一种环氧型湿强剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧型湿强剂的制备方法，包括如下步骤：将苯乙烯、异戊二烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯进行混合制备成混合单体；将混合单体与去离子水、入乳化剂和引发剂过硫酸钾一起进行预乳化，得到预乳化的混合单体乳液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水30重量份，预乳化的混合单体乳液15重量份，开启加热，当物料温度达到75℃～85℃时，恒温20分钟，然后开始缓慢加入上述剩下的预乳化的混合单体乳液，控制加入时间在2～4小时，预乳化的混合单体乳液加入完毕后开始升温，当物料温度达到90℃时恒温1小时，得到环氧型湿强剂乳液。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧型湿强剂的制备方法
本专利技术涉及一种环氧型湿强剂的制备方法，具体地说是一种造纸用环氧型湿强剂的制备方法。
技术介绍
湿强度是指，在一定时间中，将纸张放到水中润湿后得到的纸张强度。普通纸被润湿后，只能保持其原来干强度的2%-10%左右。由于纸浆纤维具有高度的亲水性，易吸水，当纸与水接触时，在水的作用下，自身的平衡结构被破坏，因而使其湿强度比干强度明显降低。对于某些纸或纸板，因对湿强度有较高的要求，普通纸张自身的强度无法满足需求，就需在纸浆中加入一些增强纸张湿强度的添加剂，所加入的物质为增湿强剂。通常纸的湿强度以纸的湿强度（干纸再湿后的强度）对干强度的比率来表示，强度性质常用抗张强度来表示。通过添加湿强剂，生产出保留50%以上干抗张强度的湿强纸是可能的。但大多数种类的湿强纸，当用水浸透后只能保留20%-40%的干抗张强度。某些种类的纸，例如卫生纸，如果他们不含湿强剂就可能一点湿强度都没有，因此，如果这类纸被浸透后能够保留10%-20%的干抗张强度，也被认为是湿强纸。湿强纸也可以根据它们的湿强特性来分类，某些湿强处理仅仅使强度损失的速度变慢，这类纸被称为具有临时湿强度。另外一些湿强剂能赋予纸张持久湿强度，在普通使用条件下，这类纸的湿强度在长时期内保持不变。由此湿强剂可分为永久性湿强剂和临时性湿强剂。永久性湿强剂包括脲醛树脂（UF）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、聚酸胺环氧氯丙烷树脂（PAE）等；临时性湿强剂包括聚乙烯亚胺（PEI）、双醛淀粉（DAS）等。应当指出，并非各种纸的湿强度越高越持久就越好，因为大多数种类的纸需要能够再制浆，因此所需要的湿强度取决于纸的用途。湿强剂最重要的应用是用于生产卫生用纸，包括手巾纸、餐巾纸、清洁布和面巾纸。包装纸是湿强剂应用的另一个重要方面，包括纸袋、手携纸袋、牛奶纸盒、冷冻包装、肉类包装和水果盘。湿强剂也用于各种特种纸，例如招贴纸、标签纸、贴面薄页纸、壁纸、砂纸、地图纸、滤纸、电绝缘纸、印相纸、钞票纸以及其他潮湿时需要保持一定强度的纸种。UF和MF典型应用于钞票纸和层压纸，双醛淀粉典型用于特种纸，聚酰胺类湿强剂主要应用于薄页纸、纸巾、液体包装纸版、层压纸、滤纸和高级纸，聚胺类湿强剂主要用于容器纸板、薄页纸和纸巾，环氧化物类则主要用于钞票纸和特种纸。湿强度助剂都是热固性树脂，在干燥加热时形成不溶性防水网络体，从而对纸页起到增湿强作用。其作用发展机理如下：（1）一般情况下，将小分子而易在水中溶解的低聚合物添加到抄纸过程中，其能在短时间内迅速进入至纤维的内部结构，并在一定条件下，低聚物缩合成高聚合物，高聚物树脂分子的基团与纤维羟基基团反应生成共价键，从而增强纸张的强度；（2）一些合成的高聚合物无法进入到纤维内部，沉积于纤维之间，与纤维结合成互穿网状结构，不仅能够局限纤维间的活动，也能够限制纤维的膨胀，降低纸页伸缩变形的可能性等作用，因此保护纸张在水分子中也具有一定强度；（3）而其余合成的高分子树脂广泛存在于纤维表面，经过固化后，使纸纤维拥有难以溶于水且性能稳定的优势，从而纸张会拥有良好的湿强效果。在纸张浸入水中的过程中，一般利用以下几种办法来保持本身一定的强度：一、通过增强表面交联，减少水分子浸入，加强和保护已形成的纤维共价键；二、通过添加助剂，从而结合成不溶于水的共价键；三、树脂与纤维交联得到网络结构。从而一般增湿强的反应机理包括以下两方面：第一方面为保护机理，也为限制或均交联；另一方面为增强机理，也称为新键或共交联。其中保护机理是指湿强剂分子之间进行化学反应生成共价键，会在纤维表面和空隙间，形成互穿网络结构，阻止水分子进入，则阻止纸页的强度降低；增强机理认为树脂与纤维间的羟基、羧基反应得到共价结合键，且加强了纤维间的氢键结合，从而增强湿强作用。常见的湿强剂有聚乙烯亚胺（PEI）、脲醛树脂（UF）、聚酸胺环氧氯丙烷树脂（PAE）等，均具有良好的湿强效果，同时也存在一些缺点，如脲醛树脂（UF）和三聚氰胺甲醛树脂（MF），虽使用时间最早，但由于其含有游离甲醛，污染环境，限制其应用，近年来被各国禁用；PAE湿强效果好，各国对其需求量与日俱增，但其价格昂贵，损纸不易降解，含有致癌物质有机氯等缺点；双醛淀粉（DAS）使用时间较早，但有对环境造成很大污染的碘化物排放，使用量趋于降低。如今，传统湿强剂已不能满足人们的需要，为了更好地提高纸质，满足需求，各种新型湿强剂产品种类层出不穷。鉴于环保的要求，并考虑到湿部化学因素，如纸浆的接受性、pH值、固化温度、与其它助剂的相溶性、单程留着率、均匀分布性和抗干扰物的能力等，开发无污染高效湿强剂是今后势在必行的发展趋势。现有新型环保交联体系多为与纤维反应型的交联体系，利用这些交联体系的新型湿强剂仍未商品化，是因为他们还各有缺点，如成本高、固化温度太高、使纸发脆等、固含低等。因此，这些新型环保交联体系还需深入研究，如向天然原料移植降低成本，改进聚合工艺增加分子量，开发可实用的工艺，研究再制浆性能等。聚苯乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯湿强剂可以替代现有的湿强剂，从而满足社会对环保的要求，乃至提高湿强剂的效能，减少湿强剂制备的成本。中国专利CN201610758508.7公开了一种复合纸张湿强剂的制备方法，属于纸张湿强剂制备
本专利技术将首先通过羰基二咪唑对乙二酸进行活化，以3-磷酸甘油酸作为改性剂，通过钯碳催化剂进行催化反应，制得预改性聚酰胺混合液，随后通过提取废弃蘑菇培养基中的微生物，对添加环氧氯丙烷，进行反应过程中产生游离的氯离子进行消耗，通过微生物产生的酶催化反应，从而制得复合纸张湿强剂。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备步骤简单，所得湿强剂湿强效果好，使用后纸张强度高；利用废弃蘑菇培养基与氨基酸溶液制得的改性菌液进行微生物改性，可有效脱除残余的有机氯，所得湿强剂有机氯含量<0.09％，固含量>50.6%。中国专利CN201610452057.4公开了一种湿强剂的制备方法和湿强剂，该方法包括：将30-100重量份的聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、40-80重量份的聚乙烯醇、55-120重量份的尼泊金酯、5-35重量份的钛酸钾晶须、10-30重量份的亚麻酸、10-20重量份的丙二醇、2-15重量份的水溶性纤维素和150-1000重量份的水混合后在50-80℃下在均质机中进行均质1-5小时，得到湿强剂。本专利技术的湿强剂能够保证纸张柔软度的同时保证纸张的强度。中国专利CN201610451185.7公开了一种湿强剂的制备方法和湿强剂，该方法包括：将30-100重量份的聚苯醚、1-6重量份的催化剂、5-35重量份的乙醇、10-30重量份的肉豆蔻酸酯硬脂酸、3-10重量份多异氰酸酯、100-400重量份的有机溶剂、10-80重量份的乙二胺、20-150重量份的二乙烯三胺和10-100重量份的环氧氯丙烷混合后在100-200℃的回流温度下进行回流反应1-10小时，过滤后，得到湿强剂。本专利技术的湿强剂能够大幅度提高纸张湿强度和耐折度。本专利技术的目标是制备高效的湿强剂，选用甲基丙烯酸缩水甘油酯作为环氧功能单体，赋予聚合物一定的反应性，使合成的湿强剂能与纤维中的亲核基团发生交联反应；选用苯乙烯作为硬单体，苯环能够提供优秀的憎水性，且能提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧型湿强剂的制备方法，包括如下步骤：将苯乙烯35～40重量份、异戊二烯25～30重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15～20重量份进行混合制备成混合单体；将去离子水100～120重量份加入到搅拌槽中，开启搅拌，加入乳化剂CO436 0.8～1.2重量份，充分搅拌使乳化剂分散均匀；然后向搅拌槽中缓慢加入混合单体，充分搅拌使混合单体乳化形成乳液，混合单体加入完毕后再加入引发剂过硫酸钾0.5～1.0重量份，充分搅拌使引发剂过硫酸钾溶解，最后得到预乳化的混合单体乳液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水30重量份，开启搅拌，再加入上述预乳化的混合单体乳液15重量份，开启加热，当物料温度达到75℃～85℃时，恒温20分钟，然后开始缓慢加入上述剩下的预乳化的混合单体乳液，控制加入时间在2～4小时，预乳化的混合单体乳液加入完毕后开始升温，当物料温度达到90℃时恒温1小时，得到环氧型湿强剂乳液。

【技术特征摘要】
1.一种环氧型湿强剂的制备方法，包括如下步骤：将苯乙烯35～40重量份、异戊二烯25～30重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯15～20重量份进行混合制备成混合单体；将去离子水100～120重量份加入到搅拌槽中，开启搅拌，加入乳化剂CO4360.8～1.2重量份，充分搅拌使乳化剂分散均匀；然后向搅拌槽中缓慢加入混合单体，充分搅拌使混合单体乳化形成乳液，混合单体加入完毕后再加入引发剂过硫酸钾0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦华，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31