[發明專利]一種造紙涂布用生物質膠黏劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410493776.1
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104389237A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 鄭剛;戴雷
• 申請（專利權）人: 浙江九本生物化學有限公司
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;C08F251/00;C08F4/40
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青

技術領域

本發明涉及一種可用于造紙行業涂布紙的新型生物質膠黏劑及其制備方法和應用。

背景技術

現代涂布紙的發展趨勢是造紙機大型化、高速化。涂布車速最高可達1800-2000m/min，國外接近3000m/min車速的中試涂布機已在試車。涂料向更高固含量發展，部分涂料的固含量已達70％以上，這就給紙張涂布用膠黏劑的性能提出了更高的要求，同時也使涂布紙涂料配方的研究遇到了新的問題。一方面國內涂布白卡紙、銅版紙和輕量涂布紙等涂布加工紙的快速發展對膠乳的需求量越來越大，并且涂布工藝中涂料配制工藝繁瑣復雜，影響生產效率；另一方面近年來石油價格上漲導致其下游產品如丁苯膠乳、苯丙膠乳價格均大幅上漲，而且石油基膠乳難于降解，影響涂布紙的回收再利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種新型造紙涂布用生物質膠黏劑，其在其涂布應用過程中不需添加分散劑及減少增強劑的加入量，并且能大比例替代石油基膠乳，大幅度節降成本，綠色環保可降解。

為解決以上問題，本發明采取的一種技術方案如下：

一種造紙涂布用生物質膠黏劑，其通過如下步驟制得：

(1)向淀粉水溶液中，在200-1000r/min的攪拌速度下，緩慢加入增塑劑，調節溫度到50-70℃，加入質量為淀粉質量0.075％-0.1％的α-淀粉酶，保溫反應20-100min；

(2)步驟(1)反應結束后，升溫到80～90℃，加入接枝改性單體進行接枝改性，并采用氧化還原體系引發共聚，反應60-120min,所述接枝改性單體包括第一單體和第二單體，其中第一單體為苯乙烯磺酸鈉、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、烯丙氧基聚乙氧基硫酸鹽按摩爾比1:0.8～1.2:0.3～0.6構成的組合，第二單體為選自醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸異辛酯中的至少二種的組合，所述的第一單體和第二單體的質量比為1:15～25；

(3)步驟(2)反應結束后，向體系中加入交聯劑，反應30-60min，所述交聯劑為選自三偏磷酸鈉、己二酸、乙二醛、戊二醛、縮水甘油醚、碳酸鋯銨及環氧樹脂中的至少兩種的組合；

(4)步驟(3)反應結束后，控制體系溫度為60-90℃，保溫反應30-60min，即得所述生物質膠黏劑；

所述的淀粉、增塑劑、接枝改性單體、交聯劑的投料質量比為100:2-10:15-20:3-20。

根據本發明，所述的淀粉可以為木薯淀粉、玉米淀粉等。

根據本發明，所述增塑劑可以且優選為選自甘油、山梨醇、甲酰胺及尿素中的一種或多種的組合。

優選地，步驟(1)中，淀粉水溶液中淀粉的質量分數為30％～60％。

根據本發明，步驟(2)中所采用的氧化還原體系可以為選自過硫酸銨-亞硫酸氫鈉、叔丁基過氧化氫-亞硫酸氫鈉、過氧化苯甲酰-焦磷酸亞鐵、異丙苯過氧化氫-四乙烯亞胺中的一種。

根據本發明，膠黏劑中接枝改性單體的選擇較重要，接枝改性單體中的第一單體為分散功能單體，使制備的膠黏劑具備分散多種涂料顏料的分散功效；第二單體為改性功能單體，控制組成第一單體的各單體的用量配比以及第一單體和第二單體的配比，可以獲得綜合性能和粘結強度同時保持最佳效果的膠黏劑。

優選地，所述第一單體和第二單體的質量比為1：15～25。

優選地，所述第一單體為苯乙烯磺酸鈉、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、烯丙氧基聚乙氧基硫酸鹽按摩爾比1:0.9～1.1:0.4～0.6構成的組合。。

本發明采取的又一技術方案是：一種造紙涂布用生物質膠黏劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)向淀粉水溶液中，在200-1000r/min的攪拌速度下，緩慢加入增塑劑，調節溫度到50-70℃，加入質量為淀粉質量0.075％-0.1％的α-淀粉酶，保溫反應20-100min；

(2)步驟(1)反應結束后，升溫到80～90℃，加入接枝改性單體進行接枝改性，并采用氧化還原體系引發共聚，反應60-120min,所述接枝改性單體包括第一單體和第二單體，其中第一單體為苯乙烯磺酸鈉、烯丙氧基羥丙基磺酸鈉、烯丙氧基聚乙氧基硫酸鹽按摩爾比1:0.8～1.2:0.3～0.6構成的組合，第二單體為選自醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、叔碳酸乙烯酯、甲基丙烯酸及丙烯酸異辛酯中的至少二種的組合，所述的第一單體和第二單體的質量比為1:15～25；