[發明專利]一種紙張表面施膠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810933960.1
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109082936B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 由耀輝;馬靜;陳利維;孫緒兵
• 申請（專利權）人: 內江師范學院
• 主分類號: D21H21/16
• 分類號: D21H21/16;D21H19/14;D21H19/26;C08H1/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種紙張表面施膠劑及其制備方法，制備方法以大豆分離蛋白(SPI)為基材，依次經過烯基琥珀酸酐(ASA)?；男院腿u甲基三聚氰胺強化改性，得到一種新型紙張表面施膠劑。其中，?；男允菍SA分批加入SPI溶液中，在一定溫度和pH值條件下進行反應，得到ASA?SPI體系；強化改性是將新制得的三羥甲基三聚氰胺加入到ASA?SPI體系中，在一定溫度和pH值條件下進行反應，得到M?ASA?SPI體系，最后經過干燥得最終成品。采用本發明中的方法，可以制備一種具有良好疏水性能的施膠劑，該施膠劑施加于紙張表面后，不僅可增加紙張的抗水性能，而且紙張抗張強度大大提高。

技術領域

本發明屬于造紙工業用輔料技術領域，具體涉及一種紙張表面施膠劑及其制備方法。

背景技術

由于紙張具有多孔結構及富含親水基團的特點，導致紙張抗水性能較差，同時纖維之間的物理交織和氫鍵作用也很難滿足其強度要求。表面施膠是提高紙張強度、增加抗水性等的重要方法，具有膠料留著率高，不造成白水負擔等優點。

當前常用的合成高分子類表面施膠劑主要包括苯乙烯-馬來酸酐聚合物(SMA)、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物膠乳(SAE)、苯乙烯-丙烯酸聚合物(SAA)及水溶性聚氨酯(WPU)等，其原料主要來源于石化材料，存在成本高、不可再生、生物可降解性差等問題。相比而言，天然高分子類表面施膠劑具有資源量豐富、可再生、良好生物可降解性等優點，主要包括淀粉、纖維素、瓜爾膠、殼聚糖、膠原蛋白等，但目前僅有淀粉類表面施膠劑獲得規?；瘧?。在造紙行業面臨資源與環境壓力的當下，開發新型、價廉、高效的天然高分子類表面施膠劑具有重要的意義。

大豆分離蛋白(SPI)是一種價廉且來源廣的植物蛋白，具有一定成膜性、膠粘性和油脂阻隔性，有望用于制備表面施膠劑。但是SPI自身抗水性能較差，需要對其改性以提高使用性能?，F有技術中有關于用甲醛和蒙脫土對SPI改性以及用海藻酸鈉對SPI復配改性的報道，雖然改性后的SPI能夠提高紙板的抗水性，但會導致紙板抗張強度變差，同時難以有效改善SPI疏水性能。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種紙張表面施膠劑的制備方法，包括以下步驟：

將SPI分散于蒸餾水中，調節溶液pH為8～10，并于40～80℃下保溫10～20min，然后加入ASA，于40～80℃下攪拌反應1～4h，得ASA-SPI體系，其中，ASA與SPI的物質的量之比為0.5～2，并在整個反應過程中，控制體系的pH為8～10；

(2)制備改性試劑M：將三聚氰胺分散于蒸餾水中，調節溶液pH為8～10，并將溶液加熱至60～90℃，然后加入質量分數為36％的甲醛溶液，保溫反應20～60min，得改性試劑M，其中，三聚氰胺的質量與甲醛溶液的體積之比為1～4g/ml；

(3)制備施膠劑：將步驟(1)中所得ASA-SPI體系的pH調為5.0～6.5，并加熱至50～80℃，然后加入步驟(2)制得的改性試劑M，保溫反應1～4h，得M-ASA-SPI體系，其中，ASA-SPI體系與改性試劑M的體積比為10：0.5～2.5，并在整個反應過程中控制體系的pH為5.0～6.5；

(4)干燥：將M-ASA-SPI體系進行噴霧干燥后得到成品。

本發明中先用大豆分離蛋白(SPI)與烯基琥珀酸酐(ASA)進行反應，ASA對SPI進行?；男裕珹SA中富含疏水烷基鏈(R₁、R₂)，?；磻赟PI骨架上引入大量的ASA疏水烷基鏈，使ASA-SPI體系的疏水性大大提高，反應方程式如(1)所示：

ASA中R₁、R₂均為6～10個碳原子的烷基鏈，但是，若烷基鏈過長，則分子鏈會蜷縮而包裹SPI中的氨基，阻止反應的繼續進行，因此，本發明中R₁、R₂最好為8個碳原子的烷基鏈。