[发明专利]一种纸张表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸技术，尤其涉及一种纸张表面施胶剂及其制备方法。

背景技术

造纸是一项古老的技术，可追溯到公元105年，但无法确切知道何时对纸进行防水处理。大约17世纪中叶，就有防止墨水的浸渍纸和内施胶的书写纸。动物胶是当时主要的施胶剂，铝矾一般用作施胶的硬化剂。早期的纸用淀粉处理，只是为了使其表面光泽。1807年开始应用铝矾-松香施胶。到20世纪50年代，相继出现了各种类型的松香胶，以及AKD(烷基烯酮二聚体)和ASA(烯烃基琥珀酸酐)等合成施胶剂。

造纸纤维由于含有大量的羟基，与水能形成氢键，所以有很强的亲水倾向。当纸页被水浸泡饱和后便会失去其大部分强度，这点对卫生纸、瓦楞芯纸很适合，但对大多数纸则是不需要的，如办公用纸、食物盒、化妆品盒、食品杂货袋纸。造纸施胶则是为了提高纸张对水和液体的抗渗透力的一种处理方法。

造纸施胶一般有两种方法：一种是表面施胶，即纸幅在成形、干燥后，施胶剂可通过施胶压榨、涂布机或压光机而施于纸张表面；另一种是浆内施胶，是将施胶剂加到造纸浆料中，在纸张成形过程中达到与纸幅的结合。两种过程的结果都能降低纸对水的湿润性能，表面施胶还可降低纸幅的孔隙。

随着中碱性造纸技术的发展，作为一种反应型中碱性合成施胶剂AKD和ASA等，具有施胶效率高、用量少等特点，在造纸中得到广泛的应用。传统施胶剂乳液使用阳离子淀粉作为乳化剂和稳定剂，但这种乳液在纤维上的留着率较低，与纤维的反应较慢，施胶熟化时间长。

近年来，随着涂布损纸、脱墨废纸、高得率浆的使用，纸机白水循环封闭程度的提高以及其他造纸助剂的使用，使纸机湿部干扰性的阴离子杂质的聚集浓度越来越高，对纸机湿部操作的危害越来越大。为更好的解决阴离子杂质对施胶所带来的问题，尤其是改善施胶剂中碱性施胶的效果，应该采用电荷密度更高的聚合物来代替阳离子淀粉对阴离子杂质进行捕捉。

中国专利CN101173026A公开了一种采用天然高分子接枝聚合的阳离子聚合物乳化施胶剂及其制备方法，得到的施胶剂乳液施胶的熟化速度较快，但对纸张表面强度增加不大。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题提出的，其目的是提供一种能改善纸张疏水性、降低Cobb值及提高纸张表面强度的纸张表面施胶剂。

本发明的另一目的是提供上述纸张表面施胶剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种纸张表面施胶剂，其特征在于，该施胶剂包括下列组分及各组分的重量份数：

其中，所述阳离子水性共聚物和水形成阳离子共聚物分散体；所述阳离子水性共聚物是由丙烯基类阳离子单体、疏水性烯基单体经引发剂引发进行自由基溶液聚合反应而得。

优选地，所述稳定剂为氧氯化锆。

优选地，所述施胶剂的重量固含量为15％-25％，在25℃时的粘度在5-30mPa·s，pH值为2-4。

优选地，所述阳离子水性共聚物包括下列组分和各组分的重量份数：

优选地，所述丙烯基类阳离子单体选自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵盐、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵盐、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季铵盐、丙烯酸二甲胺基乙酯氯化苄季铵盐、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或多种。

优选地，所述疏水性烯基单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、二甲基苯乙烯、氯乙烯基甲苯中的一种或多种。

优选地，所述引发剂选自偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂，优选自2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(脒基丙基)二盐酸盐、过氧化二苯甲酰、过氧化氢异丙苯、过氧化叔丁醇、过氧化二异丙苯、月桂基过氧化物中的一种或多种。

优选地，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。

优选地，所述阳离子水性共聚物的重量固含量为20％-40％，pH值为2-6。

本发明还提供一种纸张表面施胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、按照如上所述的组分及配比制备阳离子水性共聚物：在容器中先加入水和引发剂，升温至60-95℃，然后在1-3小时内逐滴同时加入丙烯基类阳离子单体、疏水性烯基单体、硅烷，滴加完毕后保温1-2小时，最后加入表面活性剂，冷却至室温，得到所述阳离子水性共聚物；