[发明专利]一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂的制备方法，特别是涉及一种可以用UV灯进行固化，干燥速度快且高抗水性(Cobb_60s值较低)松香基的水性表面施胶剂的制备方法。

背景技术

表面施胶是提高纸或纸板抗水(油)性、改善纸或纸板表面性能、物理强度的有效方法之一。由于表面施胶有着施胶剂留着率高(接近100％)、减小造纸湿部负担、减轻水污染负荷、提高成纸质量高等优点，因此选择合适的表面施胶剂，通过表面施胶在提高纸或纸板的抗液体渗透能力的同时，还可增加纸或纸板的物理强度，如耐破度、耐折度、抗张强度等。

松香的三环菲骨架赋予其优异的疏水性，被广泛用于纸张浆内施胶剂，而未改性的松香由于其刚性较强，导致成膜较脆；同时由于其分子小，成膜性相对高分子较差，因此松香不适合作为纸张表面施胶使用。

聚醚丙烯酸酯具有柔韧性、耐黄性好等优点，但硬度、机械强度和耐化学品性差；聚酯丙烯酸酯具有价格低、柔韧性好、粘度低，缺点是耐化学品性能差，在酸或减性条件下易水解。

孟凡娜等制备了一种阴离子自交联型水性苯丙乳液，施胶后纸张的Cobb₆₀值从显著降低，从75g/m²附近降到15g/m²～25g/²之间。缺点是干燥速度较慢，需要在85℃下干燥5min。Yuhua Guo等采用丙酮法制备了一种水性聚氨酯乳液，涂布于纸张后，Cobb₃₀值比原纸降低了63％。缺点是该合成反应的原料异佛尔酮二异氰酸酯的价格昂贵，不利于推广。

UV固化技术是利用紫外光引发具有化学活性的液态材料快速聚合交联，瞬间固化成固态材料。其具有高效、适应性广、节能、环境友好和经济等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂，并详细的介绍了该施胶剂的制备方法，其要点就是利用化学法将松香优异的疏水性和UV固化(快速固化)技术结合起来。首先使用松香和马来酸酐发生D-A反应制得马来海松酸酐，再将马来海松酸的羧基进行酰氯化，与聚酯/聚醚多元醇反应制得马来海松酸封端型遥爪聚合物，再通过酸酐的开环酯化引入光敏单元丙烯酸羟乙酯等，最后用三乙胺中和成盐得到一种适合纸张表面施胶的高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂。

本发明的技术内容采用水性松香基聚醚/聚酯丙烯酸酯UV固化预聚体为主体树脂，加入光引发剂、助剂和水进行复配，由此制成水性UV固化施胶剂。该施胶剂主要解决1)一般施胶剂(如苯丙乳液等)需要长时间烘干的问题；2)传统光固化涂料需使用活性稀释剂,而本发明不需要使用活性稀释剂对聚合物的浓度进行调节，更加绿色、环保；3)该施胶剂通过调控结构中柔性链段聚醚或聚酯二元醇的分子量，从而调节所产物的交联密度，制备出适合纸张表面施胶的高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂，拓宽了松香在造纸领域中的用途。

本发明技术方案如下。

一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂，施胶剂包括30～50重量份松香基聚醚或聚酯丙烯酸树脂、2～5重量份的光引发剂和50～70重量份的水，其中所述松香基聚醚或聚酯丙烯酸树脂包括20重量份的马来海松酸、2～10重量份的分子量为200～1000的聚醚多元醇或聚酯多元醇和1～6重量份的丙烯酸酯类单体。

一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂制备方法，制备方法共五步：步骤一：马来海松酸单酰氯的制备；步骤二：端马来海松酸酐型遥爪聚合物的制备；步骤三：松香基聚醚/聚酯丙烯酸酯的制备；步骤四：水性松香基聚醚/聚酯丙烯酸酯预聚物的制备；步骤五：水性松香基聚醚/聚酯丙烯酸酯UV固化树脂与光引发剂和水复配。本发明产品具有节能环保,干燥速度快及抗水性强等特点。

一种高抗水快干型松香基水性UV固化纸张表面施胶剂制备方法，包括以下步骤：

步骤一：向反应器中加入20重量份的马来海松酸，10～30重量份的二氯甲烷和0.02～0.6重量份的N，N-二甲基甲酰胺，于0～5℃滴加5～10重量份亚硫酰氯和5～20重量份的二氯甲烷的混合液，30～60分钟内滴完，然后升温到50～60℃热回流5～6小时；