[发明专利]一种核壳型表面施胶增强剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳型表面施胶增强剂及其制备方法，首先醇酸树脂的二乙二醇二甲醚溶液中，加入异氰酸酯，反应后加入含有羟基的乙烯基单体，再反应后得到含有乙烯基链段的可聚合型醇酸树脂组分；然后将可聚合型醇酸树脂组分进行分布聚合；最后在体系中加入有机酸和催干剂，充分反应后加水分散得到核壳型表面施胶增强剂。本发明产品多组分、多活性点的自交联互穿网络化学结构可实现疏水性能、粘合性能和成膜性能的统一，解决了纸张耐水性差、表面强度差、掉毛掉粉现象等行业共性技术问题，用于纸张表面施胶，可大幅提高纸张的表面强度、耐水性和耐折度等。

技术领域

本发明涉及纸张表面施胶剂领域，特别是一种核壳型表面施胶增强剂及其制备方法。

背景技术

醇酸树脂具有优越的粘结强度和成膜性，长期被用于涂料领域，但是极少将其应用于纸张表面施胶剂。丙烯酸树脂由于其良好的防水性能、耐候性能、机械强度长期用于纸张表面施胶剂的开发和应用。目前有部分研究通过化学改性的方法制备了阳离子型的改性醇酸/丙烯酸树脂，但还存在乳液含固量低，交联网络不足，醇酸树脂和丙烯酸树脂没有形成良好的化学交联导致其容易分相等问题，将在醇酸分子链段上引入乙烯基单体，并通过分步聚合得到核壳乳液的研究基本未见报道。

与浆内施胶相比，表面施胶其具备以下优点：(1)可净化生产系统、减轻白水循环负担，提高了施胶及湿部化学管理的灵活性，具有极好的运行性能，操作简便；(2)改善油墨适印性，保证纸机的高速运转；(3)表面施胶剂代替浆内施胶，极大地降低了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳型表面施胶增强剂的制备方法，该方法制备核壳型表面施胶增强剂能够大幅提高纸张的耐水性和物理强度，尤其是提高纸张的耐折度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种核壳型表面施胶增强剂的制备方法，包括如下步骤：

首先醇酸树脂的二乙二醇二甲醚溶液中，加入异氰酸酯，反应后加入含有羟基的乙烯基单体，再反应后得到含有乙烯基链段的可聚合型醇酸树脂组分；

然后将可聚合型醇酸树脂组分进行分布聚合：

取可聚合型醇酸树脂组分与含长侧链基团的乙烯基单体、自交联单体和其他类型的乙烯基单体，在引发剂的作用下，通过自由基共聚制备核组分反应液；

取可聚合型醇酸树脂组分与阴离子单体、含长侧链基团的乙烯基单体、自交联单体和其他类型的乙烯基单体混合均匀后加入至核组分反应液中进行自由基共聚，得到核壳组分混合体系；

最后在体系中加入有机酸和催干剂，充分反应后加水分散得到核壳型表面施胶增强剂。

优选地，醇酸树脂二乙二醇二甲醚溶液是将醇酸树脂和二乙二醇二甲醚按1：(0.3-1)的质量比混合均匀得到的。

优选地，含有乙烯基链段的可聚合型醇酸树脂组分是醇酸树脂二乙二醇二甲醚溶液升温至50～75℃，加入异氰酸酯单体，进行反应，然后加入含羟基的乙烯基单体反应得到；

其中，按照重量份数计，每100份醇酸树脂，加入15～30份异氰酸酯单体和1-3份含羟基的乙烯基单体。

优选地，所述异氰酸酯为MDI三聚体、TDI三聚体、HDI和IPDI三聚体中的一种或多种任意配比的混合物；

所述的含羟基乙烯基单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯及甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种任意配比的混合物。

优选地，按照重量份数计，可聚合型醇酸树脂组分进行分布聚合的具体步骤为：

将1～5份含长侧链基团的乙烯基单体、3～5份含有羟基的乙烯基单体、0.5-2份含有环氧基的乙烯基单体、1-3份环氧树脂、10～20份其他类型的乙烯基单体和1-3份油溶性引发剂混合，得到混合液B；