专利名称：乳胶组合物及应用其的纸张的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乳胶组合物及应用该乳胶组合物的纸张。
背景技术：
通常生活用纸须经起皱处理，使生活用纸产生合适的柔软度、厚度及伸长率，从而符合消费者的使用要求。在潮湿的环境中使用的生活用纸，通常需要生活用纸具有足够的抗湿强度及湿韧性，如此纸张不易被撕裂或戳破。生活用纸一般以木质纤维为基础材料，但木质纤维易吸潮，导致纸张强度下降。通常可采用在纸张中加入湿强剂如kymene增加其抗湿能力；也可采用改变纸张的结构成分来增加湿强，比如增加长纤维木浆在纸张中的比例。但是一般能提高湿干比的极限值为35%左右。除上述方法增加湿强外，在相同的纸张基重下，也可用以下两种特殊方法进一步 提高湿强(I)通过耐水高分子化合物处理纸张，将耐水高分子化合物例如聚乙酸乙烯酯、丙烯酸聚合物等乳胶喷淋或涂布于干纸上，经高温固化胶乳高分子后，提升纸张湿强度及湿干比；(2)通过加入非水溶性长纤维(合成纤维、热熔纤维)于木质纤维的配料中，待纸张成型后，以高温加固增加纸张湿强。然而以上两种特殊方法均须依赖高温固化特殊化药、工艺、设备，不仅投资高，耗费能量大，操作复杂；而且高分子聚合物中的不稳定组分在高温状况下易发生质变，可能产生异味，降低了产品的功能，限制了其应用范围。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种的乳胶组合物，该乳胶组合物可显著提升纸张的湿强，且可低温固化耗能小。另外，还有必要提供一种应用上述乳胶组合物的纸张。一种乳胶组合物，其用以形成于基材原纸上以提高基材原纸的湿强，该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物质量的59TlOO% ;该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂；该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物。—种应用上述乳胶组合物的纸张，其包括基材原纸及形成于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物，该基材原纸为起皱生活用纸。本发明的纸张具有高湿强及湿抗压性，经低温(〈40° C)固化，纸张的湿干比可由25%提升至45%以上。本发明所用的乳胶组合物由于可低温固化，不但可节约大量乳胶交联能耗，同时避免了高温交联下副反应的产生(如异味的产生)，并且增加纸张的厚度，抗压性，湿韧性，干湿强及湿干比，提升了产品的品质，扩大了产品的应用领域。
具体实施方式
本发明的乳胶组合物，其用以通过浸溃、涂布或喷涂的方式形成于基材原纸上以提高基材原纸的湿强。该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的59TlOO%。水的添加量可根据生产工艺上所需浓度进行添加。该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂。其中该水溶性聚官能环氧树脂包括聚胺-表氯醇在碱性条件下缩合的湿强度树脂。该缩水甘油基环氧树脂包括缩水甘油基醚、缩水甘油基酯和缩水甘油基胺树脂。环氧基官能聚合物的环氧基数目越多越能增强交联的程度，但粘度也随之增加，因此环氧基官能聚合物中环氧基的数目需按最终产品需求进行调整，特别适用于起皱生活用纸的环氧基官能聚合物包括聚酰胺环氧氯丙烷类湿强剂，如Hercules Inc.生产的Kymene系列的表氯醇树脂。 该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物，优选的官能基团为羧基和醇基。这些官能基团与环氧基有高反应活性。该环氧基反应性聚合物由两种及以上单一单体聚合物按不同比例混合而成，或是由两种及以上单体共聚而成多元共聚物组成。优选的，该多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三类单体中的至少两种共聚而成，按反应性及亲水性的需要可以调整此三种单体的百分比制作不同的共聚物，例如Henkel Adhensin 3020R, BASF Basonal IOOOap,Celanese X-LINK 2819。构成含羧基的环氧基反应性聚合物其单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸以及羧基与不饱和碳相连的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酯和芳香族衍生物。构成含羧基的环氧基反应性聚合物的单体优选为丙烯酸和甲基丙烯酸。且构成含羧基的环氧基反应性聚合物的单体的质量大约占乳胶组合物质量的1°/Γ50%。上述丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酷和芳香族衍生物。进一步的，该乳胶组合物中选择性地添加有其他功能性助剂，如润湿剂，增稠剂，分散剂，填充剂等；这些功能性助剂均为常规造纸领域乳胶的惯用的，其具体成份在本专利申请中将不进行详述。制备本发明的该乳胶组合物，可先将环氧基官能聚合物调至ρΗ>7，然后将环氧基官能聚合物与环氧基反应性聚合物混合反应，再选择性地添加其他功能性助剂，例如润湿齐U，增稠剂，分散剂，填充剂等，然后搅拌30min以上即可完成乳胶组合物的制备。也可不调节环氧基官能聚合物的pH直接将环氧基官能聚合物和环氧基反应性聚合物混合，不调节也可增加湿强，但是调节环氧基官能聚合物的pH>7后湿强度增加效果更加显著。本发明的纸张包括基材原纸及添加于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物。乳胶组合物可采用不同的添加方式添加基材原纸表面，单面或双面，添加方式包括浸溃、涂布、喷涂等。该纸张中干燥后的乳胶组合物的质量为基材原纸的质量的39Γ30%。经乳胶组合物处理后的基材原纸置于室温(<40°C )下晾干，湿强度可于48小时内达到乳胶组合物完全固化后纸张湿强度的85% 100%。室温干燥固化后，纸张湿强度可提高至基材原纸的2 4倍，湿干比可提升至45% 50%(基材原纸的湿干比为25%左右)。如产品需要，为确保最终纸张含水量达到产品要求，处理后的纸张采用气干、电干等干燥工艺。本发明的基材原纸为起皱生活用纸，其以植物纤维为主要原料。优选的，该基材原纸的基重为10 75gsm，优选基重为12 50gsm，基材原纸浆料中不需含高比例长纤(长纤比例〈30%)，该基材原纸浆料可选择性的添加相对于基材原纸重量比为1% 5%的常规湿强齐[J(如kymene)或不添加湿强剂,经过成型、干燥及起皱(干起皱或湿起皱)等工艺制成,基材原纸的湿干比小于35%。本发明的纸张具有高湿强及湿抗压性，经低温(〈40° C)固化，纸张的湿干比提升至45%以上。本发明所用的乳胶组合物由于可低温固化，不但可节约大量乳胶交联能耗，同时避免了高温交联下副反应的产生(如异味的产生)，并且增加纸张的厚度，抗压性，湿韧性，干湿强及湿干比，提升了产品的品质，扩大了产品的应用领域。
下面通过实施例来对本发明进行具体说明。实施例I(I)选择聚酰胺环氧氯丙烷类聚合物Kymene 557H (固含量为12. 5%)作为环氧基官能聚合物，丙烯酸酯类混合物Henkel Adhesin 3020R (含水，固含量为50%)作为环氧基反应性聚合物，先将Kymene 557H的pH调至7，然后按I :3的固含量比例将二者混合，加入去离子水，配成固含量为10%的乳胶组合物后，搅拌30min使其充分混匀。(2)选用基重为30g/cm2,湿干比为25%的起皱生活用纸为基材原纸,此基材原纸抄造过程中已添加I. 9%的聚酰胺环氧氯丙烷类湿强剂。(3)采用浸溃法将配好的乳胶组合物添加到基材原纸，乳胶组合物相对于基材原纸的质量添加比为12%，处理后纸张置于室温下晾干，放置48小时或在120°C条件下固化5秒。实验得知此乳胶组合物在120°C条件下固化5秒可达到最终纸张湿强度的85%以上。对比例I另将与实施例I中同样的基材原纸涂覆实施例I使用的环氧基反应性聚合物(丙烯酸酯类混合物Henkel Adhesin 3020R)，作为对比例I。将基材原纸、固化后的实施例I和对比例I所制得的纸张裁成I英寸*3英寸大小，采用Zwick/Roell拉力仪测定纸张的干湿强度。测试结果如表一所示。表一
权利要求
1.一种乳胶组合物，其用以形成于基材原纸上以提高基材原纸的湿强，其特征在于该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的59TlOO% ;该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂；该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物。
2.如权利要求I所述的乳胶组合物，其特征在于该水溶性聚官能环氧树脂包括聚胺-表氯醇在碱性条件下缩合的湿强度树脂；该缩水甘油基环氧树脂包括缩水甘油基醚、缩水甘油基酯和缩水甘油基胺树脂。
3.如权利要求I所述的乳胶组合物，其特征在于该环氧基反应性聚合物由两种及以上单一单体聚合物按不同比例混合而成，或是由两种及以上单体共聚而成多元共聚物组成。
4.如权利要求3所述的乳胶组合物，其特征在于该多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三类单体中的至少两种共聚而成。
5.如权利要求3所述的乳胶组合物，其特征在于构成含羧基的环氧基反应性聚合物其单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸以及羧基与不饱和碳相连的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酯和芳香族衍生物。
6.如权利要求I所述的乳胶组合物，其特征在于该乳胶组合物中还选择性地添加有其他功能性助剂中的至少一种，其他功能性助剂包括润湿剂，增稠剂，分散剂，填充剂。
7.如权利要求I所述的乳胶组合物，其特征在于该乳胶组合物的制备预先将环氧基官能聚合物调至ρΗ>7，然后将环氧基官能聚合物与环氧基反应性聚合物混合。
8.一种应用权利要求1-7中任意一项所述乳胶组合物的纸张，其包括基材原纸及形成于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物，该基材原纸为起皱生活用纸。
9.如权利要求8所述的纸张，其特征在于该纸张中干燥后的乳胶组合物的质量为基材原纸的质量的3°/Γ30%。
10.如权利要求8所述的纸张，其特征在于该基材原纸以植物纤维为主要原料。
11.如权利要求10所述的纸张，其特征在于该基材原纸的基重介于10 75gsm之间，基材原纸浆料中长纤质量含量百分比〈30%，且基材原纸浆料中添加有基材原纸重量比为1% 5%的湿强剂或不添加湿强剂，经过成型、干燥及起皱工艺制成，基材原纸的湿干比小于35%。
全文摘要
本发明提供一种乳胶组合物，其含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物质量的5%~100%；该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂；该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物。本发明还提供一种应用该乳胶组合物的纸张。本发明的纸张具有高湿强及湿抗压性，经低温固化，纸张的湿干比可提升至45%以上。
文档编号C08L83/04GK102899963SQ20121039876
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者张东丽, 高雅, 张程, 陈善樑 申请人:金红叶纸业集团有限公司