[发明专利]一种造纸用表面施胶助剂

说明书

技术领域

本发明涉及造纸助剂，具体地说是一种造纸用表面施胶助剂。

背景技术

近年来，随着我国造纸行业由传统造纸业向现代造纸业转变，国内造纸行业的产业升级和结构调整日益加剧，纸机车速不断提高，纸张的质量要求更加严格；同时，大量草桨、废纸桨等非木材浆的使用，各种填料的添加，导致纸页表面强度和平滑度的下降，加剧了印刷过程中掉毛掉粉等现象。这些大大推动了表面施胶助剂等造纸化学品的开发和研究，特别是可快速提高纸张表面的抗水性和拉毛强度的造纸助剂。

苯乙烯-丙烯酸酯乳液型施胶剂采用水作为聚合介质，符合当今绿色环保的要求。近年来，苯乙烯-丙烯酸酯乳液施胶助剂逐渐被开发出来。中国专利CN1323318A采用多糖和重均分子量为1000或更高的合成水溶性聚合物(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)作为稳定剂，来制备苯丙乳液施胶剂。中国专利CN1402805A在虫胶的碱金属盐存在下，通过高分子或具有表面活性能力的物质作为分散剂，制得阴离子苯丙乳液。中国专利CN1446233A则以淀粉或淀粉衍生物的水溶液作为乳化剂。中国专利CN1546792A采用商品化的非离子或阴离子型小分子乳化剂，制得了化学稳定性好的苯丙乳液。中国专利CN1749480A、CN1944792A和CN101148842A则主要采用多种阴离子型或阳离子型分散剂的复配来制备苯丙乳液。中国专利CN101139808A则将壳聚糖与功能性单体DMM反应改性后，再与N-羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸酯等进行乳液聚合。

在上述专利中，基本上都部分或全部地选取小分子乳化剂、表面活性剂或水溶性聚合物等作为分散或乳化剂，具有一定的亲水性，施胶剂分子和淀粉的结合速度相对较慢，纸张施胶下机后的熟化时间较长；施胶助剂和纤维分子的结合，主要依赖于氢键、离子键的作用，施胶效果稳定性较差，施胶效果易受环境温度、湿度等因素影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种由疏水性单体和功能化助剂反应得到的乳化剂来制备表面施胶助剂，其具有和纤维发生反应构成共价键的能力，以大大缩短施胶过程的熟化时间，明显提高纸张的抗水性和表面强度。

为此，本发明采用如下的技术方案：造纸用表面施胶助剂，其制备方法为以下步骤：

1)将疏水性单体、亲水性单体、溶剂和引发剂混合，升温至70-90℃，搅拌反应1-5h，然后，加入功能化助剂，继续反应0.5-3h，最后加入PH值调节剂、水，搅拌稀释，得乳化剂半成品；

反应体系中，原料的各组分比例如下：

单体          16-20％(亲水性单体与疏水性单体之间的比例为

              4∶1～1∶3之间)

分子量调节剂  0-3％

溶剂          5-75％

引发剂        0.1-3％

功能化助剂    0.5-8％

PH值调节剂    0.5-5％

水            25-70％

其中，所述的疏水性单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、含C₁-C₄取代基的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯中的任一种或两种以上的混合物；所述的亲水性单体为丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯醛、丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚中的任一种或两种以上的混合物。

所述的分子量调节剂为正丁基硫醇、十二烷基硫醇、叔丁基硫醇、叔十二烷基硫醇的任一种或二种以上的混合物。

所述的溶剂为水、异丙醇、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮中的任一种或二种以上的混合物。

所述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐中的任一种或二种以上的混合物。

所述的功能化助剂为阳离子淀粉、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、季戊四醇中的任一种或两种以上的混合物。

所述的PH值调节剂选用冰醋酸、浓盐酸或质量浓度为35％的硫酸水溶液。

本发明采用自制的阳离子聚合物作为乳化剂，它通过胺基高分子和功能化助剂反应得到，该乳化剂具有与纤维发生反应构成共价键的能力，也减少了其亲水性能。

2)将步骤1)得到的乳化剂半成品与分子量调节剂、PH值调节剂、还原引发剂和水混合，升温至50-80℃，同时滴加单体、氧化引发剂，然后，保温至75-95℃，反应1-8h，得施胶助剂。