[发明专利]阳离子表面施胶剂乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物表面施胶剂的制备方法，尤其涉及一种阳离子表面施胶剂乳液的制备方法。

背景技术

目前，聚合物表面施胶剂主要有苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、苯乙烯-丙烯酸共聚物水溶液(SAA)、苯乙烯-丙烯酸酯乳液共聚物(SAE)、水性聚氨酯胶乳(PUD)等几类。

聚合物表面施胶剂在制备过程中需要有机溶剂或表面活性剂，起泡性较高。例如：苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-丙烯酸共聚物水溶液，即是通过有机溶剂聚合法制备的，其对制造环境和应用环境都会造成一定的污染，影响操作、使用者的身体健康。

现有的聚合物表面施胶剂不能兼顾纸产品的表面强度、耐折性以及耐溶剂性能等。虽然可以减少浆内添加剂的用量，但由于其分子主链多为直链，不存在活性基团，仍抑制了表面施胶完全代替浆内施胶，使二次纤维的应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳离子表面施胶剂乳液的制备方法，其解决了常规聚合物表面施胶剂不能兼顾表面强度、耐折性及耐溶剂性能，抑制了表面施胶完全代替浆内施胶，使二次纤维应用范围受到限制的技术问题。

本发明的技术方案如下：

一种阳离子表面施胶剂乳液的制备方法，其实现步骤主要包括：

(I)将高分子胶体稳定剂与水按1∶1-9的质量比混合均匀，得到高分子胶体稳定剂溶液A，所述的高分子胶体稳定剂为聚乙烯醇或羟甲基纤维素；

(II)制备改性高分子胶体稳定剂B；

(i)在60-95℃，向高分子胶体稳定剂溶液A中加入阳离子醚化剂；高分子胶体稳定剂溶液A与阳离子醚化剂的质量比为100∶1-100，所述的阳离子醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵或2，3-环氧丙基三甲基氯化铵；

(ii)用碱调pH值至7-14后，反应0.5-5小时；

(iii)用酸调pH值至1-6，制得改性高分子胶体稳定剂B；

(III)将乙烯基单体与自交联单体按1∶0.01-1的质量比混合均匀，制得溶液C，所述乙烯基单体是由通式①表示的丙烯酸酯类单体或由通式②表示的苯乙烯类单体：

①

①式中的R₁代表氢原子或甲基，M₁代表烷基；

②

②式中的R₂代表氢原子或甲基；

(IV)将水与水溶性引发剂按1∶0.002-1的质量比混合均匀，得到引发剂水溶液D；

(V)将改性高分子胶体稳定剂B与水可根据实际需要按100∶80-5000的质量比混合均匀，得到溶液E；

(VI)在50℃-90℃，将阳离子单体、溶液C以及引发剂水溶液D滴加到溶液E中，滴加时间为0.5-4小时；继续保温、反应1-4小时，得阳离子表面施胶剂乳液；其中，溶液C中所含乙烯基单体与阳离子单体的质量比为1∶0.01-1，所述的阳离子单体是甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、对-乙烯基苄基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵或二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或其中二至多种以任意比例的混合。

上述步骤(VI)中，将阳离子单体、溶液C以及引发剂水溶液D滴加到溶液E中，还可采用如下步骤：

(i)在50℃-90℃，将阳离子单体、部分溶液C以及部分引发剂水溶液D滴加到溶液E中；滴加时间为1-60分钟；继续反应0.5-3小时，得种子乳液F；其中，溶液C质量占总量的50-100％，引发剂水溶液D质量占总量的0.02-50％；

(ii)在50-90℃，向种子乳液F滴加剩余的溶液C及剩余的引发剂水溶液D，滴加时间0.5-3小时；

(iii)保温2-3小时，得到阳离子表面施胶剂乳液。

上述自交联单体可采用由通式③表示的自交联单体：

③

式③中的R₃代表氢原子或甲基，R₄代表烷基。

上述高分子胶体稳定剂与水混合的质量比以采用1∶5-9为宜；所述聚乙烯醇的醇解度以10％-99％为宜；所述高分子胶体稳定剂溶液A与阳离子醚化剂的质量比以采用100∶1-50为宜；所述的用碱调pH值以将pH值调至9-14，反应2-3小时为宜；所述的用酸调pH值是将pH值调至4-6为宜；所述乙烯基单体与自交联单体混合的质量比1∶0.05-0.5为宜；所述水与水溶性引发剂混合的质量比以1∶0.2-0.6为宜。