[發明專利]一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110215610.X
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102296483A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 張國運;楊秀芳;程芳玲;彭莉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;D21H19/10;C08F290/06;C08F2/24
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發明涉及包裝紙表面施膠劑的制備領域，特別涉及一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑及其制備方法。

背景技術

我國已經成為紙張生產、消費和進口大國，包裝紙的消費量占全國紙張和紙板總產量的一半以上，在所有的包裝紙中，又以瓦楞原紙和白板紙的消費量最大。尤其近年來，隨著我國商品出口量的迅速增長，對商品包裝用紙的質量要求不斷提高，這對我國瓦楞原紙和白板紙的生產企業提出了更高的要求。由于出口商品在海上運輸時間長，且海上空氣濕度大，容易造成包裝紙箱吸潮而變形，嚴重時引起所包裝商品損壞并造成經濟損失。同時現代化運輸中采用集裝箱技術，它要求貨運及入庫盡量利用空間，碼垛堆積高度與負荷提高到最大，故需要瓦楞紙箱具有極大的承受能力。另一方面，充分利用廢紙造紙對于節約纖維，保護環境具有重要意義。隨著二次纖維在制漿造紙纖維原料中比例的逐漸增大，以廢紙為原料生產瓦楞原紙和白板紙的趨勢也逐漸增大。但以國內廢紙為原料生產的瓦楞原紙和白板紙在實際應用中大多表現出強度低下，尤其是環壓指標不能滿足用戶需要，降低了紙板的檔次，產品銷路不暢，市場競爭力較差，這就出現了低強度包裝紙生產過量，而高強度包裝紙供不應求的市場格局。越來越多的包裝紙企業采用表面施膠的方式來達到賦予紙張抗水性和提高環壓強度的目的，苯乙烯和丙烯酸系單體的共聚物乳液稱為苯丙乳液，具有污染小、無毒無味、適用性和通用性強、應用簡便快捷和粘接強度高等優點，其性價比是當今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施膠劑是目前發展最迅速的一類。

由于一般乳液聚合需要使用普通乳化劑，普通乳化劑是靠物理吸附而附著在乳膠粒表面，在許多情況下會發生解吸，從而導致許多缺陷。例如在高剪切力作用下，易產生凝膠；乳膠液的凍融穩定性差；在通過凝膠法制備固體產品時，乳化劑會殘留在水相，造成環境污染；成膜時乳化劑會發生遷移；殘留的乳化劑還會造成成膜速率慢，降低膜的耐水性。由于紙張纖維帶負電荷，多次使用的廢紙中存在很多陰離子垃圾，這樣紙張和帶負電荷或者陰離子含量高的聚合物結合不緊密。近年來，提高和完善苯丙乳液應用性能的研究日趨活躍，研究人員曾經采用高分子溶液或者乳液作為苯丙乳液的乳化分散劑消除了傳統乳化劑的部分不足，但其存在乳化性能較差，乳液粘度較大和穩定性差的缺點。進一步提高苯丙乳液的穩定性、強度性能和耐水性能，開發和生產防潮性能好和環壓強度高的包裝紙是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供在一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑及其制備方法，所得的陽離子自交聯聚合物表面施膠劑具有抗水性能好及環壓強度高的特點。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑的分子結構為：

其中x、y、z、m、n、p和q均為大于零的整數。

?一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑的制備方法為：先由聚乙二醇、十八醇和順丁烯二酸酐反應得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯，再以過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉為引發劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯和二甲基二烯丙基氯化銨通過共聚反應制備陽離子自交聯聚合物表面施膠劑。其反應過程如下：

其中x、y、z、m、n、p和q均為大于零的整數。

?一種陽離子自交聯聚合物表面施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟：

第一步，將聚乙二醇-1000和順丁烯二酸酐加入第一反應器中在80-85℃時反應1.0-2.0小時，再加入十八醇于90-95℃保溫反應2.0-3.0小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十八醇的質量比為10∶0.98∶2.7，

第二步，將順丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羥乙酯按40∶6∶10∶2∶2的質量比混合制成混合單體，

第三步，將過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉和去離子水以質量比2∶1∶20制成引發劑水溶液，

第四步，在第二反應器中加入去離子水，升溫至50-55℃，去離子水和所制混合單體的質量比為184∶60，分別加入引發劑水溶液和所制混合單體，滴完混合單體后繼續滴加二甲基二烯丙基氯化銨,引發劑水溶液、混合單體與二甲基二烯丙基氯化銨的質量比為23∶60∶5，整個加料時間為2-3小時，

第五步，加料完畢后于70-75℃保溫反應1-1.5小時，