一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，包括丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸和功能性单体混合液，在反应中还加入聚乙二醇、水、氧化剂、还原剂和液碱48％。其通过如下步骤制得：向底料中缓慢滴加功能性混合单体，调节温度到70‑95℃，采用氧化、还原体系引发共聚，滴加反应60‑120min，保温反应20‑50min，然后加入聚乙二醇反应约30‑50min后，反应结束，降温至40℃以下，根据需要用液碱进行中和即得；本发明专利技术生产工艺简单，无废物排出，绿色环保，在涂布应用过程中能够大幅度降低高剪切粘度，减少分散剂用量，降低成本；采用精准的分子量控制、主链刚性结构设计，降低涂料粘度，提高涂料固含量，从而提高车速，降低能耗。

Preparation and application of a new type of viscosity reducing rheological agent for paper coating

The invention relates to a method for preparing a new viscosity rheological agent used for paper coating, including acrylic acid, maleic anhydride and itaconic acid, 2 acrylamide 2 methyl propane sulfonic acid and functional monomer mixture, adding polyethylene glycol, water, oxidant, reductant and liquid in the reaction 48%. The following steps: to the bottom material slowly dropping functional monomer mixture, adjust the temperature to 70 95 DEG C, reducing system induced by oxidation, copolymerization, adding reaction of 60 120min, 20 50min reaction, then adding polyethylene glycol reaction is about 30 50min after the end of the reaction, cooling to below 40 C, in accordance with the needs of liquid and is obtained; the invention has simple production process, no waste discharge, green environmental protection, to reduce the high shear viscosity greatly in the coating application process, reduce the dosage of dispersant, the cost is reduced; by precise control of molecular weight, rigid backbone structure design, reduce the viscosity of coating and improve paint solid content, so as to improve the speed and reduce energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法和应用
本专利技术涉及一种可用于造纸行业涂布纸的新型降粘流变剂的制备方法和应用
技术介绍
现代的造纸行业，正在向着造纸机大型化、高速化方向发展，涂料也向更高固含量发展，部分涂料的固含量更是已经高达70％以上，这就给纸张涂布用流变剂的性能提出了更高的要求，同时也使涂布纸涂料配方的研究遇到了新的问题。涂料是由颜料、胶乳和水等组成的分散体系，这种体系可以看作是悬浮体的多相体系，理想的涂料要满足泵送、上料、计量、回流和流平等不同工段的工艺要求。这就要求对不同剪切速率范围内，尤其是受到较高剪切条件下涂料的流体动力学特性进行分析。在涂布纸生产过程中，特别是刮刀涂布，都属于涂料在受到较高剪切条件下进行的薄膜流动。能够改善涂料流变性能的助剂称之为流变改质剂，也称为流变剂，一般来说流变剂能够改善涂料稳定性和涂装性，提高涂膜质量。从流变学的角度来说，流变剂分成假塑性流变剂和触变性流变剂，二者之间的差别在于外加剪切力撤除后，体系结构恢复速度，这一特性是涂料流动和流平的主要影响因素。传统的流变剂，会对涂料的降粘效果不明显，且受到高固含、pH值等因素影响大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有流变剂技术的不足，提供一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备，以提高高固含涂料分散性，随着剪切速率的增加，涂料粘度下降。其涂布应用过程中减少分散剂的用量，降低成本，绿色环保可降解。为了达到以上目的，本专利技术设计了一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，包括丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和功能性单体混合液，在反应中还加入聚乙二醇、水、氧化剂、还原剂和液碱48％。作为优选,所述的是一种造纸涂布用新型降粘流变剂，其特征在于：由如下的质量份的组分组成：所述的一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，具体包括以下步骤：第一步：在四口烧瓶中加入2-5份的马来酸酐和5-10份衣康酸，水120-150份，均匀搅拌并加热使马来酸酐和衣康酸溶解，在60-70℃的温度下搅拌保温20-40min；第二步：在烧杯中加入100-120份丙烯酸、3-7份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和1-3份功能性单体混合液，进行搅拌混合，待固体完全溶解，待用；第三步：将0.5-2份氧化剂、适量的水，配制成溶液A，2-5份还原剂，适量的水，配制成溶液B，待体系温度升高到60-80℃之间，将滴加液A、B滴加到上述四口烧瓶中参与反应，并滴加混合单体进行反应，温度保持在70-95℃反应60-120min后，保温反应20-50min；第四步：加入10-20份聚乙二醇溶解反应，温度在70-95℃下反应30-50min；第五步：降温至30-40℃之间，用液碱48％调节以上混合液至pH值至5.0-7.0之间，出料，即得最终产品，且产品外观为亮黄色透明液体，固含量为40.0-42.0％。作为优选，所述功能性单体混合液主要是苄基丙烯酸酯、2-乙烯基吡啶、丙烯酸苄甲酯中的至少一种；所述的氧化剂是过硫酸铵；所述的还原剂是焦亚硫酸钠；所述的聚乙二醇是PEG1000、PEG1500、PEG2000三种中的任一种。本专利技术与常规降粘流变剂相比，本专利技术的优点在于:1.流变剂分子量的比较：本专利技术通过可控制自由基聚合和整体的反应协同所得流变剂拥有精准的分子量控制，流变剂分子量3000左右准确设计，对涂料的降粘效果更好，且分子量分布更均匀，有利于保证加入流变剂的涂料均匀分散，稳定降粘；表1是本专利技术与常规降粘流变剂的分子量区别2.流变剂结构比较：本专利技术产品通过引进含刚性结构的功能性单体进行自由基聚合反应的共聚物，由功能性基团和刚性链结构组成，从而保证较好的降粘效果及保水效果，且共聚物端基为强极性基团，有利于更好的吸附颜料粒子，达到良好的降粘效果。表2是本专利技术与常规降粘流变剂的结构区别综上所述，本专利技术产品与常规降粘流变剂比较具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，应该理解的是，这些实施例是用于说明本专利技术的基本原理、主要特征和优点，而本专利技术不受以下实施例的限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例1向四口烧瓶里加入130g水、5g马来酸酐和10g衣康酸，升温至60-70℃搅拌溶解，将6g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解、1g苄基丙烯酸酯、100g丙烯酸和20g水混合溶解，待用，同时，把2g的过硫酸铵溶解到16g水中配制氧化剂溶液，把3g焦亚硫酸钠溶解到30g水中配制还原剂溶液，待温度在70-80℃之间，同时滴加氧化剂溶液、还原剂溶液、并滴加混合功能性单体到上述四口烧瓶中参与反应，控温80-95℃滴加反应60-120min，然后保温反应20-50min；加入15g聚乙二醇(MW＝1000)溶解反应，温度在80-95℃下反应30-50min；降温至30-40℃之间，用液碱48％调节以上混合液至pH值至5.0-7.0之间，出料，即得最终产品。实施例2向四口烧瓶里加入120g水、2.5g马来酸酐和5g衣康酸，升温至60-70℃搅拌溶解，将5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解、2g2-乙烯基吡啶、110g丙烯酸和20g水混合溶解，待用，同时，把2g的过硫酸铵溶解到16g水中配制氧化剂溶液，把3g焦亚硫酸钠溶解到30g水中配制还原剂溶液，待温度在70-80℃之间，同时滴加氧化剂溶液、还原剂溶液、并滴加混合功能性单体到上述四口烧瓶中参与反应，控温80-95℃滴加反应60-120min，然后保温反应20-50min；加入10g聚乙二醇(MW＝1500)溶解反应，温度在80-95℃下反应30-50min；降温至30-40℃之间，用液碱48％调节以上混合液至pH值至5.0-7.0之间，出料，即得最终产品。实施例3向四口烧瓶里加入130g水、4g马来酸酐和8g衣康酸，升温至60-70℃搅拌溶解，将6g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解、3g丙烯酸苄甲酯、100g丙烯酸和20g水混合溶解，待用，同时，把2g的过硫酸铵溶解到16g水中配制氧化剂溶液，把2.5g焦亚硫酸钠溶解到30g水中配制还原剂溶液，待温度在70-80℃之间，同时滴加氧化剂溶液、还原剂溶液、并滴加混合功能性单体到上述四口烧瓶中参与反应，控温80-95℃滴加反应60-120min，然后保温反应20-50min；加入20g聚乙二醇(MW＝2000)溶解反应，温度在80-95℃下反应30-50min；降温至30-40℃之间，用液碱48％调节以上混合液至pH值至5.0-7.0之间，出料，即得最终产品。涂料应用实验1.涂料配制：现将瓷土分散成乳液，固含量为70％；加入分散剂，1500-2000r/min下高速分散搅拌10min，充分分散，将瓷土与固含量75％的碳酸钙乳液混合，高速分散5-10min，然后加入淀粉，充分分散，再加入胶乳，充分分散，再依次加入PVA、润滑剂、抗水剂AZC以及流变剂，利用4400r/min高剪切搅拌5-10min，最后利用10％的液碱调节涂料体系pH为8-9之间。设计5组相同涂料配方评估实验，唯一不同的是在于所加流变剂的不同，涂料评估配方如表1所示。表1注：碳酸钙GCC-70和高岭土共100份，其他化学品都是相对于100份绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，其特征在于：丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸和功能性单体混合液，在反应中还加入聚乙二醇、水、氧化剂、还原剂和液碱48％。

【技术特征摘要】
1.一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，其特征在于：丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和功能性单体混合液，在反应中还加入聚乙二醇、水、氧化剂、还原剂和液碱48％。2.根据权利要求1所述的是一种造纸涂布用新型降粘流变剂，其特征在于：由如下的质量份的组分组成：。3.根据权利要求1所述的一种造纸涂布用新型降粘流变剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：第一步：在四口烧瓶中加入2-5份的马来酸酐和5-10份衣康酸，水120-150份，均匀搅拌并加热使马来酸酐和衣康酸溶解，在60-70℃的温度下搅拌保温20-40min；第二步：在烧杯中加入100-120份丙烯酸、3-7份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和1-3份功能性单体混合液，进行搅拌混合，待固体完全溶解，待用；第三步：将0.5-2份氧化剂、适量的水，配制成溶液A，2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑保键，
申请(专利权)人：浙江九本环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33