一种阳离子表面施胶剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阳离子表面施胶剂及其制备方法，原料成分和重量百分比含量为：苯乙烯８～１７％、丙烯酸丁酯５～１５％、丙烯酰胺０．５～５％、Ｎ－羟甲基丙烯酰胺０．５～５％、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵１～５％、淀粉２～８％、淀粉酶０．００１～０．００３％、有机酸０．２～０．７％、乳化剂０．２～０．８％、２７％双氧水１～５％、氯化亚铁０．０１～０．０５％以及余量的水，通过淀粉糊化、单体预乳化、乳液聚合步骤制备而成，本发明专利技术用于纸张的表面施胶，达到提高纸张的抗水性、改善纸张的环压强度、表面强度等物理性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于造纸助剂领域，具体涉及一种阳离子表面施胶剂及其制备 方法。
技术介绍
表面施胶与内施胶相比，表面施胶的施胶剂留着率接近100°/。，使用效率高，施胶成本相对较低，还能够减少网和毛布的沾污，提高网毯寿命， 提高产量和纸机运行稳定性，减少了设备腐蚀性和停机更换备件及刷洗检 修时间。通过表面施胶，胶覆盖在纸页表面并渗透和填充在纤维之间的空 隙中，可使纸的表面平滑细腻。而且胶膜可增加纸的表面强度，减少印刷 过程中掉毛、掉粉等糊版的现象。可以控制油墨渗透性，提高印刷光泽度 和减少"透印"现象，使印迹清晰、鲜艳。能够提高纸的伸长率、耐折度、 耐破度、抗水性。传统的表面施胶剂主要有动物胶、淀粉、石蜡胶、植物胶，后来又发展到使用PVA、 CMC、 PAM等。传统的表面施胶剂一般存在粘度高，胶 液使用中易凝胶、老化或分离沉淀，易腐败，成膜效果差或膜易溶解，抗 水性不足等缺点。为了克服上述表面施胶剂的缺点和进一步提高表面施胶 效果，七、八十年代国外又陆续开发使用了 AKD、藻朊酸钠、脱乙酰甲 壳素、改性瓜尔胶、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂等改性天然胶料和合成胶 料，但也具有各种各样的局限性和易水解、成本高等缺点。目前主要以合 成表面施胶剂为主SAA、 SMA、 SAE，尤其是SAE对纸张表面性能的提高更为明显，水性聚合的SAE相对于油性聚合的SAA、 SMA更环保。 美国专利US4835212描述基于(a) 20 65%丙烯腈，(b)35 80。/o含 有l个或多个羟基、3 8个饱含碳原子的丙烯酸酯/盐，(c)0 10。/。不饱和 单体。在2.7 15%的降解淀粉的溶液里，用过氧化氢为引发剂进行乳液 聚合，得一种水溶性表面施胶剂。但因淀粉降解程度影响接枝效果，产品 的施胶效果不理想。美国专利US6426381描述基于由自由基乳液聚合得到的水溶性聚合 物，这些不饱和单体包含至少a、 30 60%苯乙烯，b、 60 30%C1 C4 的烷基(甲基)丙烯酸酯，c、 0 10%其它可聚合的不饱单体，d、 10 40%分子量为500 10000的降解淀粉，e、键合水溶性氧化还原体系作为 自由基乳液聚合的引发剂。日本专利JP 58/115196描述基于苯乙烯/丙烯酸酯共聚物，接枝在水溶性高分子量多羟基化合物包括淀粉，作为纸张加强剂具有施胶效果。这些 接枝共聚物可以由苯乙烯和丙烯酸酯共聚得到，如丙烯酸正丁酯和前面所 说水溶性淀粉形成水溶性分散剂。如过程中所描述，淀粉在高分子量形式 下使用，在聚合前不用进一步降级。引发剂有过硫酸钾、过硫酸铵或者偶 氮二异丁腈，二氢氯化物。但粗分子分散剂具有低的接枝效果，这种分散 剂可以用于增强强度，但施胶效果不理想。美国专利US4806591描述基于通过化学制备方法制备水溶性三元共 聚化合物得到a)、 7 40%丙烯酸(N， N) 二甲基氨基乙酯或者甲基丙烯 酸(N， N) 二甲基氨基乙酯，b)、 40 80%苯乙烯，c)、 4 50%丙烯腈， 组分(a)至U (c)的总和总为100%，三元共聚物中至少10%的二甲基氨基团被单环氧化物季铵化，除(表)卤醇外，残余物是质子化的，被溶入 水介质中，在乳化剂(乳化器)中，基于10 70%以下的单体混合物。(d)、5 95°/。丙烯腈，甲基丙烯腈或者苯乙烯或者它们的混合物。(e)、 5 95 %具有1 12个碳原子的醇基的丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯，组分(d)和 (e)的总量为100%，然后被乳化，在20 150。C条件下，由自由基引发， 乳状液就可以进行乳液聚合。此方法在有机溶剂中进行，生产过程复杂且 不环保。
技术实现思路
本专利技术提供了 ，可以提高纸张的 抗水性能、耐折度、耐破度和纸张印刷性能，且具有储存稳定性高、发泡 性低、良好的机械稳定性等特点。为了达到上述目的，通过下述方案实现 一种阳离子表面施胶剂，由下列重量百分比的原料组成苯乙烯 8~17%丙烯酸丁酯 5~15%丙烯酰胺 0.5~5%N-羟甲基丙烯酰胺 0.5~5%甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 1~5%淀粉 2 8°/。淀粉酶 0.001-0.003%有机酸 0.2~0.7%乳化剂27%双氧水氯化亚铁水0.2~0.8%1 5%0.01-0.05%余j一种阳离子表面施胶剂，更适宜的原料配方和重量百分比如下:苯乙稀丙烯酸丁酯丙烯酰胺N-羟甲基丙烯酰胺甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵淀粉淀粉酶有机酸乳化剂27%双氧水氯化亚铁12 16%8~12%1 3%1~3%1~3%4~7%0鹿~0豫％0.3 0.5%0.2 0.4%1 3%0.02~0.05%水所述的变性淀粉为阳离子变性淀粉，取代度在0.02~0.07( 所述的淀粉酶为中温a -液化型淀粉酶。 所述的有机酸包括甲酸、乙酸、草酸的一种或者多种。所述的乳化剂为阳离子乳化剂，包括十六垸基三甲基氯化铵、十六垸基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基氧化胺的一种或者多种。 所述的水为去离子水。一种阳离子表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤A、 淀粉糊化将一定量的水、变性淀粉分散在反应釜中，缓慢升温到70 9(TC保温，加入淀粉酶溶液、有机酸，继续保温；B、 预乳化将乳化剂溶解在水里，搅拌下加入单体物质苯乙烯、 丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化铵，得到预乳化单体混合物即预乳化液；C、 乳液聚合:先向已盛有淀粉的反应釜中加入双氧水溶液的35 65% 和全部氯化亚铁溶液，升温至70 90分钟，保温5 20分钟后同时滴加剩 余双氧水和预乳化液，共滴加l 3小时，滴加完毕后升温到90 95t:保 温1 3小时，降至室温出料，得到浅黄色至浅棕红色的阳离子表面施胶 剂乳液。所述的产品阳离子表面施胶剂乳液中含有阳离子单体基团，其中阳离 子单体包括甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基 氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺乙酯的一种或者几种。所述的产品阳离子表面施胶剂乳液中含有交联单体基团，其中所述的 交联单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的一种或者几种。与现有表面施胶剂的技术对比，本专利技术具有下列的优点和效果1、本专利技术与其它国内外用有机溶剂做聚合介质的表面施胶剂相比， 用水做聚合介质，生产成本低，安全环保。2、 聚合物与淀粉羟基、羧基，聚合物与纤维之间的交联，使表面胶 在干燥中形成一个连续完整的、与纸页纤维有牢固结合的膜层，有效阻止 水的渗透和提高纸面的强度。3、 聚合物中接枝了阳离子单体和阳离子淀粉，使聚合物带阳电荷， 在施胶的过程中，更好的与负电荷的纤维结合。4、 在聚合的过程中，淀粉与单体进行接枝聚合，使共聚物含有大量羟基，且一定分子量的淀粉能控制乳胶粒的，使乳胶粒保持在50~150nm 之间，均一、稳定。5、 接枝在聚合物上的淀粉本身就有胶体保护作用，防止聚合物相互 发生粘结，本专利技术中还加入一定量的阳离子乳化剂，既增强了表面施胶剂 的阳离子性，更重要的是在体系中形成胶束，使乳液粒径更小，且赋予表 明施胶剂优越的储存稳定性。6、 本专利技术聚合物中含有一定量的交联剂，使用于表面施胶时，与纤 维发生交联，提高纸张的表面强度，减少掉毛、掉粉，提高纸张的施胶度、 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子表面施胶剂，其特征在于：由下列重量百分比的原料组成：　苯乙烯　８～１７％　丙烯酸丁酯　５～１５％　丙烯酰胺　０．５～５％　Ｎ－羟甲基丙烯酰胺　０．５～５％　甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵　１～５％　 　淀粉　２～８％　淀粉酶　０．００１～０．００３％　有机酸　０．２～０．７％　乳化剂　０．２～０．８％　２７％双氧水　１～５％　氯化亚铁　０．０１～０．０５％　水余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，董建民，黄健秀，崔樵夫，
申请(专利权)人：东莞市清正合成高新材料有限公司，清正合成北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：44[]