一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的方法，包括如下步骤：将聚合分散剂、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体、功能性阳离子单体与水混合，加热至80‑90℃，然后加入引发剂反应，充分反应后得到环保型表面施胶剂，所述聚合分散剂是由马来酸酐和聚乙烯醇经缩聚反应后再和氯磺酸反应而成的。本发明专利技术环保型表面施胶剂是一种能满足纸张表面施胶用的高性能、环保的产品。该产品与淀粉一起对原纸进行表面施胶，能显著改善纸张耐水性能。同时亦能改善纸张的表强。

Method for synthesizing environment-friendly surface sizing agent by soap free emulsion method

【技术实现步骤摘要】
一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的方法
本专利技术涉及表面施胶剂制备领域，尤其涉及一种耐水性强且提高纸张表面强度的表面施胶剂。
技术介绍
表面施胶剂的加入可以改善纸页性能或增加纸或纸板的表面性能、强度及抗水性。表面施胶剂对造纸工业的发展意义重大，造纸工作者们也十分希望能通过表面施胶来改进纸张性能、提高产品档次，以满足当前造纸、印刷及相关领域不断发展的需求。表面施胶剂产品的性能优劣直接影响到表面施胶的效果。聚合物表面施胶剂作为近年来出现的新产品以其独特的性能在造纸工业中得到迅速发展，它可以满足各种纸张产品的生产需求，为高档纸张和特种纸的开发提供有力保障。国内聚合物表面施胶剂的研发工作起步较晚，目前开发的产品与国外几大化学品公司产品性能相比仍有一定差距，尤其是高档纸张的表面施胶剂市场几乎被国外公司产品垄断。因此，研究开发适用范围广、高效价廉、环境友好型的聚合物表面施胶剂是十分必要的和紧迫的，对于提高纸张质量、降低企业生产成本、取代国外进口产品、增强纸张产品竞争能力、推动我国造纸工业的发展都具有深远的意义。在现有技术中，CN102140768A公开的一种施胶剂，采用了天然高分子作为乳化剂合成一款阳离子型表面施胶剂，但因为天然高分子中本身存在大量的亲水性基团，同时天然高分子改性剂将天然高分子降解后，乳化剂在成膜过程中易于向界面迁移富集，由此对聚合物成膜的耐水性和附着力产生负面影响。CN200710032539采用无皂乳液聚合合成了一款阴离子SAE表面施胶剂，但作为表面施胶剂阳离子型的性能要比阴离子型的更强。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种高效环保型表面施胶剂的制备方法，以解决
技术介绍
存在的上述缺陷。本专利技术是通过如下的技术方案实现的：一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的方法，包括如下步骤：将聚合分散剂、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体、功能性阳离子单体与水混合，加热至80-90℃，然后加入引发剂反应，充分反应后得到环保型表面施胶剂，所述聚合分散剂，是由马来酸酐和聚乙烯醇经缩聚反应后再和氯磺酸反应而成的。作为优选的技术方案，各组分的用量按重量份数计分别如下：其中水是用于分散各组分，本领域技术人员可以容易地根据产品实际使用的需要，调节水的用量。优选500-890份。当然，根据产品实际使用的需要，还可在本专利技术配方中加入适量水以调节最终产品的固含量，例如可再加入300-900重量份的水。优选的，所述功能性阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种。优选的，所述聚合分散剂的制备方法包括如下步骤：将马来酸酐和聚乙烯醇混合，加热至熔融后进行缩聚反应；反应完成后降温，加入氯磺酸，至反应完全后得到所述聚合分散剂。优选的，各组分的用量按重量份数计分别如下：马来酸酐100份、聚乙烯醇600-800份、氯磺酸120-150份。优选的，所述缩聚反应的温度为80-120℃，反应时间为2-4hr，反应完成后降温至40-60℃，加入氯磺酸，继续反应1-3hr，得到所述聚合分散剂。优选的，所述(甲基)丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环已酯、丙烯酸月桂酯中的至少一种。优选的，所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二月桂酸、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过硫酸钠、双氧水-硫酸亚铁、过硫酸钠-亚硫酸钠、过硫酸钠-亚硫酸氢钠、过硫酸钠-次亚磷酸钠中的至少一种。作为进一步优选的技术方案，引发剂可以在步骤一中一次性加入，也可以在步骤一中加入一部分，然后在步骤二的聚合反应中加入剩余的部分。如果引发剂分两部分加入，则在步骤一中至少加入占总用量75wt％的引发剂。本专利技术制备得到的环保型表面施胶剂的固含量为25-30wt％，pH为2-3。本专利技术还提供上述环保型表面施胶剂在纸张表面施胶中的应用，具体是将所述环保型表面施胶剂与糊化后的氧化淀粉按照质量比0.7-1.2：100(两者均为绝干量)复配得到施胶液，用于纸张表面施胶。本专利技术高效环保型表面施胶剂的制备方法中，本专利技术人发现在用该表面剂施胶剂涂覆于纸张表面后能大幅降低纸张的Cobb值，同时在检测纸张表面强度时，发现表面强度亦有增强，符合高性能表面施胶剂的要求。该施胶剂在降低纸张Cobb值的同时亦能提高纸张表强主要是(1)采用自制高分子分散剂，当表面施胶剂涂覆于纸张表面时，分散剂不会迁移至界面，从而导致性能降低。(2)自制乳液为阳离子型表面施胶剂，阳离子与纸张纤维结合更强，导致施胶性能更加出色。(3)自制聚合物分散剂中采用了马来酸酐，马来酸酐里含有双键，在第二步乳液聚合时，马来酸酐中的双键与单体反应使得单体接枝于分散剂分子上，使纸张有较好的耐水性，同时亦能提高纸张的表强。本专利技术环保型表面施胶剂是一种能满足纸张表面施胶用的高性能、环保的产品。该产品与淀粉一起对原纸进行表面施胶，能显著改善纸张耐水性能。同时亦能改善纸张的表强。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行阐述，但并不限制本专利技术。实施例11、聚合物分散剂制备：在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入100克马来酸酐，600克聚乙烯醇，加热熔融，80℃反应3hr。降温至40℃加入120g氯磺酸，继续反应1hr。2、高效环保型表面施胶剂的制备：在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入500克去离子水，加热至50℃，依次加入10克聚合物分散剂，180克混合单体(100g苯乙烯、80g丙烯酸乙酯)，1克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至80℃，加入1g过硫酸铵，反应1.5hr。加入0.5克过硫酸铵继续反应1hr。冷却后经325目滤网过滤得表面施胶剂，pH＝2.28，固含量＝27.2％。实施例21、聚合物分散剂制备：在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入100克马来酸酐，650克聚乙烯醇，加热溶解，90℃反应3hr。降温至50℃加入125g氯磺酸，继续反应1.5hr。2、高效环保型表面施胶剂的制备：在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入600克去离子水，加热至50℃，依次加入20克聚合物分散剂，200克混合单体(100g苯乙烯、100g丙烯酸乙酯)，2克二甲基二烯丙基氯化铵，升温至90℃，加入1g过硫酸钾，反应2.0hr。加入0.5克过硫酸钾继续反应1hr。冷却后经325目滤网过滤得表面施胶剂，pH＝2.35，固含量＝26.1％。实施例3在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入100克马来酸酐，700克聚乙烯醇，加热溶解，95℃反应3hr。降温至50℃加入130g氯磺酸，继续反应2.5hr。2、高效环保型表面施胶剂的制备：在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的1000ml四口烧瓶中，加入530克去离子水，加热至50℃，依次加入35克聚合物分散剂，160克混合单体(100g苯乙烯、60g丙烯酸异辛酯)，1.5克二甲基二烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚合分散剂、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体、功能性阳离子单体与水混合，加热至80‑90℃，然后加入引发剂反应，充分反应后得到环保型表面施胶剂，所述聚合分散剂是由马来酸酐和聚乙烯醇经缩聚反应后再和氯磺酸反应而成的。

【技术特征摘要】
1.一种无皂乳液法合成环保型表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚合分散剂、(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体、功能性阳离子单体与水混合，加热至80-90℃，然后加入引发剂反应，充分反应后得到环保型表面施胶剂，所述聚合分散剂是由马来酸酐和聚乙烯醇经缩聚反应后再和氯磺酸反应而成的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各组分的用量按重量份数计分别如下：3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能性阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合分散剂的制备方法包括如下步骤：将马来酸酐和聚乙烯醇混合，加热至熔融后进行缩聚反应；反应完成后降温，加入氯磺酸，至反应完全后得到所述聚合分散剂。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，各组分的用量按重量份数计分别如下：马来酸酐100份、聚乙烯醇600-800份、氯磺酸120-150份。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缩聚反应的温度为80-120℃，反应时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，谢中怡，尹东华，
申请(专利权)人：上海东升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31