[发明专利]一种造纸涂布用抗水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种造纸涂布用抗水剂，由锆盐与多元酸制备而成，抗水剂的pH为3.5‑10，抗水剂中ZrO₂的固含量为9.3‑12.8％。本发明还涉及抗水剂的制备方法：(1)将多元酸与氨水或氢氧化铵溶液混合，控制反应温度，经过反应得到多元酸铵溶液；(2)取步骤(1)中多元酸铵溶液，加入锆盐，控制反应温度，搅拌混匀，经过反应得到反应液；(3)取步骤(2)中反应液，加入稳定剂，搅拌混匀得到的液体即为抗水剂产品。本发明的抗水剂产品具有较好的稳定性，不受pH影响，将其添加到纸张涂布涂料中，通过耐水性和吸水性试验证明该抗水剂具有较好耐水性。

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种造纸涂布用抗水剂及其制备方法。

背景技术

在纸张涂布用涂料配方中主要成分是颜料和胶粘剂，还要加入能赋予产品特殊性能，或使加工操作正常进行的分散剂、抗水剂、润滑剂等。抗水剂作为涂料的组成部分，能减少颜料、胶黏剂干燥成膜后的水溶性，提高涂布纸的抗湿摩擦和拉毛强度，有效改善涂布纸的印刷适性，减少掉毛、掉粉等现象。当涂布纸用于彩色印刷时，要求其表面必须具有较好的耐湿摩擦性，而对于浸水标签纸、室外广告纸等特种防水或抗水涂布纸，为达到其表面防水或抗水的目的，除了在原纸中添加抗水性物质或强化内部施胶外，最根本直接的办法是在涂料中加入抗水剂，使纸面涂层获得良好的抗水性能。

早期多采用氨基甲醛类树脂作为抗水剂，其产品本身及使用过程中都有部分甲醛产生，对涂布作业、产品存放、使用环境有不良影响，此类产品逐渐被淘汰。为控制甲醛等有害物质的影响，造纸行业逐渐开始使用聚酰胺聚脲树脂(PAPU树脂)作为抗水剂，其具有无甲醛、综合使用成本低、熟化速度快等特点，但是其含有有机氯等致癌性化学物质残留，限制了其在某些高档食品包装及生活用纸方面的使用。

碳酸锆铵水溶液在60℃迅速分解，并以阴离子羟基化锆聚合物存在，对羟基、羧基等有机物具有较强的结合力。其在固化交联中无需加热，作为纸张涂料的交联剂，在涂料干燥过程中迅速固化，可节省大量热能，并能提高车速，增加产量。另外，其在高pH值下不失效，特别适合碳酸钙等弱碱性填料。但是碳酸锆铵粘度稳定性差，其稳定性再近中性及pH值＜7时下降，相对其他高固含量的抗水剂，成本较高，气味较重，因此使用并不广泛。针对上述问题本发明开发了一种造纸涂布用抗水剂及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种不受pH影响，在中性和酸性环境中具有较好稳定性的造纸涂布用抗水剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种造纸涂布用抗水剂，所述抗水剂由锆盐与多元酸制备而成，所述抗水剂的pH为3.5-10，所述抗水剂中ZrO₂的固含量为9.3％-12.8％。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种不受pH影响，在中性和酸性环境中具有较好稳定性的造纸涂布用抗水剂的制备方法。

一种造纸涂布用抗水剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在多元酸中加入氨水或氢氧化铵溶液，控制反应温度40-80℃，经过反应得到多元酸铵溶液；

(2)取步骤(1)中多元酸铵溶液，加入锆盐，搅拌混匀，控制反应温度40-60℃，经过反应得到反应液；

(3)取步骤(2)中反应液，加入稳定剂，搅拌混匀得到的液体即为抗水剂产品。

作为一种改进的技术方案，所述步骤(1)中多元酸为苹果酸、草酸、酒石酸中至少一种，所述多元酸与氨水或氢氧化铵的摩尔比为2-9:1-6。

作为一种改进的技术方案，所述步骤(2)中锆盐为氢氧化锆或氧氯化锆。