专利名称：造纸用涂料分散剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料用分散剂及其制备方法。
背景技术：
造纸中的涂料的一个主要指标是固含量，追求更高固含量是纸用涂料的目标，而 限制的因素就是颜料分散液浓度。人们希望在提高分散液浓度的同时降低分散液粘度。但 是，这两者是互相矛盾的。分散剂是解决上述两者矛盾的途径之一。分散剂可在力作用下 将干粉或块状的颜料分散为均匀稳定的悬浮液，以利于与涂料中其它成分均匀地混合及防 止已分散的颜料颗粒由于电荷因素重新絮凝。随着高浓度涂布机的引进和铜版纸的发展， 对分散剂质和量的要求愈来愈高。另外，好的分散剂不但提高涂料固含量，降低涂料粘度， 同时涂布后减少水份蒸发，节约能源，提高产量。目前，市面上常见的分散剂尚不能满足人 们的需求。 聚丙烯酸钠通途广泛，不同的引发剂及用量，不同的聚合条件(时间、温度、pH 等)，单体浓度，还有链转移剂种类及用量等诸多因素都影响最后产品的分子量，因而不同 的聚丙烯酸钠产品性能也不同，用途也相应变化。分子量在1000-5000的低分子量聚丙烯 酸钠主要起分散作用，特别是分子量在2000-3000之间的聚丙烯酸钠在造纸工业中能降低 高、浓涂料的粘度，使之有良好的流变性。其作用原理为分子亲水性很强，电离度很大，保 护膜与水中的钠离子吸引力很小，使得颗粒完全被负电荷包围，阻碍了颗粒聚沉，体系的流 动性提高。 聚丙烯酸钠由丙烯酸单体聚合而成的，造纸上使用的低分子量聚丙烯酸钠的工艺 一般采用溶液聚合法，通过控制引发剂用量和链转移剂，合成相对分子质量较低的聚丙烯 酸。在制成的聚丙烯酸水溶液中，加入浓氢氧化钠溶液获得聚丙烯酸钠盐。常用的引发剂为 过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾、硫代硫酸钠或钾，或符合引发剂硫代硫酸钠和过硫酸铵， 常用的链转移剂为异丙醇。由于异丙醇作为链转移剂时必须蒸发，增加制备流程，生产成本 高。因此，需要开发一种生产工艺简单，生产周期短，分散性及适应性广、生产成本低的涂料 用分散剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸用涂料分散剂及其制备方法，以克服现有技术存 在的上述缺陷。
本发明的造纸用涂料分散剂的制备方法，包括如下步骤 (1)将水与马来酸酐混合溶解，然后加入总重量1/10-1/3的链转移剂水溶液A、总 重量1/10-1/3的引发剂水溶液B和总重量1/10-1/3的混合单体C在氮气气氛中，加热至 85-95 °C ; 所述的链转移剂水溶液A的重量浓度为5_25%，所述链转移剂为次磷酸钠、次磷 酸铵或次磷酸钾的一种；
所述的引发剂水溶液的重量浓度为2_25%，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或 过硫酸钾中的一种； 所述混合单体C为丙烯酸或者是丙烯酸和丙烯腈的混合物； (2)同时滴加剩余的链转移剂溶液A、剩余的弓I发剂溶液B和剩余的混合单体C，滴 加时间为1-4个小时； (3)然后85-95t:下反应l-4个小时，而后冷却至室温，用pH调节剂调整溶液的pH 值达7-8，即得造纸用涂料分散剂。 所述pH值调节剂为氢氧化钠、氢氧化铵或氢氧化钾中一种，可配制成为重量浓度 为40-50% ; 各个组分的重量份数配比为 丙烯酸 80-100份 马来酸酐0-15份 丙烯腈 0-5份 链转移剂2-5份 引发剂 1-10份 水 65 170份 采用上述方法制备的造纸用涂料分散剂，重量固含量为42-50%。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点和效果分散剂水溶性好，使用，简单， 分散剂用量少，但获得的涂料分散液粘度低。采用次磷酸盐作为链转移剂，不需要溶剂的 回收，有利于环境保护，降低生产成本。本发明造纸用涂料分散剂与目前的造纸用涂料分 散剂相比，在相同浓度分散液中，分散剂使用量更小，就可以使分散液浓度更低。如固含量 为70%的碳酸钙，本发明分散剂用量在为2.3% (固含量40%)时即可达到最低粘度值 29cps，而市场上常用的聚丙烯酸钠类分散剂用量达3.6X (固含量为40%)时的最低粘度 值达34cps。
具体实施方式
实施例1 1克过硫酸铵与20克去离子水混合溶解后，得溶液A ;
2克次磷酸钠与20克去离子水混合溶解后，得溶液B ;
80克丙烯酸与5克丙烯腈混合均匀，得混合单体C ; 在装有搅拌、温度计、通气管道和进料管道的500ml四口烧瓶中加入100克去离子 水和15克马来酸酐，开启搅拌溶解后，分别取溶液A、 B和混合单体C各1/10 (重量)加入 反应瓶中，搅拌均匀后，通氮气15分钟后，加热升温，当体系温度升至95°C时，同时滴加剩 余的溶液A、溶液B和混合单体C，滴加时间为4个小时； 滴加完毕后，在85t:条件下，反应1个小时，尔后降温至4(TC，用40%的氢氧化钠 溶液调节体系的ra值至7. O，最后冷却至3(TC出料，测得产品的固含量为43. 08%
实施例2 10克过硫酸铵与30克去离子水混合溶解后，得溶液A ;
5克次磷酸钠与20克去离子水混合溶解后，得溶液B ;
100克丙烯酸单体C ; 在装有搅拌、温度计、通气管道和进料管道的500ml四口烧瓶中加入80克去离子 水，分别取溶液A、 B和混合单体C各l/3(重量)加入反应瓶中，搅拌均匀后，通氮气15分 钟后，加热升温，当体系温度升至85°C时，同时滴加剩余的溶液A、溶液B和混合单体C，滴加 时间为3个小时； 滴加完毕后，在85t:条件下，反应3个小时，尔后降温至4(TC，用重量浓度40%
的氢氧化钠溶液调节体系的ra值至7.5，最后冷却至3(TC出料，测得产品的固含量为
46. 94%。 实施例3 5克过硫酸铵与15克去离子水混合溶解后，得溶液A ;
3克次磷酸钠与12克去离子水混合溶解后，得溶液B ;
90克丙烯酸和3克丙烯腈混合得混合单体C ; 在装有搅拌、温度计、通气管道和进料管道的500ml四口烧瓶中加入90克去离子 水和7克马来酸酐，开启搅拌溶解后，分别取溶液A、 B和混合单体C各1/5 (重量)加入反 应瓶中，搅拌均匀后，通氮气15分钟后，加热升温，当体系温度升至9(TC时，同时滴加剩余 的溶液A、溶液B和混合单体C，滴加时间为2个小时； 滴加完毕后，在90°C条件下，反应4个小时，尔后降温至40°C ，用重量浓度40%的 氢氧化钠溶液调节体系的PH值至8. O，最后冷却至3(TC出料，测得产品的固含量为48%。
实施例4
应用实施例 在100升的预分散釜中加入30公斤水，开动搅拌，在搅拌下加入325目重质碳酸 钙粉料70公斤，然后加入本发明分散剂和台湾德谦企业股份有限公司牌号为DP-983的聚 丙烯酸钠分散剂，其加入量和最低粘度见下表
样品加入量(克)粘度(cps)
实施例11. 629
实施例21. 831
实施例32. 330. 5
对比样品2. 534 实施例5 在100升的分散釜中加入广东华润涂料有限公司牌号为1X807的水性涂料，用本 发明分散剂和台湾德谦企业股份有限公司牌号为DP-983的聚丙烯酸钠分散剂用同样量的 情况下，其涂料的粘度如下表
5样品加入量(克)粘度(cps)
实施例10. 835
实施例20. 830
实施例30. 836. 5
对比样品0. 845
权利要求
造纸用涂料分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将水与马来酸酐混合溶解，然后加入总重量1/10-1/3的链转移剂水溶液A、总重量1/10-1/3的引发剂水溶液B和总重量1/10-1/3的混合单体C在氮气气氛中，加热至85-95℃；(2)同时滴加剩余的链转移剂溶液A、剩余的引发剂溶液B和剩余的混合单体C；(3)然后85-95℃下反应1-4个小时，而后冷却至室温，用pH调节剂调整溶液的pH值达7-8，即得造纸用涂料分散剂。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的链转移剂水溶液A的重量浓度为 5-25%。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述链转移剂为次磷酸钠、次磷酸铵或次 磷酸钾的一种。
4. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的引发剂水溶液的重量浓度为 2-25%。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫 酸钾中的一种。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合单体C为丙烯酸或者是丙烯酸和 丙烯腈的混合物。
7. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述pH值调节剂为氢氧化钠、氢氧化铵或 氢氧化钾中一种。
8. 根据权利要求1 7任一项所述的方法，其特征在于，各个组分的重量份数配比为 丙烯酸 80-100份马来酸酐 0-15份丙烯腈 0-5份链转移剂 2-5份引发剂 i-io份水 65 170份。
9. 根据权利要求1 8任一项所述的方法制备的造纸用涂料分散剂。
10. 根据权利要求9所述的造纸用涂料分散剂，其特征在于，重量固含量为42-50% 。
全文摘要
本发明公开了一种造纸用涂料分散剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤(1)将水与马来酸酐混合溶解，然后加入总重量1/10-1/3的链转移剂水溶液A、总重量1/10-1/3的引发剂水溶液B和总重量1/10-1/3的混合单体C在氮气气氛中，加热至85-95℃；(2)同时滴加剩余的链转移剂溶液A、剩余的引发剂溶液B和剩余的混合单体C；(3)然后85-95℃下反应1-4个小时，调整溶液的pH值达7-8，即得造纸用涂料分散剂。本发明水溶性好，使用量小，如固含量为70％的碳酸钙，本发明分散剂用量在为2.3％(固含量40％)时即可达到最低粘度值29cps。
文档编号C08F20/06GK101705637SQ20091019677
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者施晓旦, 李改霞, 王养臣 申请人:上海东升新材料有限公司