[发明专利]一种耐磨透气纸张防水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨透气纸张防水剂的制备方法，属于造纸处理剂技术领域。本发明先将聚苯乙烯经过磺化改性，从而提高聚苯乙烯在水中的分散性能，随后利用磺化改性后的聚苯乙烯在致孔剂的作用下制得表面亲水，内部疏水的多孔聚苯乙烯微球，随后将制得的多孔微球酰氯化，并将酰氯化后的多孔微球与氨基改性的多孔二氧化硅混合，从而在酰胺键的作用下，将改性多孔二氧化硅接枝于多孔聚苯乙烯微球表面，进而使多孔聚苯乙烯微球的表面形成乳突状结构，在与改性木质素磺酸盐一同加入基体树脂中后，均匀分布于基体树脂之中，形成阻燃耐磨纸张防水剂。本发明所得的产品中添加剂具有优异的耐磨性，且内部含有疏水的通孔，使产品的耐磨透气性能提高。

技术领域

本发明公开了一种耐磨透气纸张防水剂的制备方法，属于造纸处理剂技术领域。

背景技术

一些特种纸如特种包装纸、一次性纸餐具纸制品要求具有良好的防水性能。传统的防水纸制材料是在纸质表面覆塑一层膜，进而使其具有防水性，但这却使纸制品不能全部降解，造成环境污染，并且给以后的废纸回收处理以及二次纤维的利用也带来了困难。纸张防水剂与纸张纤维的亲和力较强，可降低纸张表面张力，具有良好的防水性能，而且环保可降解，因而受到人们的关注。本课题合成了一种疏水性丙烯酸树脂类纸张防水剂，采用表面施胶的方法进行了防水性能实验，对施胶后纸张的物理性能进行了研究。

丙烯酸异辛酯、苯乙烯等为主要单体制备了纸张防水剂，利用红外光谱和激光粒度仪对合成聚合物进行表征。通过浆内施胶研究了防水剂用量、助留剂用量、打浆度、停留时间等对纸张防水性能的影响，用渗透法和接触角法对纸张的防水性能进行测试，并对纸张进行SEM电镜分析。结果表明，纸张具有优异的防水性能。

某些纸张如照相纸、地图纸、高档标签纸、特种包装纸或纸板要求具有高度抗水性，即不被水润湿或扩散，呈现持久、优良的“不沾水”效果。制造这类纸张需采用疏水性物质固着于纸张纤维的表面或浸透到内部而固着，所用的物质即为抗水剂。常用的抗水剂有氨基树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷、有机硅等。近年来造纸用的抗水剂主要是三聚氰胺甲醛树脂，这类树脂因含有甲醛，且极不稳定，易凝胶，需在酸性条件下使用，不符合中性造纸工艺要求；聚酰胺多胺环氧氯丙烷作为抗水剂则因固含量低，需在碱性条件下熟化而受到限制。有机硅抗水剂的主链为Si—O键，侧链为烃基，将其喷涂到纸张表面，其极性氧原子可与纤维上的极性基团进行氢键缔合，非极性有机烃基指向纸外，在纸张表面形成一层致密的憎水膜，从而赋予纸张抗水性，即不被水润湿或扩散，呈现持久、优良的“不沾水”效果；但由于价格较贵，使其应用受到限制。对于特种纸张，如珍贵字画的保护却有一定的实用意义。硅烷偶联剂十二烷基三甲氧基硅烷由于烷基较长，所以具有较好疏水作用；同时由于其相对分子质量较低，可以渗透到纸张纤维内部，不堵塞纸张的空隙，所以可在赋予纸张疏水性的同时，使纸张保持正常的透气性。所以从分子结构看，这两种材料都可能成为新的抗水剂。为此本试验进行了尝试。考虑到溶剂型抗水剂中的溶剂挥发后对抗水效果不会产生大的影响；而如果采用乳液型的话，乳化剂的选择就成为左右抗水效果的关键，因此本实验选择了溶剂型抗水剂。实验用氨基硅油、十二烷基三甲氧基硅烷、及两者的复配物配成溶剂型抗水剂，考察了其对包装纸、书皮纸、生宣纸等纸张的抗水效果。

以丙烯酸丁脂、丙烯酸异辛脂、苯乙烯等为主要单体制备的纸张防水剂，与聚乙烯醇、阳离子淀粉复配制备表面施胶液进行了表面施胶试验，并用渗透法和接触角法对纸张的防水性能进行测试，最后对纸张进行SEM电镜分析。结果表明：防水剂用量为0.8%，聚乙烯醇用量为2.0%，阳离子淀粉用量为1.5%复配制备的表面施胶液处理纸张后，显示出优异的疏水性能，同时纸张耐破。

目前传统的纸张防水剂耐磨性能和透气性能还无法进一步提高，以求探索研制出具有良好综合性能的耐磨透气纸张防水剂是待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：传统纸张防水剂耐磨性能和透气性能还无法进一步提高的问题，提供了一种耐磨透气纸张防水剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：