本发明涉及一种瓦楞纸表面施胶剂的制备方法。
背景技术
表面施胶是一种对纸张表面处理以提高其应用性能的重要方式。在处理过程中需要在纸张表面均句涂布一定量的胶料（一般涂布量控制在0.3～2ｇ/ｍ２之间）。表面施胶处理不仅提高了纸张的抗液体渗透能力，而且还能提高其机械强度、表面性能和印刷性能，同时降低了浆内施胶剂的用量，减轻了由于浆内施胶造成的机械沾污等问题。表面施胶剂的类型分为阳离子型、阴离子型和非离子型三种。阳离子型表面施胶剂可以对纸张纤维的阴离子基团产生吸附作用，疏水基团稳定后形成疏水层，从而改善纸张的性能。阴离子型表面施胶剂使用时需要外加沉淀剂络合并聚集于纸张表面，成膜后纸张的性能得到了提高。
表面施胶剂的主要品种有淀粉、瓜尔胶、明胶、纤维素及半纤维素、虫胶、甲壳素和海藻酸、松香胶等。随着石油化工和高分子合成工业的发展，丙烯酸酯聚合物系列的表面施胶剂在造纸中的应用越来越广泛。它包含丙烯酸酯类单体的均聚物和共聚物。用于生产丙烯酸酯聚合物的单体可以分为软单体、硬单体和功能单体三类。玻璃化温度较低的（甲基）丙烯酸烷基酯是常用的软单体，它具有柔软、流动性好、粘附力高和易于润湿粘附物表面等特点。但由于内聚性能不理想，单独使用时制备的聚合物太软会影响实际应用性能。因此，人们普遍采用玻璃化温度较高的硬单体与软单体共聚来调节聚合物的玻璃化温度，提高使用温度，改善疏水性、粘接强度和透明性。功能单体的分子中含有羧基、环氧基、羟基、胺基、酰胺基等官能团，可以调节聚合产物的极性，并且可以形成交联型聚合物，实现聚合物的功能化。由于丙烯酸酯聚合物具有优异的耐候性、成膜性和粘结性，分子结构可以根据需要进行调整，并且可以添加多种功能单体使得聚合物具备特殊的功能，能够显著改善纸张的性能，成为国内外学者的一个研究热点。有人合成了含有环氧和季铵基团的阳离子交联聚合物表面施胶剂，研究了单体种类和用量、引发剂类型等因素对表面施胶效果的影响。研宄发现表面施胶液的成膜可以显著提高纸张性能。偶氮二异丁腈是适用于制备高效表面施胶剂的引发剂。
中国专利cn201711098672.0公开了一种表面施胶剂及其制备方法和应用，其中表面施胶剂按重量百分含量包括以下原料组分：主体成分20％～40％，亲水树脂3％～15％，防霉剂2％～12％，乙烯吸收剂1％～6％，助剂0.5％～2％，水50％～70％；其中所述主体成分选自松香、明胶、和淀粉中的一种或多种，所述乙烯吸收剂为负载有活性成分的载体，所述活性成分选自高锰酸钾、过氧化钙和氯化银中的至少一种。该表面施胶剂与纤维的结合力好，可施用于纸张的表面形成一层致密的膜，使纸张具备一定的保水性。特别适用于果蔬的包装和保鲜，起到抑菌防霉、降低包装内乙烯浓度、避免果蔬水分流失的作用，延长果蔬的保鲜期。同时，在纸张表面形成致密的膜还可以提高纸张的韧性和表面强度。
中国专利cn201710665792.8公开了一种双瓦楞纸表面施胶剂，由以下份数的原料组分组成：玉米淀粉25～35份、紫薯淀粉15～25份、硫酸钠10～20份、全氟丁基磺酰氟10～15份、三乙醇胺2～18份、柠檬酸1～5份、石油磺酸钠5～15份、脂肪醇聚氧乙烯醚2～4份、对硝基苯甲酸2～4份、四硼酸钠1～2份、二甲基马来酸酐2～3份、改性氧化剂10～15份、去离子水若干，本发明的本发明施胶剂晶莹剔透，无有色杂质，粘性大大增强，比普通施胶剂强70-80％。
中国专利cn201710630865.x公开了一种抗返潮表面施胶剂的制备方法，其组成部分包括聚胺树脂600-700份、苯丙树脂195-215份、135-160份乙二醛、70-90份硫酸铝、7-12份氧氯化锆、烷基悕酮二聚体180-195份和650-750份水。这几种物资复配组成的抗返潮聚胺树脂乳化剂将烷基悕酮二聚体乳化后能形成非常稳定的乳液，通过表面施胶后，在纸张表面快速形成性能优异的抗水涂层，这种涂层几乎不需要熟化，纸张下机即产生100%的抗水能力，不会因为熟化期长导致纸张返潮而影响强度和抗水能力。
中国专利cn201710607175.2公开了一种瓦楞纸表面施胶剂及其制备方法，该瓦楞纸表面施胶剂包括以下重量份的原料：硅氧烷20-35份，硬脂酸50-100份，(甲基)丙烯酸酯类单体20-35份、(甲基)苯乙烯60-70份，阳离子单体6-7份，分散剂20-30份，交联单体2-3份，乳化剂2-3份，引发剂0.5-3份，水800-1000份。由于本发明中采用的硬脂酸以含有大量羧基的缘故，使其能与纤维表面的羧基结合，提高其与瓦楞纸之间的粘合力，提高瓦楞纸的环压强度。
技术实现要素：
一种瓦楞纸表面施胶剂的制备方法，包括如下步骤：
制备马来酸酐型反应型乳化剂：制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷95～100重量份、三甲胺55～60重量份进行混合，在25～30℃进行反应4～5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体；制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100～105重量份、十八醇185～190重量份进行混合，在70～75℃进行反应3～4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体；将上述制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110～115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3～5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂；
制备施胶剂：配制混合单体：将丙烯酸丁酯15～20重量份、甲基丙烯酸甲酯70～80重量份、丙烯腈8～12重量份进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2～3重量份、去离子水30重量份进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400重量份，开启搅拌，加入30～35重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁0.01～0.02重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.3～0.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。
具体实施方式
实施例1
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷95kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺55kg，控制物料温度在25℃，加入完毕在此温度反应4小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇185kg进行混合，开启加热使物料温度升至70℃，物料此温度进行反应3小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯15kg、甲基丙烯酸甲酯70kg、丙烯腈8kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2kg、去离子水30kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400kg，开启搅拌，加入30kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁10g、双氧水2kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.3kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。
实施例2
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷100kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺60kg，控制物料温度在30℃，加入完毕在此温度反应5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐105kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇190kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯20kg、甲基丙烯酸甲酯80kg、丙烯腈12kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水3kg、去离子水30kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400kg，开启搅拌，加入35kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁20g、双氧水3kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.5kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。
实施例3
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷98kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺58kg，控制物料温度在25～30℃，加入完毕在此温度反应4.5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐102kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇187kg进行混合，开启加热使物料温度升至72℃，物料此温度进行反应3.5小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至112℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在4小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯20kg、甲基丙烯酸甲酯70kg、丙烯腈12kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2kg、去离子水30kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400kg，开启搅拌，加入35kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁10g、双氧水3kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.3kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。
实施例4
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷100kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺57kg，控制物料温度在30℃，加入完毕在此温度反应4小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐103kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇188kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应3小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3.5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯18kg、甲基丙烯酸甲酯75kg、丙烯腈10kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2.5kg、去离子水30kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400kg，开启搅拌，加入32kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁15g、双氧水2.5kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.4kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在3小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。
实施例5
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷98kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺59kg，控制物料温度在29℃，加入完毕在此温度反应5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇190kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯17kg、甲基丙烯酸甲酯78kg、丙烯腈11kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2.8kg、去离子水30kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水400kg，开启搅拌，加入33kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入硫酸亚铁18kg、双氧水2.8kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂0.45kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸表面施胶剂。