[發明專利]用于表面施膠的接枝共聚物的制備方法

有效

• 申請號: 201010604515.4
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102127191A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 李勝兵;劉昭清
• 申請（專利權）人: 江蘇富淼科技股份有限公司
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/36;C08F2/22;C08F2/38;C08B31/08;D21H17/45;D21H21/16
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所 32209
• 代理人: 孫高

技術領域

本發明涉及一種高接枝率、高留著率的陽離子表面施膠劑，更具體而言，涉及一種用于表面施膠的接枝共聚物的制備方法。

背景技術

造紙過程中，常采用施膠的手段來提高紙張抗水性、不透印性以及其它性能，淀粉、苯丙乳液都是較好的施膠劑。淀粉價格低，但留著率低、抗水性差、易斷裂；苯丙乳液抗水性好，并可通過添加功能單體實現新的功能，但價格貴使用成本高。淀粉接枝苯丙聚合物可結合二者優勢，具有良好的性價比，目前已成為表面施膠重要的發展方向。

巴斯夫專利WO2005121195采用先預聚合再聚合的工藝，增加了生產難度，另外使用了有毒的丙烯腈，生產過程和產品中的殘留都對人不友好；巴斯夫專利WO2008071690未采用淀粉接枝，增加了應用成本和使用時的不便；日本播磨化成株式會社的專利WO2007049709采用有機的偶氮引發劑，致使成本高昂；中國專利CN200910042314采用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）為陽離子單體，與相同結構的叔胺單體甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DM）相比，抗水性約下降20%，采用的常規乳化劑會降低抗水性；日本播磨化成株式會社的專利WO2007116446采用有機溶劑，增加了環境污染。

目前市售淀粉接枝表面施膠劑往往存在三大缺陷，使性能降低、三廢增加：

1）留著率低，根本原因是由于苯乙烯等油性單體與陽離子單體沒能很好共聚；

2）使用常規乳化劑，降低了抗水性、增加了造紙廢水；

3）接枝率低，綜合性能與國外同類品差踞大。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是：提供一種高接枝率、高留著率、高抗水性、減少廢水的一種用于表面施膠的接枝共聚物的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于表面施膠的接枝共聚物的制備方法，其制備過程為：

1）改性淀粉水溶液的制備：取氧化淀粉或原淀粉緩慢加入到水溶液中，加入占淀粉質量0.01-0.1%的α-淀粉酶，升溫至70±20℃恒溫10-50min，然后升溫至90～100℃，然后再降溫至90℃以下，即制得20-40wt.%?的改性淀粉水溶液，直接加入反應釜參與反應；

2）混合單體A的制備：將硬單體與軟單體、鏈轉移劑，在釜內混合均勻；或將硬單體與鏈轉移劑，在釜內混合均勻；用氮氣置換除去釜內空氣；

所述的硬單體為甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）中的一種或兩種組合；硬單體的用量為淀粉質量的0.5-5.0倍；

所述的軟單體為丙烯酸十八酯、丙烯酸-2-乙基已酯（EHA）、丙烯酸丁酯（BA）中的一種或任意兩種以上的組合；軟單體的用量為硬單體質量的0-1.0倍；

所述的鏈轉移劑為正丁硫醇、正十烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、萜品醇、四溴化碳、甲基苯乙烯二聚體中的一種或任意兩種以上的組合；鏈轉移劑的用量占軟硬單體總質量的0.001-0.2%。

3）混合單體B的制備：將陽離子單體與交聯單體、乳化性單體、功能單體在釜內配置成均勻的水溶液；或將陽離子單體與乳化性單體、功能單體，在釜內配置成均勻的水溶液；然后用鹽酸或硫酸將水溶液調節為酸性，水溶液的濃度不受限制，用氮氣置換除去釜內空氣；

所述的陽離子單體為甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DM）、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺（DMAPMA）、二甲胺基丙基丙烯酰胺（DMAPAA）、甲基二烯丙基胺（MDAA）中的一種或任意兩種以上的組合；陽離子單體的用量占軟硬單體總質量的1-10%；

所述的交聯單體為N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺（MBAM）、羥甲基丙烯酰胺、羥甲基甲基丙烯酰胺中的一種或任意兩種以上的組合；交聯單體的用量占軟硬單體總質量的0-0.1%；

所述的乳化性單體為Ⅰ或Ⅱ，兩者的化學結構式如下：

乳化性單體Ⅰ（DMDQ-n，n等于R1含有的碳原子數）中R1是含有10-18個碳原子的烷基；乳化性單體Ⅰ用量占軟硬單體總質量的0.5-20%；

乳化性單體Ⅱ（PMDQ-n，n等于R2含有的碳原子數）中R2是含有10-18個碳原子的烷基；乳化性單體Ⅱ用量占軟硬單體總質量的0.5-20%；

所述的功能單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的一種或兩種的組合；功能單體的用量占軟硬單體總質量的0.5-10%。