[發明專利]表面施膠劑乳液的制備方法

在審

• 申請號: 201310287694.7
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103410052A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 施曉旦;尹東華;王養臣
• 申請（專利權）人: 上海東升新材料有限公司
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;D21H17/60;D21H17/45;C08F251/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及一種表面施膠劑乳液，應用于紙張生產過程中的表面施膠。

背景技術

隨著中堿性造紙技術的發展，作為一種反應型的中堿性施膠劑，具有施膠效率高、用量少等特點在造紙中得到廣泛的應用。傳統施膠劑乳液使用陽離子淀粉作為乳化劑和穩定劑，但這種乳液在纖維上的留著率較低，與纖維的反應較慢，施膠熟化時間長。近年來，隨著涂布損紙、脫墨廢紙、高得率漿的使用，紙機白水循環封閉程度的提高以及其他造紙助劑的使用，使紙機濕部干擾性的陰離子雜質的聚集濃度越來越高，對紙機濕部操作的危害越來越大。為更好的解決陰離子雜質對施膠所帶來的問題，尤其是改善施膠劑中堿性施膠的效果，應該采用電荷密度更高的聚合物來代替陽離子淀粉對陰離子雜質進行捕捉。通過對淀粉類乳化劑的改性，提高分子鏈的陽離子度和疏水性能以提高施膠劑在紙張表面施膠過程中的性能。

中國專利CN200710150369.0公開了一種采用天然高分子接枝聚合的陽離子聚合物乳化施膠劑得到施膠劑乳液的方法，得到的施膠劑乳液施膠熟化速度較快，但施膠劑用量較大。

發明內容

本發明的目的是提出一種表面施膠劑乳液的制備方法，以克服已有技術的缺陷。

所述表面施膠劑乳液的制備方法，包括如下步驟：

將陽離子聚合物和水混合，在70～75℃下加入熔融的AKD蠟、石蠟，然后在10～15Mpa條件下均質，即得到所述表面施膠劑乳液；所述陽離子聚合物是以陽離子單體、淀粉、雙氧水、硅烷和硫酸在引發劑的作用下反應制備得到的；

各個組分的重量分數如下：

其中AKD蠟和石蠟合計為100重量份。

所述陽離子聚合物的制備方法，包括如下步驟：

（a）在60～70℃下，將雙氧水加入淀粉和水的混合物，保溫1～3小時，用硫酸調整pH為3～5；

（b）再升溫至70～90℃，將引發劑水溶液的20～30%，加入步驟（a）的產物，保溫5～10分鐘；再同時滴加陽離子單體和余量的引發劑水溶液，滴加時間1～3小時，接著再滴加硅烷，滴加時間為5～15分鐘，70～90℃保溫0.5～1小時，加入水稀釋，調整固含量，得到陽離子聚合物；所述的陽離子聚合物重量固含量為20～25wt%，重均分子量為10000～100000g/mol。

其中各個組分的重量份數如下：

所述的陽離子單體選自二甲基二烯丙基氯化銨或甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化銨中的至少一種；

所述的硅烷選自乙烯基三異丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種；

所述的引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉或過硫酸銨中的至少一種；

所述的淀粉選自玉米淀粉、木薯淀粉中的至少一種。

所述的施膠劑乳液，主要應用于紙張的表面施膠。

所述表面施膠劑乳液，重量固含量15～25%，25℃粘度完為5～30mPa.s，pH為3～5

本發明人發現，在淀粉上接枝陽離子單體、調整合適的分子量所得的陽離子聚合物，能夠作為施膠劑乳化劑使用，能明顯改善施膠劑乳液的應用性能，這可能是由于淀粉分子上具有大量的羥基可以接枝大量的陽離子單體，在酸性條件下呈強陽離子性，應用于表面施膠時提高與紙張纖維的結合力，表現為紙張表面強度的提高、表面吸水情況得到改善。本發明人發現，出乎意料，在體系中添加少量的硅烷能改善施膠劑乳液的應用性能，這可能由于硅烷能與淀粉上的羥基反應，部分親水的羥基被封端，在漿內施膠時封端又容易與纖維的羥基反應結合而提高紙張的疏水性，降低Cobb值。在配方中添加少量的石蠟能夠明顯改善紙張的疏水性，這可能由于石蠟分子能夠在紙張表面形成疏水層，無熟化過程的原因。

本發明的高性能施膠劑乳液是一種能滿足造紙涂料用高性能、環保的產品。該產品在應用于紙張的表面施膠，能明顯改善紙張的疏水性，降低Cobb值，提高紙張表面強度。

具體實施方式

實施例中，所述AKD蠟的化學名稱為烷基烯酮二聚體；

實施例1

陽離子聚合物的合成：

a)將0.3g過硫酸鉀溶解于10g去離子水溶解成引發劑水溶液，備用；

b)將100g玉米淀粉、300g去離子水加入1000ml四口燒瓶中，溶解，升溫至60℃；

c)在60℃情況下，將1g雙氧水加入四口燒瓶中，60℃保溫1小時；用1g硫酸調整pH=3.02。