CN101086148A - 纸用乳液干强剂及其制备方法 - Google Patents

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施晓旦
李改霞
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Abstract

本发明公开了一种纸用乳液干强剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将总重量0.2－2.0％的引发剂、苯乙烯与丙烯酸酯组成的混合单体、水和复合乳化剂在50－65℃，反应0.5－1.5小时；滴加剩余的引发剂、丙烯腈、水溶性单体与阳离子单体组成的混合单体，滴加时间为2－5个小时；滴加完毕后，将体系温度升到75－90℃，并在此温度下反应1－4个小时；调节pH值至6.5－8.0，获得产品。本发明乳液干强剂，具有粒径小、易吸附、有效成分高、性能稳定等优点；用于造纸时的湿部添加，能显著提高纸张的干强度和耐撕裂度，同时也是纸张的环压强度和耐折度得到明显改善。

Description

纸用乳液干强剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种造纸湿部助剂，具体涉及一种纸用乳液干强剂及其制备方法。
技术背景
由于木材资源短缺，目前大量使用的造纸原料主要是草浆、苇浆和废纸浆。这些原料由于纤维短、杂细胞含量高、保水值高等缺点，严重影响了纸张和纸板强度。因此，需要添加干强剂。
目前，采用的干强剂主要是阴、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、两性阳离子聚丙烯酰胺或接枝共聚物。如《CPAM的合成及共对瓦楞原纸环压强度的增强作用》(《造纸化学品与应用》2003年第3期20-22页)和美国专利US5543446公开的技术。
由于纸机车速加快，一些特种纸的出现及印刷机械改进等因素，上述助剂单独使用往往不能同时满足同时提高纸张的抗张强度、环压强度、耐撕裂度和耐折度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸用乳液干强剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的造纸用乳液干强剂的制备方法，包括如下步骤：
(A)将总重量0.2-2.0％的引发剂、苯乙烯与丙烯酸酯组成的混合单体、水和复合乳化剂在50-65℃，反应0.5-1.5小时；
(B)滴加剩余的引发剂、丙烯腈、水溶性单体与阳离子单体组成的混合单体，滴加时间为2-5个小时；
(C)滴加完毕后，将体系温度升到75-90℃，并在此温度下反应1-4个小时；
(D)最后采用pH调节剂调节pH值至6.5-8.0，冷却，获得产品。
其中：各个原料的重量份数包括：
引发剂      0.2-2份
苯乙烯      2～20份
丙烯酸酯    10-20份
复合乳化剂  2～6份
丙烯腈      2～5份
水溶性单体  15～50份
阳离子单体  3～30份
水          80～85份
为了调节产品乳液干强剂的pH，还包括使所说的乳液干强剂的pH为6.5-7.0的pH调节剂；
所说的造纸用乳液干强剂在25℃下的粘度为30-100mpa.s，重量固含量为15-25％，pH为6.5-7.0。
所说的引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢或偶氮二异丁腈；
所说的丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯；
所说的复合乳化剂为非离子乳化剂和阳离子乳化剂复合而成，其重量比例为2.0-3.0∶1，所说的非离子乳化剂优选Span-80(失水山梨醇单油酸酯)、Tween-80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯)或AE-07(脂肪醇聚氧乙烯醚)，所说的阳离子乳化剂优选1631(十六烷基三甲基氯化铵)、1831(十八烷基三甲基氯化铵)、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、双辛基二甲基氯化铵或三辛基甲基氯化铵。均可采用市售的产品，如上海助剂厂的产品；
所述的水溶性单体选自丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；
所说的阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二甲基二烯丙基氯化铵；
所说的pH调节剂选自氢氧化钠、氨水或氢氧化钾；
本发明制备的乳液干强剂，具有粒径小、易吸附、有效成分高、性能稳定等优点；本发明制备的乳液干强剂用于造纸时的湿部添加，能显著提高纸张的干强度和耐撕裂度，同时也是纸张的环压强度和耐折度得到明显改善。本发明制备乳液纸用干强剂，是采用核-壳聚合工艺，先制取硬核，再滴加壳单体，形成软壳-硬核结构，在同样组成条件下改善了干强剂的性能。苯乙烯与丙烯酸酯类单体在共聚过程中聚合速率相差较大，采用预乳化的方式滴加，改善了单体的共聚性能。
具体实施方式
实施例1
在一个装有冷凝器、温度计和搅拌的四口烧瓶中加入去离子水400克、2.25克非离子乳化剂AE-7(脂肪醇聚氧乙烯醚)和1.07克阳离子乳化剂1631(十六烷基三甲基氯化铵)，升温至60℃，加入2克引发剂过硫酸铵9克苯乙烯与75克丙烯酸甲酯，在此温度下反应1个小时，而后滴加6克的引发剂过硫酸铵由4克丙烯腈、10克重量浓度为40％的丙烯酰胺与8克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵组成的混合单体。在4个小时内滴加完毕后，将体系升温到75℃，在此温度下反应2个小时，在搅拌下，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至6.5，降至室温，出料，得固含量为18.6％，粘度为45mpa.s.
实施例2
在一个装有冷凝器、温度计和搅拌的四口烧瓶中加入去离子水350克、2.25克非离子乳化剂Tween-80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯)和1.07克阳离子乳化剂1831(十八烷基三甲基氯化铵)，升温至65℃，加入1.2克引发剂过硫酸钠、15克苯乙烯与70克丙烯酸甲酯的混合单体，滴加完毕后，在此温度下反应1.5个小时，而后滴加2.3克引发剂过硫酸钠、由3克丙烯腈、15克重量浓度为40％的丙烯酰胺与6克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵组成的混合单体。在3个小时内滴加完毕后，将体系升温到80℃，在此温度下反应3个小时，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至7.0，降至室温，出料，得固含量为20.4％，粘度为60mpa.s.
实施例3
在一个装有冷凝器、温度计和搅拌的四口烧瓶中加入去离子水320克、2.25克非离子乳化剂Tween-80(聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯)和1.07克阳离子乳化剂1831(十八烷基三甲基氯化铵)，升温至65℃，加入0.21克引发剂过硫酸钾，3克苯乙烯与80克丙烯酸甲酯的混合单体，滴加完毕后，在此温度下反应1.5个小时，而后滴加0.42克引发剂过硫酸钾，由8克丙烯腈、5克40％的丙烯酰胺与7克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵组成的混合单体。在2个小时内滴加完毕后，将体系升温到85℃，在此温度下反应4个小时，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至6.5-7.0，降至室温，出料，得固含量为22.7％，粘度为75mpa.s.。

Claims (10)

1.纸用乳液干强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将总重量0.2-2.0％的引发剂、苯乙烯与丙烯酸酯组成的混合单体、水和复合乳化剂在50-65℃，反应0.5-1.5小时；
(B)滴加剩余的引发剂、丙烯腈、水溶性单体与阳离子单体组成的混合单体，滴加时间为2-5个小时；
(C)滴加完毕后，将体系温度升到75-90℃，并在此温度下反应1-4个小时；
(D)最后采用pH调节剂调节pH值至6.5-8.0，冷却，获得产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个原料的重量份数包括：
引发剂       0.2-2份
苯乙烯       2～20份
丙烯酸酯     10-20份
复合乳化剂   2～6份
丙烯腈       2～5份
水溶性单体   15～50份
阳离子单体   3～30份
水           80～85份
以及使所说的乳液干强剂的pH为6.5-7.0的pH调节剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的造纸用乳液干强剂在25℃下的粘度为30-100mpa.s，重量固含量为15-25％，pH为6.5-7.0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢或偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的复合乳化剂为非离子乳化剂和阳离子乳化剂复合而成，其重量比例为2.0-3.0∶1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所说的非离子乳化剂选自失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚，所说的阳离子乳化剂选自十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、双辛基二甲基氯化铵或三辛基甲基氯化铵。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水溶性单体选自丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二甲基二烯丙基氯化铵。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法制备的纸用乳液干强剂。
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