一种增强型的造纸用多功能表面施胶助剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种增强型的造纸用多功能表面施胶助剂及其制备方法，属于造纸化 学品技术领域。
【背景技术】
[0002] 对纸和纸板进行表面施胶是当前造纸行业中较为普遍的一种工艺和技术，可以改 善纸的表面性能，如：提高纸张表面的抗水性和平滑度、减少印刷过程中掉毛掉粉等现象。 目前市场上，表面施胶剂的类型比较多，如AKD类乳液、聚氨醋水分散液（polyurethane dispersions，简称PUD类）、苯乙稀一马来酸酐聚合物水溶液（Styrenemaleic anhydride，简称SMA)、苯乙稀一丙稀酸聚合物水溶液（styreneacrylicacids，简称SAA) 和苯乙稀-丙稀酸醋共聚物水分散液（Styreneacrylicemulsions，简称SAE类）等。其 中，苯乙烯-丙烯酸酯类表面施胶剂，是目前应用和研宄较多的一种合成表面施胶剂，
[0003] 专利CN1446233A和CN101225623以淀粉或淀粉衍生物作为保护交胶体的聚合物 分散体系，具有机械/化学稳定性好、过滤残渣少等特点。专利CN1749480A、CN1944792A 和CN101148842A则主要采用多种阴离子型或阳离子型分散剂的复配来制备苯丙乳液。 CN101139808A则将壳聚糖与功能性单体DMM反应改性后，再与N-羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸 酯等进行乳液聚合。
[0004] 上述专利中的表面施胶助剂产品，主要是提高纸张的表面平滑度、抗水性能和印 刷性能等，但对纸和纸张的环压强度、耐破指数、耐折度等指标改善涉及较少。在实际生产 中，虽然抗水性好、熟化速度快的产品较多，但提高环压强度、耐折度等指标的产品，并不多 见，亟待开发。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性好、可有效提高纸或 纸张的环压强度、耐破指数、耐折度、抗防潮性及抗水性能的表面施胶助剂，同时还公开了 该表面施胶助剂的制备方法。
[0006] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
[0007] -种增强型的造纸用多功能表面施胶助剂，包括以下组分且各组分的重量份如 下：
[0008] 淀粉 5-15份; 疏水性单体 15-25份； 亲水性单体 2-15份； 交联单体 0-0.5份； 引发剂 0.1-5份； 乙二醛 0.2-2份； pH调节剂 0-5份 水 余量。
[0009] 具体地，前述淀粉为木薯变性淀粉，并在使用前经过硫酸铵或淀粉酶催化降解。
[0010] 优选地，前述的疏水性单体为含(^-(；取代基的苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基丙烯 酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸 叔丁酯及甲基丙烯酸异辛酯中的任一种或两种以上的混合物。其中，含Ci-C；取代基的苯乙 烯包括但不限于：苯乙烯和a-甲基苯乙烯。
[0011] 优选地，前述的亲水性单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯醛、丙烯酸、 马来酸酐、富马酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨 基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基三甲 基氯化铵、丙烯酰氧基乙基二甲基苄基氯化铵及甲基丙烯酰氧基乙基二甲基苄基氯化铵中 的任一种或两种以上的混合物。
[0012] 更优选地，前述的交联单体为二乙烯基苯、二烯丙基胺及甲基丙烯酸缩水甘油酯 中的任一种或两种以上的混合物。
[0013] 具体地，前述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸盐-亚硫酸氢钠、 双氧水、双氧水-硫酸亚铁、双氧水-甲醛次硫酸氢钠、偶氮二异丁脒盐酸盐或偶氮二异丙 基脒唑啉盐酸盐中的任一种或两种以上的混合物。
[0014] 前述pH调节剂为甲酸、冰醋酸、草酸及硫酸水溶液中的一种或多种。
[0015] 该表面施胶助剂是一种纳米级乳液聚合物，固形物含量为30-40%，玻璃化温度大 于 30°C。
[0016] 此外，本发明还公开了如前所述的一种增强型的造纸用多功能表面施胶助剂的制 备方法，包括如下步骤：
[0017] S1、按照前述的质量份准备各原料，将淀粉、乙二醛和水混合于反应容器内，升温 至80-95°C，保温5-30分钟，控制体系粘度不高于25mPa?S ;
[0018] S2、向反应容器中加入pH调节剂和部分引发剂；
[0019] S3、保持温度在70-95°C，同时或分步滴加单体混合液、引发剂溶液，1-5小时内滴 加完毕；
[0020] S4、滴加完毕后，保温80-90°C，反应1-3小时；
[0021] S5、冷却至室温，用150目筛过滤，得到表面施胶助剂。
[0022] 具体地，步骤S3中，单体混合液包括1-3种单体滴加组分，每种单体滴加组分均是 由疏水性单体、亲水性单体和交联单体中的任一种或两种以上按照不同的物料比例配制而 成。
[0023] 本发明的有益之处在于：本发明的表面施胶助剂，是通过纳米无皂乳液聚合工艺 制得的一种具有互穿网络结构、良好稳定性和反应活性的高分子分散体。该表面施胶助剂 和施胶淀粉配合，可赋予纸和纸制品良好的增强性能，提升纸品的环压强度、耐破指数、耐 折度等，同时能够赋予纸张良好的抗水性能，解决因天气、吸潮等所导致的纸张强度下降的 问题。
[0024] 因此，本发明的施胶助剂能够满足高强瓦楞纸、箱板纸、文化纸及对强度指标有改 进需求的纸或纸板进行表面施胶的纸张抄造用。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0026] 实施例1
[0027] 按1000g为例，主要原料和配比如下：
[0028] 单体混合物A:苯乙稀180g、丙稀腈25g、丙稀酸丁醋20g、甲基丙稀酸甲醋15g、二 乙烯基苯0. 3g;
[0029] 单体混合物B:丙稀酰胺70g、甲基丙稀酸二甲氨基乙醋15g、丙稀酸7g、水50g;
[0030] 具体制备步骤如下：
[0031] (1)、准备一带有冷凝器、滴加装置、搅拌器和温度计的四口烧瓶，将淀粉60g、乙二 醛5g(配制成40wt%的水溶液）和水450g混合，升温至85°C，保温30分钟，控制体系粘度 不高于l〇mPa?s。
[0032] (2)、向四口烧瓶中加入硫酸亚铁0. 12g(溶解于10g水中）、冰醋酸3g和27wt% 双氧水15g。其中，硫酸亚铁与双氧水构成引发剂，冰醋酸作为体系的pH调节剂。
[0033] (3)、保持温度于84-86°C，同时滴加单体混合液A、单体混合液B和双氧水25g(水 60g)，滴加时间控制在2小时。该步骤中，双氧水为引发剂，连续引发聚合反应。
[0034] (4)、滴加完毕，保温86-88°C，反应2小时。
[0035] (5)、冷却至室温，用150目筛过滤，得到固形物含量为38. 2%、粘度为163mPa，s 的淡黄色乳液。
[0036] 实施例2
[0037] 按1000g为例，主要原料和配比如下：
[0038] 单体混合物A:苯乙烯140g、丙烯酸乙酯25g、丙烯酸叔丁酯15g、乙烯基三异丙氧 基硅烷5g、丙條酸7g;
[0039] 单体混合物B:丙烯酰胺60g、二烯丙基胺lg、水100g;
[0040] 单体混合物C:丙烯酰氧基乙基二甲基苄基氯化铵10g(78wt%水溶液）、水10g。
[0041] 具体制备步骤如下：
[0042] (1)、准备一带有冷凝器、滴加装置、搅拌器和温度计的四口烧瓶，将淀粉90g、 a_淀粉酶0. 05g、乙二醛10g(