[发明专利]用于表面施胶的接枝共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高接枝率、高留着率的阳离子表面施胶剂，更具体而言，涉及一种用于表面施胶的接枝共聚物的制备方法。

背景技术

造纸过程中，常采用施胶的手段来提高纸张抗水性、不透印性以及其它性能，淀粉、苯丙乳液都是较好的施胶剂。淀粉价格低，但留着率低、抗水性差、易断裂；苯丙乳液抗水性好，并可通过添加功能单体实现新的功能，但价格贵使用成本高。淀粉接枝苯丙聚合物可结合二者优势，具有良好的性价比，目前已成为表面施胶重要的发展方向。

巴斯夫专利WO2005121195采用先预聚合再聚合的工艺，增加了生产难度，另外使用了有毒的丙烯腈，生产过程和产品中的残留都对人不友好；巴斯夫专利WO2008071690未采用淀粉接枝，增加了应用成本和使用时的不便；日本播磨化成株式会社的专利WO2007049709采用有机的偶氮引发剂，致使成本高昂；中国专利CN200910042314采用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为阳离子单体，与相同结构的叔胺单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DM）相比，抗水性约下降20%，采用的常规乳化剂会降低抗水性；日本播磨化成株式会社的专利WO2007116446采用有机溶剂，增加了环境污染。

目前市售淀粉接枝表面施胶剂往往存在三大缺陷，使性能降低、三废增加：

1）留着率低，根本原因是由于苯乙烯等油性单体与阳离子单体没能很好共聚；

2）使用常规乳化剂，降低了抗水性、增加了造纸废水；

3）接枝率低，综合性能与国外同类品差踞大。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种高接枝率、高留着率、高抗水性、减少废水的一种用于表面施胶的接枝共聚物的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于表面施胶的接枝共聚物的制备方法，其制备过程为：

1）改性淀粉水溶液的制备：取氧化淀粉或原淀粉缓慢加入到水溶液中，加入占淀粉质量0.01-0.1%的α-淀粉酶，升温至70±20℃恒温10-50min，然后升温至90～100℃，然后再降温至90℃以下，即制得20-40wt.% 的改性淀粉水溶液，直接加入反应釜参与反应；

2）混合单体A的制备：将硬单体与软单体、链转移剂，在釜内混合均匀；或将硬单体与链转移剂，在釜内混合均匀；用氮气置换除去釜内空气；

所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）中的一种或两种组合；硬单体的用量为淀粉质量的0.5-5.0倍；

所述的软单体为丙烯酸十八酯、丙烯酸-2-乙基已酯（EHA）、丙烯酸丁酯（BA）中的一种或任意两种以上的组合；软单体的用量为硬单体质量的0-1.0倍；

所述的链转移剂为正丁硫醇、正十烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、萜品醇、四溴化碳、甲基苯乙烯二聚体中的一种或任意两种以上的组合；链转移剂的用量占软硬单体总质量的0.001-0.2%。

3）混合单体B的制备：将阳离子单体与交联单体、乳化性单体、功能单体在釜内配置成均匀的水溶液；或将阳离子单体与乳化性单体、功能单体，在釜内配置成均匀的水溶液；然后用盐酸或硫酸将水溶液调节为酸性，水溶液的浓度不受限制，用氮气置换除去釜内空气；

所述的阳离子单体为甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DM）、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺（DMAPMA）、二甲胺基丙基丙烯酰胺（DMAPAA）、甲基二烯丙基胺（MDAA）中的一种或任意两种以上的组合；阳离子单体的用量占软硬单体总质量的1-10%；

所述的交联单体为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBAM）、羟甲基丙烯酰胺、羟甲基甲基丙烯酰胺中的一种或任意两种以上的组合；交联单体的用量占软硬单体总质量的0-0.1%；

所述的乳化性单体为Ⅰ或Ⅱ，两者的化学结构式如下：

乳化性单体Ⅰ（DMDQ-n，n等于R1含有的碳原子数）中R1是含有10-18个碳原子的烷基；乳化性单体Ⅰ用量占软硬单体总质量的0.5-20%；

乳化性单体Ⅱ（PMDQ-n，n等于R2含有的碳原子数）中R2是含有10-18个碳原子的烷基；乳化性单体Ⅱ用量占软硬单体总质量的0.5-20%；

所述的功能单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的一种或两种的组合；功能单体的用量占软硬单体总质量的0.5-10%。