[发明专利]一种文化纸阳离子表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面施胶剂的制备领域，特别涉及一种文化纸阳离子表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

我国己步入世界纸张生产和消费大国行列，随着高速印刷技术和装备的迅速发展，印刷的速度越来越快，纸品印刷过程中对纸张表面性能及吸墨性能提出了更高的要求。而造纸原料结构与此同时也发生了较大变化，如废纸回用率的提高，高得率浆，草浆的应用和高填料量的使用等，导致了纸张性能恶化，严重限制了我国造纸工业向规模大型化、产品高档化、技术装备现代化、生产清洁化的方向发展。解决这些问题最有效的办法就是进行表面施胶，表面施胶能明显改善纸张表面性能，如表面强度、抗水性、两面差、平滑度及印刷适性等。同时也为纸厂带来众多好处，环保问题及纸机湿端的清洁需要，将部分化学品由湿端转移到表面添加，从而使纸机系统愈加清洁，这对于大型纸机的生产过程控制及成本节约尤为重要。又由于表面施胶中化学品的留着接近100%，化学品表面添加可降低纸机白水的COD，有利于白水的封闭循环。纸张表面施胶工艺的发展，也促使许多化学品公司研发生产能适合纸张表面施胶用的化学品，苯乙烯和丙烯酸系单体的共聚物乳液称为苯丙乳液，具有污染小、无毒无味、适用性和通用性强、应用简便快捷和粘接强度高等优点，其性价比是当今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施胶剂是目前发展最迅速的一类。

由于一般乳液聚合通常需使用传统乳化剂，而传统乳化剂不能完全从聚合物中去除，导致乳液聚合产品的附着力、耐水性、光泽等性能有所降低，在应用过程中既影响文化纸的抗水性能和表面强度又存在环境污染，限制了乳液聚合产品的进一步应用。由于纸张纤维带负电荷，多次使用的废纸中存在很多阴离子垃圾，这样纸张和带负电荷或者阴离子含量高的聚合物结合不紧密。近年来，提高和完善苯丙乳液应用性能的研究日趋活跃，研究人员曾经采用高分子溶液或者乳液作为苯丙乳液的乳化分散剂消除了传统乳化剂的部分不足，但其存在乳化性能较差，乳液粘度较大和稳定性差的缺点。进一步提高苯丙乳液的稳定性、强度性能和抗水性能，开发和生产印刷性能好和强度性能高的文化纸是我国造纸科研工作者一直努力研究的课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种文化纸阳离子表面施胶剂及其制备方法，所得的文化纸阳离子表面施胶剂能提高文化纸的抗水性能、表面强度和挺度，并且能改善文化纸的印刷性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种文化纸阳离子表面施胶剂，分子结构为：

其中m、n、p、q、r、x、y和z均为大于零的整数。

一种文化纸阳离子表面施胶剂的制备方法，先由聚乙二醇、十二醇和顺丁烯二酸酐反应得到顺丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，由顺丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵通过核壳共聚反应制备文化纸阳离子表面施胶剂。其反应过程如下：

 

其中m、n、p、q、r、x、y和z均为大于零的整数。

一种文化纸阳离子表面施胶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步，将过硫酸铵、亚硫酸氢钠和去离子水以质量比2∶1∶20制成引发剂水溶液，

第二步，将聚乙二醇-1000和顺丁烯二酸酐加入第一反应器中在80-85℃时反应1.0-2.0小时，再加入十二醇于85-90℃保温反应2.0-3.0小时，得到顺丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、顺丁烯二酸酐和十二醇的质量比为10∶0.98∶1.86，

第三步，在第二反应器中加入去离子水，升温至50-55℃，分别滴加引发剂水溶液和由顺丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯和丙烯腈以质量比30∶7∶9制成的第一混合单体，去离子水、引发剂水溶液和第一混合单体的质量比为184∶9∶46，加料时间为1.0-2.0小时，

第四步,将反应物升温至60-65℃, 分别滴加引发剂水溶液和由丙烯酸乙酯和丙烯酸羟乙酯以质量比为6∶2制成的第二混合单体，引发剂水溶液与第二混合单体的质量比为7∶8，加料时间为0.5-1.0小时,

第五步, 将反应物升温至70-75℃, 分别滴加引发剂水溶液和由丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵以质量比为4∶2制成的第三混合单体，引发剂水溶液与第三混合单体的质量比为7∶6，加料时间为0.5-1.0小时,

第六步，加料完毕后将反应物于80-85℃保温反应1.0-2.0小时，