[發(fā)明專利]一種文化紙陽離子表面施膠劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110215615.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN102312394A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國運(yùn);楊秀芳;程芳玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): D21H21/16
• 分類號(hào): D21H21/16;C08F290/06;C08F212/08;C08F220/48;C08F220/56;C08F220/18;C08F220/28;C08F226/02
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面施膠劑的制備領(lǐng)域，特別涉及一種文化紙陽離子表面施膠劑及其制備方法。

背景技術(shù)

我國己步入世界紙張生產(chǎn)和消費(fèi)大國行列，隨著高速印刷技術(shù)和裝備的迅速發(fā)展，印刷的速度越來越快，紙品印刷過程中對(duì)紙張表面性能及吸墨性能提出了更高的要求。而造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)與此同時(shí)也發(fā)生了較大變化，如廢紙回用率的提高，高得率漿，草漿的應(yīng)用和高填料量的使用等，導(dǎo)致了紙張性能惡化，嚴(yán)重限制了我國造紙工業(yè)向規(guī)模大型化、產(chǎn)品高檔化、技術(shù)裝備現(xiàn)代化、生產(chǎn)清潔化的方向發(fā)展。解決這些問題最有效的辦法就是進(jìn)行表面施膠，表面施膠能明顯改善紙張表面性能，如表面強(qiáng)度、抗水性、兩面差、平滑度及印刷適性等。同時(shí)也為紙廠帶來眾多好處，環(huán)保問題及紙機(jī)濕端的清潔需要，將部分化學(xué)品由濕端轉(zhuǎn)移到表面添加，從而使紙機(jī)系統(tǒng)愈加清潔，這對(duì)于大型紙機(jī)的生產(chǎn)過程控制及成本節(jié)約尤為重要。又由于表面施膠中化學(xué)品的留著接近100%，化學(xué)品表面添加可降低紙機(jī)白水的COD，有利于白水的封閉循環(huán)。紙張表面施膠工藝的發(fā)展，也促使許多化學(xué)品公司研發(fā)生產(chǎn)能適合紙張表面施膠用的化學(xué)品，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(qiáng)、應(yīng)用簡便快捷和粘接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，其性價(jià)比是當(dāng)今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施膠劑是目前發(fā)展最迅速的一類。

由于一般乳液聚合通常需使用傳統(tǒng)乳化劑，而傳統(tǒng)乳化劑不能完全從聚合物中去除，導(dǎo)致乳液聚合產(chǎn)品的附著力、耐水性、光澤等性能有所降低，在應(yīng)用過程中既影響文化紙的抗水性能和表面強(qiáng)度又存在環(huán)境污染，限制了乳液聚合產(chǎn)品的進(jìn)一步應(yīng)用。由于紙張纖維帶負(fù)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(fù)電荷或者陰離子含量高的聚合物結(jié)合不緊密。近年來，提高和完善苯丙乳液應(yīng)用性能的研究日趨活躍，研究人員曾經(jīng)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(tǒng)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(wěn)定性差的缺點(diǎn)。進(jìn)一步提高苯丙乳液的穩(wěn)定性、強(qiáng)度性能和抗水性能，開發(fā)和生產(chǎn)印刷性能好和強(qiáng)度性能高的文化紙是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種文化紙陽離子表面施膠劑及其制備方法，所得的文化紙陽離子表面施膠劑能提高文化紙的抗水性能、表面強(qiáng)度和挺度，并且能改善文化紙的印刷性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種文化紙陽離子表面施膠劑，分子結(jié)構(gòu)為：

其中m、n、p、q、r、x、y和z均為大于零的整數(shù)。

一種文化紙陽離子表面施膠劑的制備方法，先由聚乙二醇、十二醇和順丁烯二酸酐反應(yīng)得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過核殼共聚反應(yīng)制備文化紙陽離子表面施膠劑。其反應(yīng)過程如下：

?

其中m、n、p、q、r、x、y和z均為大于零的整數(shù)。

一種文化紙陽離子表面施膠劑的制備方法，具體包括以下步驟：

第一步，將過硫酸銨、亞硫酸氫鈉和去離子水以質(zhì)量比2∶1∶20制成引發(fā)劑水溶液，

第二步，將聚乙二醇-1000和順丁烯二酸酐加入第一反應(yīng)器中在80-85℃時(shí)反應(yīng)1.0-2.0小時(shí)，再加入十二醇于85-90℃保溫反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質(zhì)量比為10∶0.98∶1.86，

第三步，在第二反應(yīng)器中加入去離子水，升溫至50-55℃，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯和丙烯腈以質(zhì)量比30∶7∶9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質(zhì)量比為184∶9∶46，加料時(shí)間為1.0-2.0小時(shí)，

第四步,將反應(yīng)物升溫至60-65℃,?分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酸乙酯和丙烯酸羥乙酯以質(zhì)量比為6∶2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質(zhì)量比為7∶8，加料時(shí)間為0.5-1.0小時(shí),

第五步,?將反應(yīng)物升溫至70-75℃,?分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨以質(zhì)量比為4∶2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質(zhì)量比為7∶6，加料時(shí)間為0.5-1.0小時(shí),

第六步，加料完畢后將反應(yīng)物于80-85℃保溫反應(yīng)1.0-2.0小時(shí)，