[发明专利]一种造纸用涂料分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，特别涉及一种造纸用涂料分散剂及其制备 方法。

背景技术

造纸中涂料质量的一个主要指标是固含量，追求更高固含量是纸用涂 料的目标，而限制的因素就是颜料分散液浓度。人们希望在提高分散液浓 度的同时降低分散液粘度。但是，这两者是相互矛盾的。分散剂是解决上 述两者矛盾的途径之一。分散剂可在力作用下将干粉或块状的颜料分散为 均匀稳定的悬浮液，以利于与涂料中其它成分均匀地混合及防止已分散的 颜料颗粒由于电荷因素重新絮凝。随着高浓度涂布机的引进和铜版纸的发 展，对分散剂质和量的要求愈来愈高。另外，好的分散剂不但提高涂料固 含量，降低涂料粘度，同时涂布后减少水份蒸发，节约能源，提高产量。 目前，市面上常见的分散剂尚不能满足人们的需求。

聚丙烯酸钠用途广泛，不同的引发剂及用量，不同的聚合条件(时间、 温度、pH等)，单体浓度，还有链转移剂种类及用量等诸多因素都影响最 后产品的分子量，因而不同的聚丙烯酸钠产品性能也不同，用途也相应变 化。分子量在1000～5000的低分子量聚丙烯酸钠主要起分散作用，特别是 分子量在2000～3000的聚丙烯酸钠在造纸工业中能降低高、浓涂料的粘度， 使之有良好的流变性。其作用原理为：分子亲水性很强，电离度很大，保 护膜与水中的钠离子吸引力很小，使得颗粒完全被负电荷包围，阻碍了颗 粒间聚沉，体系的流动性提高。

聚丙烯酸钠由丙烯酸单体聚合而成的，造纸上使用的低分子量聚丙烯 酸钠的工艺一般采用溶液聚合法，通过控制引发剂用量和链转移剂，合成 相对分子质量较低的聚丙烯酸。在制成的聚丙烯酸水溶液中，加入浓氢氧 化钠溶液获得聚丙烯酸钠盐。常用的引发剂为过硫酸铵/钠/钾、硫代硫酸 钠/钾，或复合引发剂硫代硫酸钠和过硫酸铵，常用的链转移剂为异丙醇。 由于异丙醇作为链转移剂时必须进行蒸发，增加制备流程，生产成本高。 研究表明，链转移剂为次磷酸钠，也可制得聚丙烯酸钠，但是得到的产物 聚丙烯酸钠分子量不适合作为造纸用涂料分散剂使用。使用次磷酸钠为链 转移剂的溶液聚合法中，化学原料的浓度、反应时间、反应温度以及脱水 方法都是影响最终产物聚丙烯酸钠分子量的重要影响因素。到目前为止， 还没有以次磷酸钠作为链转移剂获得的聚丙烯酸钠作为造纸用涂料分散 剂的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种能 提高颜料分散液浓度或降低颜料分散液粘度的造纸用涂料分散剂。

本发明的另一目的还在于提供上述分散剂的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种造纸用涂料分散剂，其组 分配比为：次磷酸钠     1～4

      过硫酸铵     1～10

      丙烯酸单体   100

      蒸馏水       80～100；

以上所述组分均为质量份数计。

上述造纸用涂料分散剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)1～4质量份数次磷酸钠用蒸馏水A配制成质量百分浓度为10～ 30％的次磷酸钠溶液；

(2)1～10质量份数过硫酸铵用蒸馏水B配制成质量百分浓度为10～ 30％的过硫酸铵溶液；

(3)取步骤(2)的过硫酸铵溶液的总体积的1/5～1/3与100质量份 丙烯酸单体总体积的1/5～1/3，分别同时滴加于步骤(1)的次磷酸钠溶液 中，之后再加入蒸馏水C混匀；加热至65℃～70℃，调整为保温状态；

(4)接着，继续将剩余的过硫酸铵溶液与剩余的丙烯酸单体分别同 时滴加到步骤(3)溶液中，1小时内滴完；

(5)滴完后，于65℃～70℃保温反应2～3.5小时；接着，冷却至室 温，用NaOH中和，使溶液pH达7～8；此时产物为略带黄色的透明溶液， 将其减压脱水或在水浴中蒸发脱水，得到白色固体，即得造纸用涂料分散 剂；所述蒸馏水A、蒸馏水B和蒸馏水C相加总量为80～100质量份数。

所述造纸用涂料分散剂的固含量为100％。

为了更好地实施本发明，NaOH优选质量百分浓度为40％的NaOH。

本发明分散剂除可用于造纸用涂料的分散剂外，还可用做陶瓷、采矿 等的分散剂。