[发明专利]一种表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表明施胶剂及其制备方法，用于造纸生产过程中纸张的表面施胶，以改善纸张的表明性能，挺高纸张的质量，属造纸化学品领域。

技术背景

施胶是造纸的一道重要工序，目的是使纸或纸板具有抗拒液体(特别是水和水溶液)扩散和渗透的性能。施胶可分为浆内施胶和表面施胶，由于内施胶剂容易受生产条件(如水质、pH值、温度和泵送时切变速率等因素)的影响；同时随着印刷技术的改进、高速印刷和高粘度油墨的应用，对纸张表面强度和表面平整性提出了更高要求，单靠浆内施胶是难以达到的，必须对纸张进行表面施胶以达到使用要求。所以，不论是用老设备生产的以草浆为主的纸张，还是用新引进大型纸机生产的以木浆为主的纸张，都要用到表面增强施胶剂。表面施胶也是一种纸张表面整饰技术，除了增加纸张的抗水性外，还能增加纸张的挺度、表面强度和平滑度以提高印刷适印性。

目前国内造纸行业所采用的表面增强施胶剂多是改性淀粉如氧化淀粉、磷酸酯淀粉等，也有使用PVA(聚乙烯醇)、CMC(羧甲基纤维素)。变性淀粉由于其粘结能力较差，在印刷时容易掉毛掉粉、造成糊版现象，达不到高质量文化印刷用纸和新闻纸的要求，并且抗水性极差，仅在一些低档的纸张上应用。而PVA虽然具有较好的成膜性和较强的粘结力，但因其抗水性较差，配合变性淀粉施胶后对成纸的施胶度没有提高，而且成纸后的光泽度较低。另外因其价格很高，目前在国内的使用量较小。CMC(羧甲基纤维素)虽然也有较好的成膜性，但同样因抗水性较差，对成纸的施胶度没有提高等因素影响了其在造纸行业的大量应用。

目前合成表面施胶剂已经成为表面施胶剂的主流，合成表面施胶剂即是采用各种单体聚合反应生成高分子链接物，可以是溶液性和乳液性。目前发展最快的是苯乙烯-丙烯酸酯乳液型表面施胶剂。在聚合过程中需要加入乳化剂。传统乳化剂都是从乳化阶段到反应过程中再到成品一直存在乳液中，是一种物理乳化过程。因此，传统乳化剂制得的产品中残存着大量游离乳化剂，严重影响耐水性，在成膜过程中，会出现针孔，影响表面施胶性能。同时由于传统乳化剂制得的乳胶粒子间距较大，乳液干燥成膜时间较长，影响干燥效率。同时乳化剂包覆在乳液粒子表面降低了乳液机械稳定性，对离子环境比较敏感，增加了破乳的机率。

中国专利CN1546792A中公开了(a)在疏水单体和亲水单体中加入(b)传统复合乳化剂添加(c)各种施胶促进剂、施胶促进剂配合剂和聚硅氧烷类消泡剂的表面施胶剂制备方法，虽然能提高施胶效果，但加入传统乳化剂和较多辅助药剂增加了乳液的离子复杂性，影响了施胶剂的使用效果；美国专利US5240771中，公开了(a)丙烯酸(b)不饱和丙烯酸或酸配(c)水溶性单体(d)其它共聚单体(e)聚乙烯醇乳液聚合得到的表面施胶剂。虽然该表面施胶剂的储存稳定性和施胶性能较好，但其化学稳定性较低，在使用过程中很容易破乳，因而影响其实际应用效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种新的表面施胶剂及其制备方法，它能消除传统表面施胶剂中残留的乳化剂给应用效果带来的负面影响，且生产的表面施胶剂具有储存稳定性高、施胶效果好、使用过程中性能稳定等优点。

为了达到上述目的，本发明提出采用反应型乳化剂来制备造纸表面施胶剂的新工艺。反应型乳化剂带有能参与聚合反应的双键基团，兼有反应性和乳化性。其优点是在乳化阶段能乳化单体，在聚合反应过程中，能与单体完全发生聚合反应而成为乳胶粒子的一部分，因此合成的乳液中没有残留乳化剂分子，从而消除了传统乳化剂带来的不利影响。

依据上述构思，本发明采用以下技术方案：

一种纸张用表面施胶剂及其制备方法，按一定比例加入软硬单体制备具有适宜的玻璃化温度的施胶剂；使用反应型乳化剂制备表面洁净的乳胶粒子，加入丙稀酸酯功能单体增加乳液的成膜性，同时配以一些辅料提高乳液聚合反应的效率。它们的重量配比是：

主剂：硬单体100份

软单体40～100份

功能单体5～40份

辅剂：复合乳化剂1～10份

保护胶体1～10份

引发剂1～8份

上述的表面施胶剂制备所用的硬单体为醋酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈中的一种或几种。

上述的表面施胶剂制备所用的软单体为丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸二乙基己酯中的一种或几种。

上述的表面施胶剂制备所用的功能单体为丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟丙磺酸钠、丙烯酸-2-羟-乙酯中的一种或几种。