一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了无机

【技术实现步骤摘要】
一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及造纸
，具体涉及一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶剂的制备方法。

技术介绍

[0002]对于含有较多非木材纤维的纸种来说，要获得较高的表面强度、印刷适性和纸形稳定性，必须采用表面施胶，并选择较好的表面施胶剂，以提高纸张的质量。由于内施胶剂容易受生产条件的影响；同时随着印刷技术的改进、高速印刷和高黏度油墨的应用，对纸张表面强度提出了更高要求，必须对纸张进行表面施胶以达到使用要求。因此目前国内外对造纸的表面施胶给予了愈来愈多的重视。但目前的二次加工用化学品中，表面施胶剂仍存在一些问题，主要是：涂布后仍不能保证达到浆内施胶的效果；抗水性能较差，特别是耐水洗性能不能达到一些特殊纸种如特种纸的要求；表面强度差，掉毛掉粉现象仍较严重等。目前所使用的改性淀粉或聚乙烯醇以及一般聚丙烯酸酯类表面施胶剂均不能满足纸张高表面强度要求。无法实现疏水性能、黏结性能和成膜性能的统一，更无法实现表面施胶代替浆内施胶。因此，需要对现有施胶剂进行改性以满足要求。
[0003]申请号为CN201310736889.5的专利提供了一种纸张复合表面施胶剂的制备方法，而提供一种综合性能好的表面施胶剂的制备方法。以聚合物二元醇和二异氰酸酯为原料，加入含羟基的改性剂，在80
‑
90℃和惰性气体保护下搅拌反应制得水性聚氨酯低聚物；加入亲水物质，于80
‑
90℃搅拌反应2.5
‑/>3.5小时，得到水性聚氨酯预聚物；温度降至45
‑
50℃，加入中和剂和助溶剂，搅拌反应，使水性聚氨酯预聚物中和成盐；温度降至5
‑
10℃，依次加入水、部分淀粉、扩链剂，然后升温到50
‑
60℃，反应制得羟基硅油改性的水性聚氨酯；减压蒸馏去除助溶剂，再加入剩余的淀粉，升温至90℃，搅拌反应得到改性水性聚氨酯/淀粉复合表面施胶剂。申请号为CN201310212764.2的专利提供了一种有机/无机纳米复合表面施胶剂的制备方法。本专利技术首先将埃洛石纳米管置于无水乙醇中，先搅拌分散，再超声分散。其次，将偶联剂溶于无水乙醇后倒入上述埃洛石纳米管分散体系中。然后，将上述混合所得的分散体系转至三口烧瓶中，加热并搅拌。对所得混合物进行抽滤，并用多次洗涤，经粉碎、过筛，得到改性埃洛石纳米管。最后将改性埃洛石纳米管加入到由三种高分子聚合物按一定比例组合构成的复合乳液中，并使其充分分散，制得有机/无机纳米复合表面施胶剂。本专利技术利用埃洛石纳米管改性聚合物体系，强化聚合物体系的力学性能，制备得到具备良好系统兼容性和流动性的有机/无机纳米复合表面施胶剂。由上述现有技术可知，目前常常采用无机改性、有机改性或共混来改善单一种类施胶剂的性能不佳的问题。但是在改性时如何提高施胶剂中各组分的相容性是提高施胶剂性能的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种无机
‑
有机杂
化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，本专利技术采用聚合物与磷石膏进行杂化形成磷石膏晶须改性聚合物，然后采用2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸单体对酸化淀粉进行接枝共聚来改性淀粉，最后将二者混合制备复合施胶增强剂，本专利技术制得的复合施胶增强剂与纸纤维具有很好的亲和性，可有效改善纸张的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将磷石膏晶须、KH570和水混合超声处理，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；
[0008](2)将单体、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、去离子水混合搅拌处理，然后升温，加入引发剂溶液反应，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
[0009](3)将酸化淀粉分散于去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热并通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入硫酸亚铁铵溶液、过氧化氢溶液和2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸，搅拌反应，反应结束后滴加对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
[0010](4)将聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶和去离子水混合搅拌，然后加热糊化处理，之后升温处理，之后降温，并加入上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4
‑
5，制得施胶增强剂。
[0011]作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，磷石膏晶须的平均直径为3
‑
5μm，长径比为10:1，磷石膏晶须、KH570的质量比为1：(0.01
‑
0.02)。
[0012]作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，所述引发剂溶液为浓度为1
‑
2wt％的过硫酸钾溶液，所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、引发剂溶液的质量比为1：(1
‑
1.5)：(1
‑
1.5)：(0.08
‑
0.1)(0.05
‑
0.1)：1。
[0013]作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述反应的温度为65
‑
75℃，反应的时间为2
‑
3h。
[0014]作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述酸化淀粉的制备方法为：将玉米淀粉和去离子水混合，然后升温，并加入盐酸溶液，搅拌处理，之后滴加氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述盐酸溶液的浓度为2mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5wt％；所述玉米淀粉、盐酸溶液的用量比为11g：(1
‑
1.5)ml；所述搅拌处理的温度为45
‑
55℃，时间为1
‑
3h。
[0016]作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述淀粉悬浮液的浓度为25
‑
35wt％，硫酸亚铁铵溶液的浓度为0.45
‑
0.55wt％，所述过氧化氢溶液的浓度为30wt％，所述对苯二酚溶液的浓度为1.5
‑
2.5wt％，所述淀粉悬浮液、硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液、2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸的用量比为400ml：(25
‑
30)ml：(25
‑
35)ml：(15
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将磷石膏晶须、KH570和水混合超声处理，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；(2)将单体、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、去离子水混合搅拌处理，然后升温，加入引发剂溶液反应，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；(3)将酸化淀粉分散于去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热并通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入硫酸亚铁铵溶液、过氧化氢溶液和2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸，搅拌反应，反应结束后滴加对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；(4)将聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶和去离子水混合搅拌，然后加热糊化处理，之后升温处理，之后降温，并加入上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4
‑
5，制得施胶增强剂。2.根据权利要求1所述的一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，磷石膏晶须的平均直径为3
‑
5μm，长径比为10:1，磷石膏晶须、KH570的质量比为1：(0.01
‑
0.02)。3.根据权利要求1所述的一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，所述引发剂溶液为浓度为1
‑
2wt％的过硫酸钾溶液，所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、引发剂溶液的质量比为1：(1
‑
1.5)：(1
‑
1.5)：(0.08
‑
0.1)(0.05
‑
0.1)：1。4.根据权利要求1所述的一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为65
‑
75℃，反应的时间为2
‑
3h。5.根据权利要求1所述的一种无机
‑
有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸化淀粉的制备方法为：将玉米淀粉和去离子水混合，然后升温，并加...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春松，
申请(专利权)人：黔南高新区绿色化工技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：