[发明专利]一种新型表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于表面施胶剂技术领域，具体涉及一种新型表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

表面施胶剂是通过静电吸附或共价键结合，吸附在纸纤维表面并形成胶膜结构，赋予纸张良好的抗水性、环压强度等物理性能，并降低施胶成本。

现有的表面施胶剂大多采用传统乳化剂对反应单体进行乳化，例如发明专利“表面施胶剂”（申请号00816596.3，公开日2003年3月12日）和“阳离子核壳共聚苯丙表面施胶剂及其制备方法”（申请号201010168738.0，公开日2010年9月8号）提供的表面施胶剂及制备方法。然而采用传统乳化剂易造成产品凝胶量增多、电解质稳定性差等问题以及对纸张抗水性、环压强度等物理性能等产生负面影响。最近兴起的反应型乳化剂代替传统乳化剂虽然能减少这些影响，但存在成本过高的问题。

造纸黑液是造纸工业的碱法（烧碱法和硫酸盐法）制浆工艺产生的废水，含有大量的木质素，呈黑褐色。造纸黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质，直接排放到水体中会造成严重的污染。直接排放的主要危害有：含大量纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑，并有特殊的恶臭味；含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量(BOD)可高达5000-40000g/L，会大量消耗水中的溶解氧，影响水质；黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高，破坏水体环境的平衡。而事实上，造纸黑液中的木质素含有一定数量的醇羟基、酚羟基、羧基和羰基等官能团，官能团上氧原子的未共用电子对能与金属离子形成配位键，与金属离子生成螯合物，阻止金属离子的沉淀，若能对造纸黑液中的木质素进行回收利用，将产生很大的环境价值和经济价值。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种稳定性好、造价低且有利于环保的新型表面施胶剂。

本发明的另一个目的是提供上述新型表面施胶剂的制备方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种新型表面施胶剂，以苯乙烯和丙烯酸烷酯为主要反应单体，分散于乳化剂中，在引发剂的作用下，于水溶液中聚合而成，所用原料的质量比为：苯乙烯单体8-25%，丙烯酸烷酯单体6-20%，0-3%的共聚单体，乳化剂0.2-0.5%，引发剂0.5-1.5%，水60-75%，且乳化剂中含有10-100%的木质素磺酸钠。

进一步，乳化剂中含有50-100%的木质素磺酸钠。

进一步，所述木质素磺酸钠由造纸黑液中回收的木质素经磺化制得。

再进一步，乳化剂中还含有C₁₂脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、阴离子型双子乳化剂、双季胺盐阳离子双子乳化剂、聚乙二醇200单月桂酸酯、聚乙二醇400单硬脂酸酯、聚乙二醇400双硬脂酸酯、聚乙二醇6000双硬脂酸酯或单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。

进一步，丙烯酸烷酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸甲酯。

再进一步，共聚单体选自甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯腈、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或多种。

进一步，引发剂为由氧化剂、还原剂组成的氧化还原体系，氧化剂与还原剂的重量比为0.5-8:1。

再进一步，氧化还原体系为过硫酸钠-亚硫酸氢钠体系、过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过硫酸铵-亚硫酸氢钠或过氧化氢-硫酸亚铁体系。

本发明提供的上述新型表面施胶剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将80-100%的乳化剂放入反应器中，加入100-130倍量水混合，升温至70-90℃，搅拌溶解；

（2）将反应单体、剩余的乳化剂、引发剂中的还原剂与0.2-0.4倍量水混合，搅拌使乳化，配成滴加液A；

（3）将引发剂的氧化剂和20-30倍量水混合，配成滴加液B；

（4）在70-90℃下，采取滴加的方式将滴加液A、B同时加入到步骤（1）的反应器中，并在2.5-4小时内滴加完毕，再反应0.5-2小时后，停止反应，降温至40℃以下，过滤放料即可。

进一步，步骤（4）中，在85-90℃下将滴加液A、B加入到步骤（1）的反应器中，并在3-4小时内滴加完毕，再反应时间为0.5-1小时。