三甲基氯化铵,加入13克50%过硫酸钾,滴加以下混合单体甲基苯乙烯91克,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵13克,二乙烯基苯2.6克,甲基丙烯酸异辛酯13克,6小时加完。于40'C维持反应2小时,冷却至25",pH=5.0。经100目滤网过滤,得纸张表面处理用施胶剂,固含量20.2%,平均粒径49nm(使用Malven粒径仪测得),阳离子度0.02(采用GB12309-90方法测定)。实施例3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9.4克分子量为80000的明胶,455.7克蒸馏水,升温至85'C溶解。降温至45'C。加入4克10%十四烷基聚氧乙烯(8)三甲基氯化铵,加热至60。C,加入1克20%过硫酸钠,滴加以下混合单体苯乙烯60克,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲垸季铵15克,二烯丙基二甲基氯化铵25克,丙烯酸氨基乙酯30克,甲基丙烯酸甲酯60克,4小时加完。于60'C维持反应2小时,冷却至35'C,pH=3.5。经100目滤网过滤,得纸张表面处理用施胶剂,固含量30.3%,平均粒径79nm(使用Malven粒径仪测得),阳离子度0.14(采用GB12309-90方法测定)。实施例4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16.5克分子量为50000的明胶,483.7克蒸馏水,升温至85"C溶解。降温至35t:。加入3.4克25%十八烷基聚氧乙烯(5)三甲基氯化铵,加热至70。C,加入1.7克50%过硫酸铵,滴加以下混合单体甲基苯乙烯102.3克,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵24.8克,N-羟甲基丙烯酰胺16.5克,甲基丙烯酸甲酯3.3克,3小时加完。于70'C维持反应1小时,冷却至35'C,pH=3.5。经100目滤网过滤,得纸张表面处理用施胶剂,固含量25.3%,平均粒径65nm(使用Malven粒径仪测得),阳离子度0.09(采用GB12309-90方法测定)。实施例5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34.5克分子量为20000的明胶,397.8克蒸馏水,升温至85"C溶解。降温至35°C。加入19.6克25%十六烷基聚氧乙烯(10)三甲基氯化铵,加热至80。C,加入13.8克50%过硫酸钾,滴加以下混合单体苯乙烯69克,二烯丙基二甲基氯化铵37.5克,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲垸季铵20克,双丙烯酸乙二醇酯11.5克,丙烯酸甲酯46克,2小时加完。于80。C维持反应1小时,冷却至35。C,pH=3.5。经100目滤网过滤,得纸张表面处理用施胶剂,固含量35.4%,平均粒径33nm(使用Malven粒径仪测得),阳离子度0.17(采用GB12309-90方法测定)。实施例6在纸张上表面施胶糊化液的配制配制500克10%氧化淀粉,升温至卯'C,糊化20分钟,降温至4(TC,再加入实施例15配方的施胶剂,再加水稀释至8%。Cobb值测定采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的XSH型可勃吸收性测定仪按GB/T1540-1989方法检测待测纸样。环压强度测定采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的CT300A压縮强度测试仪检测待测纸样。A)在瓦楞纸上表面施胶使用实施例15配方配制的糊化液在120克瓦楞纸上用10#涂布棒进行涂布,涂布量为2g/m2,涂布后分别在11(TC烘箱中烘30秒或120秒,取出,冷却至室温进行测定,然后再将分别将其于常温和5t:环境下存放5天后再测定。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上述应用结果可以看出使用本发明实施例15制备的施胶剂,与比较样相比,不但能大幅度提高纸张的环压强度、显著改善Cobb值,明显加快熟化速度,而且无返潮现象。权利要求1.制备纸张表面施胶剂的方法,其特征在于,包括以下步骤将阳离子单体、交联单体、(甲基)丙烯酸酯类单体与(甲基)苯乙烯加入由分散剂、乳化剂和引发剂组成的混合乳液中,进行自由基乳液聚合,获得纸张表面施胶剂。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,反应体系中,组分和重量百分比含量包括分散剂0.4%8%乳化剂0.04%2%引发剂0.02%2%阳离子单体2%12%交联单体0.4%8%(甲基)丙烯酸酯类单体0.4%12%(甲基)苯乙烯4%28%水60%80%所说的分散剂为明胶;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<:12~18垸基聚氧乙烯(n)三甲基氯化铵(n=520)中的至少一种;所说的阳离子单体选自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲垸季铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵、丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种以上;所说的交联单体选自丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N-丁氧甲基丙烯酸、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯、二甲基间异丙烯基苯基异氰酸酯、甲基丙烯酸丙基一甲基一二乙氧基硅氧烷中的的一种以上;所说的(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、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯中的一种以上;所说的引发剂选自过硫酸盐。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所说的过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种以上。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,明胶重均分子量为10000100000。5.根据权利要求14任一项所述的方法,其特征在于,反应温度为4(TC95。C,反应时间为28小时。6.采用权利要求15任一项所述方法制备的纸张表面施胶剂。7.权利要求6所述的纸张表面施胶剂用于瓦楞纸、板纸或白卡纸的表面处理。全文摘要本发明涉及一种纸张表面处理剂,提供了一种纸张表面施胶剂及其制备方法。将阳离子单体、交联单体、(甲基)丙烯酸酯类单体与(甲基)苯乙烯加入由分散剂、乳化剂和引发剂组成的混合乳液中,进行自由基乳液聚合,获得纸张表面施胶剂。本发明的纸张表面处理用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纸张进行表面施胶,不但可大幅度提高纸张的环压强度、显著改善Cobb值,明显加快熟化速度,基本下机就熟,而且不存在返潮现象,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,简化施胶工艺、提高施胶剂的留着率,降低成本、提高产品质量。文档编号D21H21/16GK101148842SQ200710042968公开日2008年3月26日申请日期2007年6月28日优先权日2007年6月28日发明者尹东华,施晓旦,王养臣,田久旺,黄庆毅申请人:上海东升新材料有限公司
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