CN101891868A

CN101891868A - 羧基丁苯胶乳的制备方法

Info

Publication number: CN101891868A
Application number: CN 201010240404
Authority: CN
Inventors: 张怀滨; 俞铁明; 姜健; 张有连
Original assignee: CHANG'AN RENHENG CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: CHANG'AN RENHENG CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: CN101891868B

Abstract

本发明涉及用于纸张涂布的胶乳的制备方法，旨在提供一种羧基丁苯胶乳的制备方法。本发明提出在丁苯胶乳生产过程中加入一定膨润土，共同反应制备羧基丁苯胶乳。膨润土与丁二烯、苯乙烯等单体一起加入反应釜中，制备胶乳。膨润土微粒作为胶乳的核，丁二烯、苯乙烯在膨润土表面接枝聚合，形成核壳结构的羧基丁苯胶乳。本发明中，膨润土链结增加丁苯胶乳之间的结合强度，提高了胶乳的粘结性能；膨润土具有较好的吸水膨胀性，在静止状态下，膨润土吸水润涨，提高了涂料的粘度，即提高了涂料的稳定性。而在涂布过程的高剪切下，由于膨润土润涨后非常润滑，使涂料的粘度降低，便于涂料的输送和涂布。因此，该涂料的流变性能非常好。

Description

羧基丁苯胶乳的制备方法

技术领域

本发明涉及用于纸张涂布的胶乳的制备方法，特别是涉及羧基丁苯胶乳的制备方法。

技术背景

随着社会经济的发展，我国人均用纸量用来越大，2009年已经达到人均60公斤左右。而且，对纸张的质量要求越来越高。表面涂布是提高纸张质量的一个重要途径。随着高档包装需求的增加，涂布纸将是今后发展的趋势。

在涂布纸生产过程中，对涂料性能的要求很高，即要具有很好的流变性能：在高剪切力条件下，涂料的粘度要低，这样输送起来就很方便，而且能耗低；涂布好后，涂料粘度回复，但不能太快，涂料有一定的流平性能，使涂布表面平整。并且要求尽可能的提高涂料的固含量，这样就会降低烘干的成本。

要使涂料达到上述的要求，胶乳的性能是关键。胶乳要保证具有良好的粘结强度，提高涂布纸表面强度；配制高固含量的涂料时，粘度不能太高，符号输送的要求；涂布后，具有较好的流平性能，提高涂布纸表面的光泽度。

羧基丁苯胶乳是目前在涂布纸生产上应用范围最广的胶乳，但是这些胶乳大部分都是由外资企业生产，如巴斯夫、韩国的LG等。国内生产的胶乳，在先进纸机上应用较少，主要是因为粘结强度和流变性能不能满足要求。

如日本JSR株式会社曾提出专利申请，以脂肪族共轭二烯类单体、烯键式不饱和羧酸单体和其他乙烯基类单体组成的单体成分进行乳液聚合而制得的共聚物胶乳。涂布光泽度、表面强度都较好。但该方法的不足之处是聚合体系不稳定，聚合过程中易产生胶块。

中国发明专利CN200610155085“特种布上涂布专用水性PVDC胶乳及其制备方法”，公布了由混合单体通过乳液聚合方式在乳化剂、引发剂的存在下共聚而成的方法。混合单体组分包括：偏二氯乙烯、至少含有一种丙烯酸酯软单体的丙烯酸酯类单体和不饱和脂肪酸。该涂布胶乳具有较好的耐水性和耐热性。但是该胶乳的流变性能受到影响，涂布后，涂料的流平性能较差，涂布面不平整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种新型的羧基丁苯胶乳的制备方法，该羧基丁苯胶乳具有良好的表面粘结性能和流平性能，能很好地应用于涂布纸的生产。

本发明为解决技术问题，提出在丁苯胶乳生产过程中加入一定膨润土，共同反应制备羧基丁苯胶乳。膨润土与丁二烯、苯乙烯等单体一起加入反应釜中，制备胶乳。膨润土微粒作为胶乳的核，丁二烯、苯乙烯在膨润土表面接枝聚合，形成核壳结构的羧基丁苯胶乳。该羧基丁苯胶乳具有核壳的结构，膨润土微粒处在丁苯胶乳链条之间，起到链结的作用。

本发明提出的羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

(1)将40～60份丁二烯、40～60份苯乙烯、10～20份丙烯酸和0.3～1.5份引发剂分别加到不同的滴定罐中；

(2)在反应釜中加入100～150份去离子水，开始搅拌并保持至反应结束；

(3)加入1～10份膨润土、1～5份乳化剂和1～5份交联剂，搅拌均匀；向反应釜中通入氮气，置换出空气；

(4)先向反应釜中滴加入15～25份丁二烯、15～25份苯乙烯、2～8份丙烯酸和0.1～0.7份引发剂，然后将反应釜内温度升到50～90℃；再将剩余的丁二烯、苯乙烯、丙烯酸、引发剂滴加入反应釜中，剩余反应物的滴加时间控制在3～6h内，然后在50～90℃下保温1～3h；

(5)反应完全后，降低温度至室温，出料；

本发明中，各反应物质之间的比例均为质量份数之比。

本发明中，所述膨润土是钠基膨润土或钙基膨润土中的至少一种。

本发明中，所述引发剂是过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。

本发明中，所述乳化剂是烷基硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种。

本发明中，所述交联剂为叔十二碳硫醇。

本发明的有益效果在于：

一方面，膨润土链结增加丁苯胶乳之间的结合强度，提高了胶乳的粘结性能；另一方面，膨润土具有较好的吸水膨胀性，在静止状态下，膨润土吸水润涨，提高了涂料的粘度，即提高了涂料的稳定性。而在涂布过程的高剪切下，由于膨润土润涨后非常润滑，使涂料的粘度降低，便于涂料的输送和涂布。因此，该涂料的流变性能非常好。这都是因为膨润土起的链结作用。

具体实施方式

实施例1

将60份的丁二烯、40份的苯乙烯、10份的丙烯酸、0.3份的过硫酸铵分别加到滴定罐中。

在2立方的反应釜中，加入100份的去离子水，开动搅拌且保持至反应结束。

加入10份的钙基膨润土。加入1份的烷基硫酸盐、2份烷基酚聚氧乙烯醚，1份叔十二碳硫醇，搅拌均匀。通入氮气，置换出空气。

滴加入25份丁二烯、15份的苯乙烯、2份的丙烯酸、0.1份的过硫酸铵到反应釜中。

温度升到50℃。

再慢慢的滴加35份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0.2份的过硫酸铵，在3h内滴加完。

在50℃下保温1h。

反应完全后，降低温度到室温，出料。

实施例2

将50份的丁二烯、50份的苯乙烯、20份的丙烯酸、0.5份的偶氮二异丁基脒盐酸盐分别加到滴定罐中。

在2立方的反应釜中，加入120份的去离子水，开始搅拌并保持至反应结束；加入4份的钙基膨润土，加入0.5份的烷基硫酸盐、0.5份烷基酚聚氧乙烯醚，5份叔十二碳硫醇，搅拌均匀。通入氮气，置换出空气。

滴加入15份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0.2份的偶氮二异丁基脒盐酸盐到反应釜中。

温度升到56℃。

再慢慢的滴加35份丁二烯、25份的苯乙烯、15份的丙烯酸、0.3份的偶氮二异丁基脒盐酸盐，在4h内滴加完。

在70℃下保温3h。

反应完全后，降低温度到室温，出料。

实施例3

将40份的丁二烯、60份的苯乙烯、15份的丙烯酸、1.5份的偶氮二异丁基脒盐酸盐分别加到滴定罐中。

在2立方的反应釜中，加入150份的去离子水开始搅拌并保持至反应结束；加入1份的钙基膨润土。加入4份的烷基硫酸盐、1份烷基酚聚氧乙烯醚，3份叔十二碳硫醇，搅拌均匀。通入氮气，置换出空气。

滴加入15份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0.7份的偶氮二异丁基脒盐酸盐到反应釜中。

温度升到90℃。

再慢慢的滴加25份丁二烯、35份的苯乙烯、7份的丙烯酸、0.8份的偶氮二异丁基脒盐酸盐，在2h内滴加完。

在90℃下保温3h。

反应完全后，降低温度到室温，出料。

实施例4

将40份的丁二烯、60份的苯乙烯、15份的丙烯酸、1.5份的偶氮二异丁腈分别加到滴定罐中。

在2立方的反应釜中，加入120份的去离子水，开始搅拌并保持至反应结束；加入5份的钙基膨润土。加入2份的烷基硫酸盐、2份烷基酚聚氧乙烯醚，4份叔十二碳硫醇，搅拌均匀。通入氮气，置换出空气。

滴加入20份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0.7份的偶氮二异丁腈到反应釜中。

温度升到80℃。

再慢慢的滴加20份丁二烯、35份的苯乙烯、7份的丙烯酸、0.8份的偶氮二异丁基脒盐酸盐，在3h内滴加完。

在80℃下保温3h。

反应完全后，降低温度到室温，出料。

实施例5

将50份的丁二烯、50份的苯乙烯、10份的丙烯酸、1.0份的偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐分别加到滴定罐中。

在2立方的反应釜中，加入120份的去离子水，开始搅拌并保持至反应结束；加入8份的钠基膨润土。加入2份的烷基硫酸盐、2份烷基酚聚氧乙烯醚，2份叔十二碳硫醇，搅拌均匀。通入氮气，置换出空气。

滴加入20份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0.4份的偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐到反应釜中。

温度升到90℃。

再慢慢的滴加30份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0.6份的偶氮二异丁基脒盐酸盐，在4h内滴加完。

在90℃下保温3h。

反应完全后，降低温度到室温，出料。

本发明的应用实例：

本发明的羧基丁苯胶乳用于涂布纸生产过程涂料的配制，典型的应用配方如下：

该涂料应用在白板纸的生产中，白板纸的表面性能如下：

	性能	单位	数值
				1	PPS值正面	μm	1.0
2	平滑度正面	s	550
				3	亮度正面	％	92

4	L*		95
				5	a*		1.0
6	b*		-3.0
				7	光泽度正面	％	62
8	印刷光泽度正	％	98
				9	施胶度正面	g/m²	39
10	起泡速度正面	m/s	2.2

该白板纸质量达到A级的标准。

应注意的是，本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实验方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims

1.一种羧基丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：

(4)先向反应釜中滴加入15～25份丁二烯、15～25份苯乙烯、2～8份丙烯酸和0.1～0.7份引发剂，然后将反应釜内温度升到50～90℃；再将剩余的丁二烯、苯乙烯、丙烯酸、引发剂滴加入反应釜中；剩余反应物的滴加时间控制在3～6h内，然后在50～90℃下保温1～3h；

(5)反应完全后，降低温度至室温，出料；

前述各反应物质之间的比例均为质量份数之比。

2.根据权利要求1所述羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述膨润土是钠基膨润土或钙基膨润土中的至少一种。

3.根据权利要求1所述羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述引发剂是过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。

4.根据权利要求1所述羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述乳化剂是烷基硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述交联剂为叔十二碳硫醇。