[发明专利]一种造纸用苯丙乳液表面施胶剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸用表面施胶剂的制备方法，尤其涉及用于高强瓦楞纸的苯丙乳液表面施胶剂及其合成方法。

背景技术

纸张施胶是显著提高纸张附加值的重要方法之一。通过对纸和纸板进行表面施胶可以提高其印刷适应性，增加表面强度，对掉毛掉粉有一定的抵抗性，改善内部结合程度、耐折强度、IGT拉毛速度，减少透气度，增加挺度，平滑度，以及提高纸张耐脂耐油或是抗水性能等。瓦楞纸和瓦楞纸板是重要的包装材料，可制成各种产品的包装容器。目前国内生产瓦楞原纸用的纤维主要有进口废纸、国内废纸和麦草半化学浆。国内生产的瓦楞原纸档次较低，外观粗糙，受环境因素影响非常大，在运输和贮藏中遇湿度大的环境会吸潮而使强度降低，使瓦楞纸箱功能丧失导致产品受损。

传统的淀粉表面施胶剂由于与纤维的亲和力较差，覆盖在纸面上的淀粉膜在干燥过程中随着水分的不断蒸发和膜层的不断收缩会出现膜破裂现象，因此在印刷过程中易出现掉毛掉分等现象，而合成表面施胶剂具有许多淀粉所不具备的功能，如抗水性、成膜韧性、印刷适应性等。目前在造纸表面施胶领域往往会将合成表面施胶液与氧化淀粉复配使用。

常用的聚合物表面施胶剂有四类。其中，苯乙烯-马来酸酐聚合物(SMA)和苯乙烯-丙烯酸共聚物(SAA)是采用溶液聚合方式制备，介质为有机溶剂，对操作工人及其环境带来一定程度的污染和影响；而苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(SAE)和聚氨酯聚合物(PUD)表面施胶剂是采用乳液或水溶液聚合方式生产，所用的介质为水，符合当今绿色产品的要求和发展方向。SMA是国外最早开发的聚合物表面施胶剂，已逐渐被SAA、SAE与PUD代替。SAA施胶剂是苯乙烯和丙烯酸类单体采用溶液聚合方法制造而成，制造工艺类似SMA。PUD原料价格昂贵、生产工艺操作复杂、应用影响因素较多，使其扩大范围推广存在一定的难度。SAE表面施胶剂的制造方法不同于SMA和SAA，它是采用乳液聚合，是多种单体的共聚物。SAE的合成工艺简单、操作方便、设备投资少，产品粘度低、稳定性好、起泡性不大，应用时无粘辊及破洞现象、有良好的耐湿摩擦性、优异的粘合力，成膜性优于SMA、SAA，使用方便且效果优异，从而倍受造纸与化工行业的亲睐，也符合聚合物表面施胶剂将来的发展方向。

美国专利US5525661公开了将一定比例的苯乙烯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯在甲乙酮等溶剂中共聚得到的产物，该产物与氧化淀粉共用，取得良好的表面施胶效果。美国专利US4481319公开了将苯乙烯、丙烯酸、马来酸酐和二异丁烯在二甲苯中进行共聚后再经氨水中和，得到起泡性较低的表面施胶剂。日本专利JP2002026753报道在异丁酮溶剂中将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和烷基烯酮二聚体共聚可制备施胶效果优异的低泡性产品。中国专利CN1944792A公开使用明胶为分散剂，将(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体、阳离子单体、乳化剂和引发剂进行自由基乳液聚合，得到一种满足纸张表面施胶产品，与淀粉共用可提高纸张环压强度，显著改善Cobb值等。中国专利CN1232697C公开一种在阴离子乳化剂与非离子乳化剂复合乳化下，进行疏水性单体和亲水性单体的乳液共聚反应后，按比例依次加入施胶促进剂、配合剂如三乙醇胺或乙二醛、以及消泡剂，复配得到的表面施胶剂。

但是，以上大多数专利中提到的表面施胶剂都要在有机溶剂或是分散剂中进行反应聚合，生产过程复杂而不环保。或是在用于高强瓦楞原纸的施胶过程中，抗水性能不足。

发明内容

本发明针对以上现有技术的不足与缺陷，提出一种改善施胶剂抗水性，特别适合瓦楞纸应用的苯丙乳液表面施胶剂。

本发明还提供上述苯丙乳液表面施胶剂的合成方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种造纸用苯丙乳液表面施胶剂的合成方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)预乳化：将非离子与阴离子乳化剂溶于水形成复合乳化剂，预留25wt％～40wt％复合乳化剂待用，其余与水溶性单体的水溶液混合均匀，将疏水性单体和交联单体混合后，全部滴加到含有复合乳化剂和水溶性单体的溶液中进行预乳化，温度在40～70℃，得预乳化单体混合液；

(2)种子乳液聚合：将20wt％～40wt％的预乳化单体混合液留于反应器内进行种子乳液聚合，待60～75℃时加入20wt％～50wt％引发剂，继续升温至75～80℃保温，直至乳液泛蓝光，保温10～30min；