[发明专利]一种核壳无皂型表面施胶剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸表面处理助剂领域，特别涉及一种核壳无皂型表面施胶剂的制备方法。

背景技术

表面施胶是造纸工业的重要组成部分，通过表面施胶可以改进纸张产品的性能、降低生产成本、减少抄造工艺环境污染。表面施胶剂的性能优劣直接影响到表面施胶的效果，目前表面施胶剂主要包括两大类：天然高分子类和合成聚合物类表面施胶剂，其中合成聚合物表面施胶剂作为近年来出现的新产品以其独特的优势得到了迅速发展，它可以赋予纸张众多优异性能，满足多种纸类产品的生产需求，尤其是为高档纸张和特种纸的开发提供了强有力的保障。当前，合成聚合物表面施胶剂产品主要包括：苯乙烯马来酸酐聚合物(SMA)、苯乙烯丙烯酸聚合物(SAA)、聚氨酯(PUD)和苯乙烯丙烯酸酯聚合物(SAE)。其中，SMA和SAA采用溶液聚合工艺，介质为有机溶剂，对操作工人及其环境有不利影响。SAE和PUD采用乳液或水溶液聚合方式生产，以水作介质，符合当今绿色产品开发的要求和趋势。但是，PUD原料价格昂贵、生产工艺操作复杂、应用影响因素较多，使其大范围推广存在较大难度。SAE采用小分子表面活性剂作为乳化剂或添加少量有机溶剂参与聚合反应，对产品的施胶性能存在明显不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、稳定性好、熟化快的核壳无皂型表面施胶剂的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种核壳无皂型表面施胶剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)首先，将水、高分子聚合物和单体按质量比8.5∶1.5～6.5∶3.5混合，再入适量的分子量调节剂，搅拌均匀；所述单体包括功能单体、丙烯酸酯类软单体、硬单体和离子单体；

(2)在搅拌状态下，先加入占丙烯酸酯类软单体、硬单体和离子单体的混合物总质量的10％～60％的部分混合物，升温到73～75℃，再加入占全部引发剂总量20％～50％的引发剂溶液，20～60分钟后，再升温到76～82℃；

(3)然后再分别加入剩余的丙烯酸酯类软单体、硬单体和离子单体的混合物，和剩余的引发剂溶液；

(4)再将温度升到80～82℃下保温反应2～3h，然后冷却到室温，过滤，得到核壳无皂型表面施胶剂。

所述高分子聚合物为分散剂，优选优选聚丙烯酸钠、改性淀粉、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的一种或一种以上混合物，分散剂的用量占单体总质量的2～6％。

所述功能单体优选乙烯基磺酸钠、丙烯酰胺甲基丙磺酸钠或丙烯酸羟乙酯中的一种或一种以上混合物。

所述软单体优选丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙己酯或丙烯酸叔丁酯中的一种或一种以上混合物。

所述硬单体优选苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈或丙烯酰胺中的一种或一种以上混合物。

所述离子单体优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸或富马酸中的一种或一种以上混合物。

所述分子量调节剂优选正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇或巯基乙醇中的一种或一种以上混合物，占总单体质量的0.2％～0.5％。

所述引发剂优选过硫酸铵或过硫酸钾。

所述步骤3中，剩余的丙烯酸酯类软单体、硬单体和离子单体的混合物的滴加时间控制在2～4小时，剩余的引发剂溶液的滴加时间控制在2.5～4小时。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明制备的核壳无皂型表面施胶剂乳液颗粒具有规则的核壳球形结构、粒径分布均匀，粒径大在100nm～800nm之间，平均粒径小于300nm。

(2)产品施胶性能优异，贮存稳定性好，常温下超过1年性能不变。

(3)合成工艺及产品环保，没有添加任何有机溶剂，单体转化率高达99.6％，无废弃物产生，对环境无污染。

(4)制备方法简单、成本低廉，使用的原料是常见的石化副产物。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)向带有调速搅拌器、温度控制器及冷凝回流器的反应装置中添加去离子水、5份(按质量份数)聚丙烯酸钠(粘均相对分子量5600)和4份乙烯基磺酸钠，充分搅拌，至体系均匀。