一种两性造纸用表面施胶剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种两性造纸用表面施胶剂及其制备方法。它需要解决的技术问题是，提供一种施胶成本较低，储存稳定性优及调制涂布液的稳定性好，特别是抗杂质离子的干扰能力强，涂布液发泡性少，在纸纤维上定着性好，施胶效果优良的新型表面施胶剂。本发明专利技术使用两性高分子乳化剂，使硬单体、软单体、阳离子单体、阴离子单体、引发剂、分子量调节剂、交联剂、乳液稳定剂等通过乳液聚合，加水至使含固量在２５～３０％成产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种造纸用助剂，具体是一种两性造纸用表面施胶剂及其制 备方法。
技术介绍
施胶是造纸过程的重要工艺之一，施胶的方法有浆内施胶和表面施胶二 种方法，亦有在浆内和表面都施胶的双重施胶。浆内施胶是将施胶剂添加在 纸浆内的施胶方法，表面施胶是在纸页表面上涂覆一层胶膜的方法。近年造 纸行业为了提高造纸的生产性能(包括提高纸的质量，改善纸张表面性能及 改善环境、减少纸机的沾污与有关的工程障碍等问题)，表面施胶剂的使用日 渐广泛，比较有显著效果的纸种有新闻纸、中性印刷用纸和情报纪录用纸等。常用的表面施胶剂主要有变性淀粉，纤维素衍生物，瓜尔胶，虫胶等天然高分子和合成聚合物如聚乙烯醇PVA、 AKD、马来酸酐改性石油树脂和改 性醇酸树脂、苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)和丙烯酸酯马来酸共聚物等。 淀粉及其改性产物因价格低廉，原料易得，在一定条件下能满足要求而广泛 应用；它虽可以单独使用，但性能达不到要求。 一般的使用方法是将高分子 的表面施胶剂和淀粉混合使用，其涂布液中高分子表面施胶剂的用量为 0.1%~0.3%，氧化淀粉用量为4% 8%或8%~20%。随着石油工业的迅速发展和高分子合成工艺技术的进展，近年来丙烯酸 酯-苯乙烯聚合物(SAA)、丙烯酸酯-苯乙烯乳液(SAE)在造纸工业中的实 际应用越来越多。此类产品的主要优势是①原料易得，相对比较便宜。②产 品的性能可调性强(可根据不同的纸张浆料及涂布方法，纸张品种，选用不 同的离子单体或交联剂(单体)，及其配比；乳化剂种类等来调节)。尤其是 SAE产品成膜性优于SMA，抗水性好于SAA;而且避免了使用有机溶剂，可 减少对环境的污染；已成为当前的主流产品。丙烯酸酯-苯乙烯乳液(SAE)的合成主要由(甲基)丙烯酸酯及各种离子单体与交联剂通过乳液聚合而制成。就目前己知的乳液聚合方法与使用的乳化剂有中国专利技术专利(申请号200310117176.7)公开了用阴离子乳化剂(TX，ABS)), 将亲水单体(丙烯酸,AM，顺酐)，分子量调节剂，疏水性单体(苯乙烯，AN,醋酸乙 烯酯,丙烯酸酯)，进行乳液聚合，之后再加入施胶促进剂及配合剂(EPCL，乙二 醛)最终制成阴离子SAE作为表面施胶剂的方法。中国专利技术专利(申请号200710042968.0)用阳离子乳化剂，将阳离子单体， 交联单体(AM等)，(甲基)丙烯酸酯单体与苯乙烯，过硫酸盐，通过自由 基乳液聚合，最终制成阳离子SAE作为表面施胶剂的方法。中国专利技术专利(申请号200710032539.5)用核壳无皂型，功能单体(乙烯基 磺酸钠，丙烯酸羟乙酯)，丙烯酸酯系软单体，硬单体(AM，AN)，离子单体(丙 烯酸,衣康酸)，分子量调节剂，APS，高分子聚合物(PVA，CMC))最终制成阴 离子SAE作为表面施胶剂的方法。其他还有中国专利技术专利(申请号200710050563,1)、(申请号 200710031864X)、(申请号200710307732.5)、(申请号200810019U3.0)等。 总之从采用的乳化剂看仅有低分子的阳离子乳化剂或低分子的阴离子乳化剂 或不用乳化剂(采用无皂乳化的聚合方法)。这就造成了产品的储存稳定性及 调制涂布液的稳定性不好，特别是抗杂质离子的干扰能力差，涂布液发泡性 有待改善，施胶效果也不理想。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是，克服己有技术所存在的不足，提供一种 施胶成本较低，储存稳定性优及调制涂布液的稳定性好，特别是抗杂质离子 的干扰能力强，涂布液发泡性少，在纸纤维上定着性好，施胶效果优良的新 型表面施胶剂。在现有技术中一般均使用低分子的阳离子乳化剂或低分子的阴离子乳化 剂进行乳液聚合，这就使表面施胶剂乳液储存稳定性及调制涂布液的稳定性 不好，易形成泡沫，也有技术为避开由于乳化剂引起的不稳定性，提出不用乳化剂，即无皂乳液聚合法，但由于失去了乳化剂的保护，产品稳定性仍然 不理想，而且固含量难做高，大生产易生成凝胶，为解决这一问题，本专利技术 提出采用特别的两性高分子乳化剂，它的优点是，相容性好，避免了乳化剂 从聚合物粒子上解吸或在乳胶膜上的迁移。从而提高表面施胶剂乳液的稳定 性，发泡性，并同时提高施胶性。另一方面在现有技术中一般均使用单一的阳离子表面施胶剂乳液或阴离 子表面施胶剂乳液，虽然也有现有技术提出用阳离子表面施胶剂乳液与阴离 子表面施胶剂乳液的复配物，但对于越来越多地采用废纸及纸厂因环境保护 的需要，日益加大的再循环率使其水质的不断下降，导致体系中杂质离子的 增加等因素使单一的离子或物理的复配已不能取得较好的表面施胶效果，为 此本专利技术提出在表面施胶剂主链上分别引入阳离子基团，阴离子基团；并引 入交联剂制得具有形成网状结构功能的两性表面施胶剂。鉴于上述二点，本专利技术提出采用两性高分子乳化剂的同时在表面施胶剂 主链上分别引入阳离子基团，阴离子基团；并引入交联剂制得具有形成网状 结构功能的两性表面施胶剂。并引入乳液稳定剂的总体设计方案，制得了具 有稳定性好，特别是抗杂质离子的干扰能力强，发泡性少，在纸纤维上定着 性好，施胶效果显著的新型表面施胶剂。根据以上新构思，本专利技术采用下述技术方案。本专利技术的两性造纸用表面施胶剂，其特征在于表面施胶剂中各组分的 重量份为硬单体 0.5 60 (优选为15 50)，软单体 5 60 (优选为10 50)，阳离子单体 0.1 10 (优选为1 8)，阴离子单体 0.1 10 (优选为1 8)，两性高分子乳化剂 15 110 (优选为20 100)，引发剂 0.1 10 (优选为1.5 8)，分子量调节剂 0.1 5 (优选为1 4)，交联剂 0.5 20 (优选为1 15)，乳液稳定剂 0.1 2 (优选为0.2 1.5)，水加至使含固量在 25 30%;所述的硬单体是丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯、a-甲基 苯乙烯、烷基碳数为1 6的甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯中的一种或几种 的混合物；所述的软单体是碳数为1 18的丙烯酸烷基酯(如丙烯酸丁酯、丙烯 酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁酯等)、烷基碳数为8 18的甲基丙烯酸 垸基酯中的一种或几种的混合物；所述的阳离子单体是含叔胺基的单体(如二甲胺基垸基(甲基)丙烯 酸酯、二垸基胺基垸基(甲基)丙烯酰胺)，含季胺盐基的单体(如二甲胺基 烷基(甲基)丙烯酸酯卞基氯化物季胺盐，二甲胺基烷基(甲基)丙烯酸酯 氯甲垸季胺盐、垸基丙烯酰氧垸基三甲基氯化胺)，二烯丙基二甲基氯化胺中 的一种或几种的混合物；所述的阴离子单体是甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、富马 酸、含磺酸基、磷酸酯及其酸盐的不饱和单体(如苯乙烯磺酸纳、丙烯酰胺 基甲基丙磺酸等)中的一种或几种的混合物；所述的引发剂是过氧化物(如过氧化氢、过氧化异丙苯、过氧化二叔 丁基、过氧化二异丙苯)、偶氮化合物(如偶氮二异丁腈等)、过硫酸盐(如 过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾)中的一种或几种的混合物；所述的分子量调节剂是正十二硫醇、叔十二硫醇中的一种或其混合物；所述的交联剂是乙二醛、环氧氯丙垸、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-P-羟丙酯中的一种或几种的混合物；所述的乳液稳定剂是纳米级蒙脱土分散液与聚乙烯醇和/或羧甲基纤维 素的任意比例的混合物；所述的两性本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据权利要求１所述的两性造纸用表面施胶剂，其特征在于：各组分的重量份为：　硬单体　０．５～６０，　软单体　５～６０，　阳离子单体　０．１～１０，　阴离子单体　０．１～１０，　两性高分子乳化剂　１５～１１０，　引发剂　０．１～１０，　分子量调节剂　０．１～５，　交联剂　０．５～２０，　乳液稳定剂　０．１～２，　水加至使含固量在　２５～３０％；　所述的硬单体是：丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯、α－甲基苯乙烯、烷基碳数为１～６的甲基丙烯酸烷基酯、醋酸乙烯酯中的一种或几种的混合物；　所述的软单体是：碳数为１～１８的丙烯酸烷基酯、烷基碳数为８～１８的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种的混合物；　所述的阳离子单体是：含叔胺基的单体、含季胺盐基的单体、二烯丙基二甲基氯化胺中的一种或几种的混合物；　所述的阴离子单体是：甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、马来酸酐、富马酸、含磺酸基、磷酸酯及其酸盐的不饱和单体中的一种或几种的混合物；　所述的引发剂是：过氧化物、偶氮化合物、过硫酸盐中的一种或几种的混合物；　所述的分子量调节剂是：正十二硫醇、叔十二硫醇中的一种或其混合物；　所述的交联剂是：乙二醛、环氧氯丙烷、Ｎ－羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸－β－羟丙酯中的一种或几种的混合物；　所述的乳液稳定剂是：纳米级蒙脱土分散液与聚乙烯醇和／或羧甲基纤维素的任意比例的混合物；　所述的两性高分子乳化剂是由下列重量份的组分配比合成：　引发剂　０．５～５，　苯乙烯　１～８０，　阴离子单体　０．５～１０，　阳离子单体　１０～５０，　烷基碳数为１～１４的丙烯酸烷基酯中的一种或几种的复配物　１～５０，　烷基碳数为１～１４的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种的复配　１～５０，　分子量调节剂：正十二硫醇、叔十二硫醇中的一种或其混合物１～５，　有机溶剂　１～２０，　水溶化剂　２～１０，　交联剂　０．５～２０，　水加至使含固量在　１５～２５％；　其中，引发剂、阳离子单体、阴离子单体与表面施胶剂组分中的相同；有机溶剂是：２～１４碳数的醇及其醚或酯，３～１４碳数的酮中的一种或几种的混合物；水溶化剂是：烷基碳数为１～３的羧酸，无机酸及其盐中的一种或几种的混合物。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建平，中田智彦，吕英杰，汪曾祁，黄兴耀，
申请(专利权)人：杭州杭化播磨造纸化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]