一种遮盖性流变剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种遮盖性流变剂，其各组分按流变剂总质量的百分比计算，包括阳离子单体3‑8％、阴离子单体1‑3％、硬单体25‑35％、交联单体1‑5％、链转移剂0.1‑0.4％、非离子表面活性剂0.25‑0.8％、引发剂0.1‑0.3％、还原剂0.02‑0.1％、PH缓冲剂0.6‑1％、防腐剂0.1‑0.4％，余量为水。本发明专利技术还公开了上述遮盖性流变剂的制备方法，将除去引发剂和防腐剂的主要组分加入反应釜混合均匀后升温，分四阶段依次加入引发剂总量的25％进行反应并控温，最后降温制得产品。本发明专利技术制备方法简单，能大幅度改善涂料中矿物颜料颗粒的分散性、流变性、运行稳定性，改善涂层的遮盖性等，进而改善涂布纸张表面的光泽度、平滑度和白度，同时降低涂料成本。

A covering rheological agent and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种遮盖性流变剂及其制备方法
本专利技术涉及遮盖性流变剂，尤其涉及一种用于高含量碳酸钙造纸涂料中的分散型流变剂。
技术介绍
随着时代的进步及人们需求的日益上涨，包装纸的需求越来越高端。高低端包装纸的区别，除开了纸基材，主要是其表面的平滑度。影响表面平滑度的因素，主要是面层纸的粗糙情况及涂料的流动、及流平性，及假性流体(低剪切的粘度高，高剪切的粘度低)。造纸涂料的主要成分是颜料、胶粘剂、流变剂、分散剂、润滑剂、抗水剂、消泡剂等。其中的流变剂对涂料的运行性能和涂层的涂布效果起到非常重要的作用。理想的涂料要具备的主要特征是：在低剪切条件下具有比较高的粘度在高剪切条件下具有比较低的粘度，使涂料具有较好的动态保水性。现有技术中，用于生产所采用的造纸涂料的流变剂水平不够好，难以满足高固含的涂料的流动及流平性，并进一步引起涂层的遮盖性、平滑度及粗糙度达不到要求，涂料的动态保水性不是太好，增加了纸的制造难度。当碳酸钙作为涂布涂料颜料时，涂料的流动性较好，但是因为碳酸钙粒径分布宽，容易使涂料光泽度低、遮盖性低、保水性差。因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于高含量碳酸钙造纸涂料中的分散型流变剂，可改善涂料遮盖性、提高涂料运行稳定性。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中造纸涂料的流变性能差、遮盖性低、保水性差的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种遮盖性流变剂，其各组分按流变剂总质量的百分比计算，包括阳离子单体3-8％、阴离子单体1-3％、硬单体25-35％、交联单体1-5％、链转移剂0.1-0.4％、非离子表面活性剂0.25-0.8％、引发剂0.1-0.3％、还原剂0.02-0.1％、PH缓冲剂0.6-1％、防腐剂0.1-0.4％，余量为水。本专利技术选用阳离子单体和阴离子单体，使其共聚，并与配伍合理的长链烷基单体、硬单体、交联单体与其他组分如链转移剂、非离子表面活性剂等一起作用，制成一种带正负两种电荷(两性)的纳米枝化分子聚合物，这种含有两种电荷的共聚物在涂料中拥有较好的使用效果，使得无机颜料颗粒更好的分散，从而获得很好的涂料流变性能。本专利技术的遮盖性流变剂中，所述的阳离子单体为丙烯基胺、二丙烯基胺、三烯丙基胺、N，N-二甲基丙烯酸酯、N，N-二甲胺基乙基丙烯酸酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基二甲基乙基硫酸铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲铵甲基硫酸盐中的一种或多种。优选地，所述的阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基二甲基乙基硫酸铵中的一种或多种。所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、苯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。优选地，所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸中的一种或多种。所述的硬单体为苯乙烯、a-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯代苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯腈、二丙烯酸新戊二醇酯、苯基甲基丙烯酸酯中的一种或多种。优选地，所述的硬单体为苯乙烯、a-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯中的一种或多种。所述的交联单体为甲基丙烯酸羟乙酯、乙二醇二甲基丙烯酸、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丁二醇双丙烯酸酯、1.6-己二醇二丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二酰基化物、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。所述的链转移剂为异丙醇、巯基乙醇、十二烷基硫醇中的一种或多种。所述的非离子表面活性剂为PEG400、PEG600、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯中的一种或多种。所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯甲酰、双氧水、硝酸铈铵中的一种或多种。优选地，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种。与其他引发剂相比，过硫酸钾、过硫酸铵的反应活性高，价格低。所述的还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、甲醛次硫酸氢钠中的一种或多种。所述的PH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或两种。所述的防腐剂为1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮。本专利技术还提供了一种上述的遮盖性流变剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照各组分的质量百分比，将水、链转移剂、非离子表面活性剂、PH缓冲剂、还原剂、阳离子单体、阴离子单体、硬单体和交联单体加入反应釜混合均匀；(2)向反应釜中通入蒸汽，边高速搅拌边加热至60-90℃；(3)降低搅拌速度，停止加热，加入引发剂总量的25％，反应开始时开启冷却水，保持温度稳定；(4)反应60分钟后，第二次加入引发剂总量的25％，保持温度稳定；(5)反应60分钟后，第三次加入引发剂总量的25％，保持温度稳定；(6)反应60分钟后，第四次加入引发剂总量的25％，通过控制冷却水的流量提高反应温度2-4℃；(7)反应60分钟后，降温，即制得分散型流变剂。本专利技术制得的流变剂为淡黄色透明液体，室温下粘度<500cps，保存半年粘度稳定。本专利技术的遮盖性流变剂的作用机理为：本专利技术的产品在主链上接枝大量阴阳离子及其他官能团单体，形成特殊结构的高分子聚合物；大量存在的阳离子基团使聚合物吸附在碳酸钙颗粒表面，形成包裹层。该包裹层将碳酸钙颗粒分离且规整排列，分散均匀避免碳酸钙颗粒本身絮聚沉淀；并且互相之间产生络合作用，一定程度增强涂料低剪切粘度和抵抗应力。此外，产品中存在较多的亲水基团，如-OH等，能稳固涂料中的水分子，提升涂料保水性。因此对比市面现有产品，本专利技术产品加入涂料中，在实现有效分散涂料的同时还具有：(1)提升涂料低剪切粘度，(2)提升涂料保水性，(3)较高的抵抗应力，在涂布过程中涂料瞬时粘度提升，提升涂层遮盖性、平整性，进而改善成纸的光滑度及粗糙度。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的遮盖性流变剂的作用原理图。具体实施方式本专利技术提供的遮盖性流变剂其各组分按流变剂总质量的百分比计算，包括阳离子单体3-8％、阴离子单体1-3％、硬单体25-35％、交联单体1-5％、链转移剂0.1-0.4％、非离子表面活性剂0.25-0.8％、引发剂0.1-0.3％、还原剂0.02-0.1％、PH缓冲剂0.6-1％、防腐剂0.1-0.4％，余量为水。图1是本专利技术的遮盖性流变剂的作用原理图。在主链上接枝大量阴阳离子及其他官能团单体，形成特殊结构的高分子聚合物；大量存在的阳离子基团使聚合物吸附在碳酸钙颗粒表面，形成包裹层，如图1中所示，该包裹层将碳酸钙颗粒分离且规整排列，分散均匀避免碳酸钙颗粒本身絮聚沉淀，并且互相之间产生络合作用，一定程度增强涂料低剪切粘度和抵抗应力；由于还存在较多的亲水基团，如-OH等，能稳固涂料中的水分子，提升涂料保水性。以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。表1：实施例1-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遮盖性流变剂，其特征在于，其各组分按流变剂总质量的百分比计算，包括阳离子单体3‑8％、阴离子单体1‑3％、硬单体25‑35％、交联单体1‑5％、链转移剂0.1‑0.4％、非离子表面活性剂0.25‑0.8％、引发剂0.1‑0.3％、还原剂0.02‑0.1％、PH缓冲剂0.6‑1％、防腐剂0.1‑0.4％，余量为水；其中，所述阳离子单体为丙烯基胺、二丙烯基胺、三烯丙基胺、N，N‑二甲基丙烯酸酯、N，N‑二甲胺基乙基丙烯酸酯、N，N‑二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基二甲基乙基硫酸铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲铵甲基硫酸盐中的一种或多种；所述阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、苯磺酸钠、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种遮盖性流变剂，其特征在于，其各组分按流变剂总质量的百分比计算，包括阳离子单体3-8％、阴离子单体1-3％、硬单体25-35％、交联单体1-5％、链转移剂0.1-0.4％、非离子表面活性剂0.25-0.8％、引发剂0.1-0.3％、还原剂0.02-0.1％、PH缓冲剂0.6-1％、防腐剂0.1-0.4％，余量为水；其中，所述阳离子单体为丙烯基胺、二丙烯基胺、三烯丙基胺、N，N-二甲基丙烯酸酯、N，N-二甲胺基乙基丙烯酸酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基二甲基乙基硫酸铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲铵甲基硫酸盐中的一种或多种；所述阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、富马酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、苯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。2.如权利要求1所述的遮盖性流变剂，其特征在于，所述硬单体为苯乙烯、a-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯代苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯腈、二丙烯酸新戊二醇酯、苯基甲基丙烯酸酯中的一种或多种。3.如权利要求1所述的遮盖性流变剂，其特征在于，所述交联单体为甲基丙烯酸羟乙酯、乙二醇二甲基丙烯酸、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丁二醇双丙烯酸酯、1.6-己二醇二丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二酰基化物、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏春生，千胜宇，葛政台，
申请(专利权)人：宁波市嘉化新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33