一種表面施膠劑乳液及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種表面膠劑乳液及其制備方法和應用，制備方法包括如下步驟：將陽離子聚合物和水混合，加入烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌均質，再加入硫酸鋁，即可獲得表面施膠劑乳液。所述陽離子聚合物是以陽離子單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯共聚而成的水分散體，該制備方法，以明膠為分散劑，以陽離子與非離子復合的表面活性劑為乳化劑，以2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽為引發劑，使用上述混合單體進行自由基乳液聚合制得。本發明專利技術的表面施膠劑乳液是一種能滿足造紙涂料用高性能、環保的產品。該產品在應用于紙張的表面施膠，能明顯改善紙張的疏水性，降低Cobb值及提高紙張表面強度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種乳液，尤其涉及一種表面施膠劑乳液及其制備方法和應用，
技術介紹
紙張主要由親水的纖維素纖維組成，因此大部分紙張以水作為介質抄造，并通過添加適量施膠劑賦予紙張一定的抗水性能。紙張施膠劑一般為不溶于水的兩親性物質，通過其親水基團與纖維素纖維的反應、結合，促使施膠劑大分子在紙張中定向，即大疏水性基團朝外直接降低紙張表面能，賦予紙張抗水性。目前施膠劑多以水包油型乳狀液的形式添加到抄紙系統中，并在乳化中盡量減少低分子表面活性劑的用量，因為低分子表面活性劑不僅可提高紙張吸水性能，降低施膠劑的施膠效率，其所產生的泡沫也對紙機運轉性能和成紙的質量也均具有干擾作用。烯基琥珀酸酐是造紙工業中常用的施膠劑之一，具有反應活性高、易水解的特點，一般在施膠之前利用淀粉或高分子聚合物和少量表面活性劑現場乳化，減少其水解對紙張抗水性和抄紙過程的不利影響，提高烯基琥珀酸酐的施膠效率。中國專利CN201110368172.0披露了一種親水型納米二氧化鈦或鋰皂石分散在去離子水中，與聚合硫酸鋁溶膠混合，作為水相，烯基琥珀酸酐作為油相，將水相與油相混合均勻得到的施膠液，然而，由于親水性物質的加入，使其對ASA的抗水作用有所降低。可見，目前的施膠劑在實際應用過程中仍然存在很多問題，一種更加優異的施膠機是本領域迫切需要的。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種表面施膠劑乳液及其制備方法和應用，以克服現有技術的缺陷。一方面，本專利技術的主題是一種表面施膠劑乳液的制備方法，其特征在于，將陽離子聚合物和水混合，加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌均質，再加入硫酸鋁，即可獲得表面施膠劑乳液；其中，所述陽離子聚合物是以陽離子單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯共聚而成的水分散體，該制備方法，以明膠為分散劑，以陽離子與非離子復合的表面活性劑為乳化劑，以2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽為引發劑，使用上述混合單體進行自由基乳液聚合制得。在本專利技術的一個優選實施例中，所述表面施膠劑乳液的制備方法包括：步驟1：將陽離子聚合物和水混合，在50～70℃，攪拌速度為8000～10000rpm/min；步驟2：加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌時間為5～15分鐘，在10～25MPa條件下均質；步驟3：降溫至40℃以下加入硫酸鋁，即可獲得所述表面施膠劑乳液。其中，所述表面施膠劑乳液的重量固含量15～25％，25℃粘度完為5～80mPa.s，pH為2～4。其中，各組分及其重量配比包括：所述陽離子聚合物的制備方法包括：步驟1：將(甲基)丙烯酸酯、(甲基)苯乙烯和陽離子單體混合制成混合單體，備用；步驟2：將乳化劑和10份水混合，完全溶解，備用；步驟3：將2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽和10份水混合，完全溶解，備用；步驟4：將明膠和130～510份水混合，升溫至85℃完全溶解，然后加入步驟2中的乳化劑水溶液，控制在60℃～95℃，加入步驟3中的2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽水溶液，然后在60℃～95℃條件下滴加步驟1混合單體1～3小時；步驟5：60～95℃保溫1～2小時，降溫至25℃,過濾，所得所述陽離子聚合物。所述陽離子聚合物的重量固含量為20～40％，平均粒徑為30～100nm，pH＝2～6。各組分及其重量配比包括其中，所述明膠重均分子量為5000～50000g/mol。所述陽離子單體選自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨、二烯丙基二甲基氯化銨中的至少一種；所述(甲基)丙烯酸酯類單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯中的至少一種；所述乳化劑為陽離子與非離子復合的表面活性劑，選自C12～18烷基聚氧乙烯(n)三甲基氯化銨(n＝5～20)中的至少一種；第二方面，本專利技術的主題是一種上述所述制備方法制備得到的表面施膠劑乳液。第三方面，本專利技術的主題是一種上述所述表面施膠劑乳液的應用，其中包括紙張的表面施膠。本專利技術人發現，采用高電荷的陽離子聚合物作為ASA表面施膠劑的乳化劑使用能夠改善紙張的表面強度和Cobb值，這可能由于陽離子電荷容易與纖維和淀粉中的陰離子成分結合而改善，起一定的橋架作用，與采用淀粉改性物作為乳化劑相比疏水性有所提高。在最后的乳液中添加少量的硫酸鋁能對施膠劑的應用性能有比較明顯的提高，這可能由于硫酸鋁、高陽離子聚合物與ASA具有一定的協同作用，而對紙張的表面強度和Cobb值有比較明顯的提高。本專利技術的表面施膠劑乳液是一種能滿足造紙涂料用高性能、環保的產品。該產品在應用于紙張的表面施膠，能明顯改善紙張的疏水性，降低Cobb值及提高紙張的表面強度。具體實施方式本專利技術提供了一種表面施膠劑乳液的制備方法，其特征在于，將陽離子聚合物和水混合，加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌均質，再加入硫酸鋁，即可獲得表面施膠劑乳液；其中，所述陽離子聚合物是以陽離子單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯共聚而成的水分散體，該制備方法，以明膠為分散劑，以陽離子與非離子復合的表面活性劑為乳化劑，以2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽為引發劑，使用上述混合單體進行自由基乳液聚合制得。在本專利技術的一個優選實施例中，所述表面施膠劑乳液的制備方法包括：步驟1：將陽離子聚合物和水混合，在50～70℃，攪拌速度為8000～10000rpm/min；步驟2：加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌時間為5～15分鐘，在10～25MPa條件下均質；步驟3：降溫至40℃以下加入硫酸鋁，即可獲得所述表面施膠劑乳液。其中，所述表面施膠劑乳液的重量固含量15～25％，25℃粘度完為5～80mPa.s，pH為2～4。其中，各組分及其重量配比包括：所述陽離子聚合物的制備方法包括：步驟1：將(甲基)丙烯酸酯、(甲基)苯乙烯和陽離子單體混合制成混合單體，備用；步驟2：將乳化劑和10份水混合，完全溶解，備用；步驟3：將2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽和10份水混合，完全溶解，備用；步驟4：將明膠和130～510份水混合，升溫至85℃完全溶解，然后加入步驟2中的乳化劑水溶液，控制在60℃～95℃，加入步驟3中的2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽水溶液，然后在60℃～95℃條件下滴加步驟1混合單體1～3小時；步驟5：60～95℃保溫1～2小時，降溫至25℃,過濾，所得所述陽離子聚合物。所述陽離子聚合物的重量固含量為20～40％，平均粒徑為30～100nm，pH＝2～6。各組分及其重量配比包括其中，所述明膠重均分子量為5000～50000g/mol。所述陽離子單體選自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、丙烯酸二甲胺基乙酯氯化芐季銨、二烯丙基二甲基氯化銨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種表面施膠劑乳液的制備方法，其特征在于，將陽離子聚合物和水混合，加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌均質，再加入硫酸鋁，即可獲得表面施膠劑乳液；其中，所述陽離子聚合物是以陽離子單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯共聚而成的水分散體，該制備方法，以明膠為分散劑，以陽離子與非離子復合的表面活性劑為乳化劑，以2,2′?偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽為引發劑，使用上述混合單體進行自由基乳液聚合制得。

【技術特征摘要】
1.一種表面施膠劑乳液的制備方法，其特征在于，將陽離子聚合物和水混合，加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌均質，再加入硫酸鋁，即可獲得表面施膠劑乳液；其中，所述陽離子聚合物是以陽離子單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯共聚而成的水分散體，該制備方法，以明膠為分散劑，以陽離子與非離子復合的表面活性劑為乳化劑，以2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽為引發劑，使用上述混合單體進行自由基乳液聚合制得。2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述表面施膠劑乳液的制備方法包括：步驟1：將陽離子聚合物和水混合，在50～70℃，攪拌速度為8000～10000rpm/min；步驟2：加入熔融的烯基琥珀酸酐(ASA)、石蠟，攪拌時間為5～15分鐘，在10～25MPa條件下均質；步驟3：降溫至40℃以下加入硫酸鋁，即可獲得所述表面施膠劑乳液。其中，所述表面施膠劑乳液的重量固含量15～25％，25℃粘度完為5～80mPa.s，pH為2～4。3.根據權利要求2所述制備方法，其特征在于，各組分及其重量配比包括：4.根據權利要求2所述制備方法，其特征在于，所述表面施膠劑乳液的重量固含量15～25％，25℃粘度完為5～80mPa.s，pH為2～4。5.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述陽離子聚合物的制備方法包括：步驟1：將(甲基)丙烯酸酯、(甲基)苯乙烯和陽離子單體混合制成混合
\t單體，備用；步驟2：將乳化劑和10份水混合，完全溶解，備用；步驟3：將2,2′-偶氮雙(脒基丙基)二鹽酸鹽和10份水混合，完全溶解，備用；步驟4：將明膠和130～510份水混合，升溫至85℃完全...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施曉旦，尹東華，
申請(專利權)人：上海東升新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31