[发明专利]一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及包装纸表面施胶剂的制备领域，特别涉及一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

我国已经成为纸张生产、消费和进口大国，包装纸的消费量占全国纸张和纸板总产量的一半以上，在所有的包装纸中，又以瓦楞原纸和白板纸的消费量最大。尤其近年来，随着我国商品出口量的迅速增长，对商品包装用纸的质量要求不断提高，这对我国瓦楞原纸和白板纸的生产企业提出了更高的要求。由于出口商品在海上运输时间长，且海上空气湿度大，容易造成包装纸箱吸潮而变形，严重时引起所包装商品损坏并造成经济损失。同时现代化运输中采用集装箱技术，它要求货运及入库尽量利用空间，码垛堆积高度与负荷提高到最大，故需要瓦楞纸箱具有极大的承受能力。另一方面，充分利用废纸造纸对于节约纤维，保护环境具有重要意义。随着二次纤维在制浆造纸纤维原料中比例的逐渐增大，以废纸为原料生产瓦楞原纸和白板纸的趋势也逐渐增大。但以国内废纸为原料生产的瓦楞原纸和白板纸在实际应用中大多表现出强度低下，尤其是环压指标不能满足用户需要，降低了纸板的档次，产品销路不畅，市场竞争力较差，这就出现了低强度包装纸生产过量，而高强度包装纸供不应求的市场格局。越来越多的包装纸企业采用表面施胶的方式来达到赋予纸张抗水性和提高环压强度的目的，苯乙烯和丙烯酸系单体的共聚物乳液称为苯丙乳液，具有污染小、无毒无味、适用性和通用性强、应用简便快捷和粘接强度高等优点，其性价比是当今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施胶剂是目前发展最迅速的一类。

由于一般乳液聚合需要使用传统乳化剂，传统乳化剂的大量使用对环境造成相当明显的影响，更为突出的是，乳化剂的使用使包装纸性能的进一步提高受到限制。如在湿度大的情况下干燥慢，成膜致密性差，导致瓦楞原纸和白板纸等包装纸的强度性能和耐水性能下降，不能满足包装纸行业不断提高的要求，限制了其使用范围。由于纸张纤维带负电荷，多次使用的废纸中存在很多阴离子垃圾，这样纸张和带负电荷或者阴离子含量高的聚合物结合不紧密。近年来，提高和完善苯丙乳液应用性能的研究日趋活跃，研究人员曾经采用高分子溶液或者乳液作为苯丙乳液的乳化分散剂消除了传统乳化剂的部分不足，但其存在乳化性能较差，乳液粘度较大和稳定性差的缺点。进一步提高苯丙乳液的稳定性、强度性能和耐水性能，开发和生产防潮性能好和环压强度高的包装纸是我国造纸科研工作者一直努力研究的课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供在一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂及其制备方法，所得的包装纸阳离子聚合物表面施胶剂具有抗水性能好及环压强度高的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂的分子结构为：

其中x、y、z、m、n、p和q均为大于零的整数。

 一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂的制备方法为：先由聚乙二醇、十八醇和顺丁烯二酸酐反应得到顺丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯，再以过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂，由顺丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯和二甲基二烯丙基氯化铵通过共聚反应制备包装纸阳离子聚合物表面施胶剂。其反应过程如下：

其中x、y、z、m、n、p和q均为大于零的整数。

 一种包装纸阳离子聚合物表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将聚乙二醇-1000和顺丁烯二酸酐加入第一反应器中在80-85℃时反应1.0-2.0小时，再加入十八醇于90-95℃保温反应2.0-3.0小时，得到顺丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯，聚乙二醇-1000、顺丁烯二酸酐和十八醇的质量比为10∶0.98∶2.7，

第二步，将顺丁烯二酸聚乙二醇酯十八醇酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸羟乙酯按40∶6∶3∶9∶2的质量比混合制成混合单体，

第三步，将过硫酸钾、亚硫酸氢钠和去离子水以质量比2∶1∶20制成引发剂水溶液，

第四步，在第二反应器中加入去离子水，升温至50-55℃，去离子水和所制混合单体的质量比为184∶60，分别加入引发剂水溶液和所制混合单体，滴完混合单体后继续滴加二甲基二烯丙基氯化铵,引发剂水溶液、混合单体与二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为23∶60∶5，整个加料时间为2-3小时，

第五步，加料完毕后于70-75℃保温反应1-1.5小时，

第六步，降温到30-35℃，出料，得到包装纸阳离子聚合物表面施胶剂。