CN104153247B - 一种具有施胶和增强功能的阳离子聚合物‑asa乳液及其制备方法 - Google Patents
一种具有施胶和增强功能的阳离子聚合物‑asa乳液及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种阳离子聚合物‑ASA乳液的制备方法，该方法是将下列亲油性单体和亲水性单体混合后加入引发剂进行无皂乳液聚合得到阳离子聚合物乳液，然后加入ASA水溶液及助剂调节pH值至酸性混合均匀得到：亲油性单体：甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯；亲水性单体：聚乙二醇和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。本发明制备的阳离子聚合物‑ASA乳液，引入的聚乙二醇含有极性羟基，能与纸浆纤维形成氢键结合，提高纸张强度10‑15％、留着率10‑15％、挺度15‑20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳离子聚合物-ASA乳液及其制备方法。
背景技术
传统的ASA乳液不仅留着率较低，而且对成纸强度有一定负面影响。通过引入阴离子或阳离子改性剂进行改性是目前主要的思路，但是往往改善了留着率后又对成纸强度产生负面影响；或者提高了成纸强度但其它性能指标有所下降，因此需要一种能综合改善ASA乳液现有缺点的多功能性产品。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中改性ASA乳液存在的缺陷，提供一种新型的具有施胶和增强功能的阳离子聚合物-ASA乳液及其制备方法。
为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，该方法是将下列亲油性单体和亲水性单体混合后加入引发剂进行无皂乳液聚合得阳离子聚合物乳液，然后加入ASA水溶液及助剂调节Ph值至酸性混合均匀得到：
亲油性单体：甲基丙烯酸丁酯(BMA)和苯乙烯(St)
亲水性单体：聚乙二醇(PEG)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)。
进一步的，亲油性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)与苯乙烯(St)的重量投料比为2-3:7-8。
进一步的，亲水性单体聚乙二醇(PEG)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的重量投料比为1-2:3-4。
进一步的，亲油性单体与亲水性单体的投料比为1-3:1，更进一步为2:1；阳离子聚合物乳液与ASA的重量投料比为0.2-0.25:1。
进一步所述的引发剂可以是过硫酸铵、过硫酸钾等，优选过硫酸铵。引发剂的加入量为单体总重量的1-1.5％。
阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，进一步操作步骤如下：
1)采用无皂乳液聚合法，在反应容器内加入亲油性单体、亲水性单体和水混合均匀，然后加入引发剂，控制温度在80-85℃，反应3-3.5小时，得到w＝10-12％的白色乳液，即阳离子聚合物乳液；
2)加入ASA和水及硫酸铝，调节pH值至4-5，并用搅拌器在2000-2500rpm的转速下搅拌5-10min，得固含量为15-18％的阳离子聚合物-ASA乳液。
进一步的，步骤2)中阳离子聚合物乳液与ASA的质量比为0.2-0.25:1。
本发明的有益效果：
1)本发明制备的阳离子聚合物-ASA乳液，引入的聚乙二醇(PEG)含有极性羟基，能与纸浆纤维形成氢键结合，提高纸张强度。现有技术中同类型的阳离子聚合物-ASA乳液一般在5-10％，本发明的阳离子聚合物-ASA乳液提高了10-15％。
2)现有技术中同类型的阳离子聚合物-ASA乳液留着率一般在60％，本发明的阳离子聚合物-ASA乳液提高了10-15％。
3)由于纤维结合的增加，使用本发明产品后纸张的挺度可提高15％-20％。因此本产品为多功能性助剂产品。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的具体实施方法作详细说明。
实施例1
1)在1000ml的四口烧瓶里，加200g去离子水作为底水，加入亲油性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)4g、苯乙烯(St)16g，亲水性单体聚乙二醇(PEG)4g、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)6g，并不断搅拌，继续加入纯水50g，然后加入引发剂过硫酸铵0.3g，控制温度在80-85℃，反应3小时，得到w＝10.8％的白色乳液，即阳离子聚合物乳液。
2)加入140g的ASA和580g水及硫酸铝，调节pH值至4.5，并用高速搅拌器在2000-2500rpm的转速下搅拌6min，制得固含量为17％的阳离子聚合物-ASA乳液。
实施例2
1)在1000ml的四口烧瓶里，加200g去离子水作为底水，加入亲油性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)6g、苯乙烯(St)14g，亲水性单体聚乙二醇(PEG)2g、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)8g，并不断搅拌，继续加入纯水50g，然后加入引发剂过硫酸铵0.45g，控制温度在80-85℃，反应3.5小时，得到w＝10.9％的白色乳液，即阳离子聚合物乳液。
2)加入120g的ASA和600g水及硫酸铝，调节pH值至4，并用高速搅拌器在2000-2500rpm的转速下搅拌8min，制得固含量为15％的阳离子聚合物-ASA乳液。
实施例3
1)在1000ml的四口烧瓶里，加200g去离子水作为底水，加入亲油性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)5g、苯乙烯(St)15g，亲水性单体聚乙二醇(PEG)2g、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)8g，并不断搅拌，继续加入纯水40g，然后加入引发剂过硫酸铵0.35g，控制温度在80-85℃，反应3.5小时，得到w＝11.2％的白色乳液，即阳离子聚合物乳液。
2)加入130g的ASA和590g水及硫酸铝，调节pH值至4.2，并用高速搅拌器在2000-2500rpm的转速下搅拌10min，制得固含量为16.2％的阳离子聚合物-ASA乳液。
检测和应用：
1)掺加实例1、实例2和市售的ASA乳液后的纸张性能比较
实验室采用的纸张为桉木浆，打浆度35°SR，定量120g/m2。
Claims (7)
1.一种阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，该方法的操作步骤如下：
1)采用无皂乳液聚合法，在反应容器内加入亲油性单体、亲水性单体和水混合均匀，然后加入引发剂，控制温度在80-85℃，反应3-3.5小时，得到w＝10-12％的白色乳液，即阳离子聚合物乳液；
2)加入ASA和水及硫酸铝，调节pH值至4-5，并用搅拌器在2000-2500rpm的转速下搅拌5-10min，得固含量为15-18％的阳离子聚合物-ASA乳液；
所述的亲油性单体是指甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯，所述的亲水性单体是指聚乙二醇和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；亲油性单体与亲水性单体的重量投入比例为1-3:1，阳离子聚合物乳液与ASA的重量投料比0.2-0.25:1。
2.如权利要求1所述的阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，其特征在于：甲基丙烯酸丁酯与苯乙烯的重量投料比为2-3:7-8。
3.如权利要求1所述的阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，其特征在于：聚乙二醇和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的重量投料比为1-2:3-4。
4.如权利要求1所述的阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，其特征在于：亲油性单体与亲水性单体的重量投入比例为2:1。
5.如权利要求1所述的阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
6.如权利要求1所述的阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法，其特征在于：所述的引发剂用量为单体总重量的1-1.5％。
7.权利要求1-6所述的任一项阳离子聚合物-ASA乳液的制备方法得到的阳离子聚合物-ASA乳液。
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