本发明涉及化工合成技术领域，尤其涉及一种高效表面施胶剂的制备方法。
背景技术：
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所导致的纸张质量不稳定、档次很难提高的问题，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虽能提高瓦楞纸一定的环压强度，但是施胶剂用量大，成本高。
中国专利CN201210136214.2公开的一种施胶剂，虽然熟化速度快，并且不返潮，但是对于瓦楞纸的环压强度提高不大。
技术实现要素：
本发明为解决现有技术中的上述问题提出的一种高效表面施胶剂及其制备方法，该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高卡纸原纸的表面强。
为了实现上述技术目的，本发明所采取的技术措施为：
一种高效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、交联单体、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10-20%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，过滤，得到高效表面施胶剂。
为了进一步优化上述技术方案，本发明所采取的技术措施还包括：
进一步地，步骤一至步骤四中各个组分的配比为：
甲基苯乙烯 100份
丙烯酸酯类单体 20～100份
阳离子单体 20～100份
交联单体 0～10份
引发剂 0.3～5份
醋酸 2～10份
去离子水 160～1785份。
进一步地，所述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、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。
进一步地，所述阳离子单体选自丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯和甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺中的至少一种。
进一步地，所述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、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、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－甲基－二乙氧基硅氧烷中的至少一种。
进一步地，所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二月桂酰、过氧化-2-乙基已酸叔丁酯中的至少一种。
另一方面，本发明提供根据上述制备方法制备的高效表面施胶剂。
进一步地，所述表面施胶剂的固含量为15～45wt%。
进一步地，所述表面施胶剂的pH值为1-6。
再一方面，本发明还提供上述的高效表面施胶剂在原纸表面处理上的应用。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的高效表面施胶剂的制备方法中，采用自乳化工艺制备的表面施胶剂，能大幅度提高卡纸原纸的表面强度同时Cobb值也有明显下降。这可能由于在这个体系中没有乳化剂的使用，减少了施胶剂的亲水性，同时在表面施胶剂的体系中添加有一部分的交联单体也能与纤维表面大量的羟基及淀粉分子上的羟基结合，提高成膜的抗水性及膜的强度。表现为纸张的表面强度和Cobb值都得到改善。本发明的表面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卡纸原纸进行表面施胶，不但能改善卡纸的Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高瓦楞纸的表面强度。
具体实施方式
本发明提供了一种高效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、交联单体、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10-20%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，过滤，得到高效表面施胶剂。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
表面施胶剂的制备：
A）将100克苯乙烯，20克丙烯酸正丁酯，20克丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯、0.3克过氧化二苯甲酰混合均匀，备用。
B）将161.47克去离子水升温至80℃，备用。
C）在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入10%步骤A）中的混合单体，升温至80℃，反应10分钟后滴加步骤A）中剩余的混合单体，滴加时间5小时，滴加结束后在80℃继续保温1小时，再加入10克醋酸，80℃反应1小时后加入步骤B）的热水，反应1小时，冷却至35℃，pH=1.09。经100目滤网过滤，得到的表面施胶剂，固含量44.89wt%。
实施例2
表面施胶剂的制备：
A）将100克甲基苯乙烯，100克丙烯酸异辛酯，100克甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺、10克丙烯酸氨基乙酯、5克过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，备用。
B）将1783克去离子水升温至100℃，备用。
C）在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入20%步骤A）中的混合单体，升温至140℃，加入，反应10分钟后滴加步骤A）中剩余的混合单体，滴加时间1小时，滴加结束后在140℃继续保温0.5小时，再加入2克醋酸，140℃反应20分钟后加入步骤B）的热水，降温至95℃反应30分钟，冷却至25℃，pH=5.85。经100目滤网过滤，得到的表面施胶剂，固含量15.13wt%。
实施例3
表面施胶剂的制备：
A）将100克甲基苯乙烯，60克甲基丙烯酸乙酯，50克甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺、5克丙烯酸缩水甘油酯、3克过氧化-2-乙基已酸叔丁酯混合均匀，备用。
B）将503.7克去离子水升温至100℃，备用。
C）在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入15%步骤A）中的混合单体，升温至110℃，加入，反应10分钟后滴加步骤A）中剩余的混合单体，滴加时间2小时，滴加结束后在110℃继续保温1小时，再加入5克醋酸，110℃反应40分钟后加入步骤B）的热水，降温至95℃反应1小时，冷却至25℃，pH=3.58。经100目滤网过滤，得到的表面施胶剂，固含量30.10wt%。
实施例4
表面施胶剂的制备：
A）将50克甲基苯乙烯，50克苯乙烯，20克甲基丙烯酸异丁酯，20克甲基丙烯酸甲酯，30克甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺、50克丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯，1克二乙烯基苯、2克过氧化二月桂酰混合均匀，备用。
B）将662克去离子水升温至100℃，备用。
C）在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入15%步骤A）中的混合单体，升温至100℃，加入，反应10分钟后滴加步骤A）中剩余的混合单体，滴加时间3小时，滴加结束后在100℃继续保温1小时，再加入7克醋酸，100℃反应30分钟后加入步骤B）的热水，降温至95℃反应2小时，冷却至25℃，pH=2.78。经100目滤网过滤，得到的表面施胶剂，固含量25.21wt%。
对比实验及指标测定
在白卡原纸上表面施胶：
对比例：按中国专利CN201210136214.2方法制备 的施胶剂，固含量为15wt%
将实施例1～4配方制备的施胶剂，用去离子水稀释至15wt%
施胶液的配制：配制500克10wt%氧化淀粉水溶液，升温至90℃，糊化20分钟，降温至40℃，再加入对比例与实施例1～5配方制备的施胶剂（氧化淀粉（干）：施胶剂（湿）=50：4），再加水稀释至8wt%。
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/T 1540-1989方法检测待测纸样。
表面强度测定：
采用J-IGT350型IGT印刷适应仪测定。
在白卡原纸上表面施胶：
使用对比例和实施例1～4配方配制的施胶液在170克白卡原纸上用10#涂布棒进行涂布，涂布量为1.8g/m2，涂布后分别在110℃烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷却至室温进行测定。
判定标准：Cobb值越小越好，表面强度越大越好。
具体对比结果见表1。
从上述应用结果可以看出：使用本发明实施例1～4制备的施胶剂，与对比例相比，不但能显著改善Cobb值，同时能大幅度提高原纸的表面强度。
本发明的高效表面施胶剂的制备方法中，采用自乳化工艺制备的表面施胶剂，能大幅度提高卡纸原纸的表面强度同时Cobb值也有明显下降。这可能由于在这个体系中没有乳化剂的使用，减少了施胶剂的亲水性，同时在表面施胶剂的体系中添加有一部分的交联单体也能与纤维表面大量的羟基及淀粉分子上的羟基结合，提高成膜的抗水性及膜的强度。表现为纸张的表面强度和Cobb值都得到改善。本发明的表面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卡纸原纸进行表面施胶，不但能改善卡纸的Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高瓦楞纸的表面强度。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。