[发明专利]一种阴离子表面施胶剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子表面施胶剂的合成方法，尤其针对瓦楞纸的表面施胶剂的制备方法。 

背景技术

施胶剂分为浆内施胶剂和表面施胶剂。浆内施胶的主要问题在纸浆内添加的众多助剂，互相影响与兼容问题十分突出，而表面施胶剂使用时几乎不存在此类情况，并且还不受抄纸水质、水温和pH值的影响，可赋予纸张稳定的性能。而且很多浆内施胶过程也存在许多问题，如松香胶需和硫酸铝配用才能发挥较好的施胶效果，AKD中性胶易水解，高温使用效果差，量多易使纸张打滑，而ASA须现场乳化使用等问题。表面施胶剂性能稳定、贮存稳定性好，不存在上述现象。所以，表面施胶剂成为一种重要的造纸助剂越来越受到人们的关注。 

表面施胶剂分为天然高分子表面施胶剂和合成聚合物表面施胶剂。传统的氧化淀粉属于天然高分子表面施胶剂，但由于它与纤维的结合较差，目前普遍采用合成聚合物表面施胶剂与天然高分子表面施胶剂复配使用。 

常见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-丙烯酸聚合物属于溶液聚合，由于马来酸酐易溶入水变成二元酸使聚合活性降低，因此必须采用苯、丙酮、丁酮等溶剂来聚合，对环境不利。而苯乙烯-丙烯酸酯(SAE)和聚氨酯(PUD)聚合工艺是采用乳液聚合或水溶液聚合方式，所用介质为水，符合当今环境友好的发展方向。SMA是国外最早开发的表面活性剂，现逐步被SAA，SAE，PUD取代。SAA的制备工艺与SMA相似，PUD价格昂贵，SAE胶乳表面处理纸张具有较好的抗水性、良好的吸墨性和极强的成膜性能，其分子结构中含有多种功能活性基团，与纤维的亲和力比聚乙烯醇与纤维的亲和力高很多，因而能较好地解决传统表面施胶剂对纤维亲和力差，造成覆盖纸页表面成膜在干燥过程中易破裂的现象。因此，SAE作为表面施胶剂备受化工行业的青睐，也符合聚合物表面施胶剂未来的发展方向。 

日本专利JP2002026753公开了一种表面施胶剂的制备方法，将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和烷基烯酮二聚体在异丁酮溶剂中共聚，得到的产品施胶效果优异且发泡性低，但使用有机溶剂作介质不环保。中国专利CN 1820109A提供一种阳离子型表面施胶剂的制备方法，在水溶性高分子物质作分散剂条件下，加入苯乙烯系单体，阳离子单体，其他疏水性单体共聚所得，最后进行季铵化处理，得到的产品可用于制造一种具有优异抗水性的胶印新闻用纸。 该法的缺陷在于用有机溶剂作为反应介质，对环境有污染，且需要将溶剂蒸馏除去，操作复杂。此外，中国专利CN101400853A、CN101297079A都是采用有机溶剂作为反应介质，不利于环境保护。 

美国专利US 5240771中公开了丙烯酸酯、不饱和丙烯酸或酸酐、水溶性单体、其它共聚单体、聚乙烯醇乳液聚合得到的表面施胶剂。虽然该表面施胶剂的储存稳定性和施胶性能较好，但其化学稳定性较低，在有机溶剂作用下很容易破乳。李培之等(《中国造纸》2007年第26卷第10期)以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为阳离子单体与苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸共聚合成了阳离子无皂乳液型表面施胶剂。过程中不使用乳化剂和有机溶剂，在改善纸张施胶效果和印刷性能的同时还有利于环境保护，但该无皂乳液光泽性不佳，并且存在固含量偏低的问题。 

中国专利CN101649583A采用淀粉酶降解淀粉制备了一种表面施胶剂，该施胶剂能改善纸张的抗水性，提高纸张的表面强度等，但由于其中淀粉含量较高，且由于淀粉中含有多羟基，会在一定程度上影响纸张的抗水性，其抗水性仍需进一步提高。中国专利101225623A提供了一种表面施胶剂的合成方法，解决了现有表面施胶剂互混时相溶性差的问题。该方法是在改性淀粉介质中进行乳液聚合，所得的产品能大大提高纸张的表面强度，但抗水性仍需进一步提高。 

中国专利CN1232697C公开一种在阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复合乳化下，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、配合剂以及消泡剂，复配得到的表面施胶剂，该方法使用的添加剂较多，对环境也存在不利影响。中国专利CN101177923A提供了一种阴离子型表面施胶剂的制备方法，制备得到的表面施胶剂稳定性好，能赋予纸张良好的抗水性，但最后也需加入施胶促进剂等进行配合。