CN106702815A - 一种复合表面施胶剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合表面施胶剂及其制备方法。由以下步骤制备而成：（1）将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至130‑140℃，在转速150‑200 r/min下搅拌10‑15分钟；（2）加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至160‑170℃，在转速300‑350r/min下搅拌10‑20分钟；（3）降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1500‑1600r/min下搅拌；（4）过80目筛网，去除滤渣即得。本发明的一种复合表面施胶剂，能增强纸张的防水性能和强度性能，使纸张耐折耐撕性更强。

Description

一种复合表面施胶剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸助剂领域，具体涉及一种复合表面施胶剂及其制备方法。
背景技术
全世界纸和纸板产量巨大，并在不断地发展之中，而为了持续发展，必须解决原料短缺、能源紧张和污染严重等问题，同时，必须开发高效施胶剂等功能材料，降低生产成本、减少环境污染、提高纸张质量等。施胶是造纸过程的重要上艺，是通过一定工艺方法使纸表面形成一种低能的憎液性膜，从而使纸和纸板获得抗拒流体(主要指水)的性质。通常是寻找一种具有低表面自由能的物质，使其均匀分布在纸张表面，防止或延缓液体对纸纤维的渗透和扩散，具有这种性能的物质称之为造纸施胶剂。我国目前对于纸张的需求量还是非常巨大，对于其性能的要求也越来越高，因此，研究开发能够显著提高纸张抗水性和强度性能的施胶剂对于造纸行业技术进步，提高经济效益具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种复合表面施胶剂，能增强纸张的防水性能和强度性能，使纸张耐折耐撕性更强。
技术方案：一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1-2份、纳米微晶纤维素1-3份、聚二甲硅氧烷2-4份、阳离子淀粉2-5份、瓜尔胶2-4份、氢化松香3-6份、角鲨烷0.1-0.2份、壬基酚聚氧乙烯醚2-4份、蔗糖脂肪酸酯1-3份、水杨酸苯酯0.1-0.2份、聚乙烯醇2-5份、蒸馏水60-80份。
进一步优选的，所述的一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1.1-1.7份、纳米微晶纤维素1.5-2.5份、聚二甲硅氧烷2.5-3.5份、阳离子淀粉3-4份、瓜尔胶2.5-3.5份、氢化松香4-5份、角鲨烷0.12-0.18份、壬基酚聚氧乙烯醚2.5-3.5份、蔗糖脂肪酸酯1.5-2.5份、水杨酸苯酯0.13-0.17份、聚乙烯醇3-4份、蒸馏水65-75份。
上述易降解包装材料的制备方法包括以下步骤：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至130-140℃，在转速150-200 r/min下搅拌10-15分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至160-170℃，在转速300-350r/min下搅拌10-20分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1500-1600r/min下搅拌10-30分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
进一步优选的，步骤（1）中加热至135℃，转速为160-190r/min，搅拌时间为11-14分钟。
进一步优选的，步骤（2）中加热至165℃，转速为310-340r/min，搅拌时间为15分钟。
进一步优选的，步骤（3）中转速为1550r/min，搅拌时间为15-25分钟。
有益效果：本发明的一种复合表面施胶剂，对纸张进行施胶后，纸张的Cobb值可低至27g/m2，防水性能佳，强度性能也较好，其表面强度可达1.68m/s，同时耐撕耐折性能卓越，耐折度可达15次，撕裂指数和断裂长也分别达到了4.12mN/(m2·g)和3944m。
具体实施方式
实施例1
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1份、纳米微晶纤维素1份、聚二甲硅氧烷2份、阳离子淀粉2份、瓜尔胶2份、氢化松香3份、角鲨烷0.1份、壬基酚聚氧乙烯醚2份、蔗糖脂肪酸酯1份、水杨酸苯酯0.1份、聚乙烯醇2份、蒸馏水60份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至130℃，在转速150 r/min下搅拌10分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至160℃，在转速300r/min下搅拌10分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1500r/min下搅拌10分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
实施例2
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1.1份、纳米微晶纤维素1.5份、聚二甲硅氧烷2.5份、阳离子淀粉3份、瓜尔胶2.5份、氢化松香4份、角鲨烷0.12份、壬基酚聚氧乙烯醚2.5份、蔗糖脂肪酸酯1.5份、水杨酸苯酯0.13份、聚乙烯醇3份、蒸馏水65份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至135℃，在转速160 r/min下搅拌16分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至165℃，在转速310r/min下搅拌15分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1520r/min下搅拌15分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
实施例3
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1.5份、纳米微晶纤维素2份、聚二甲硅氧烷3份、阳离子淀粉3.5份、瓜尔胶3份、氢化松香4.5份、角鲨烷0.15份、壬基酚聚氧乙烯醚3份、蔗糖脂肪酸酯2份、水杨酸苯酯0.15份、聚乙烯醇3.5份、蒸馏水70份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至135℃，在转速175 r/min下搅拌13分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至165℃，在转速325r/min下搅拌15分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1550r/min下搅拌20分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
实施例4
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1.7份、纳米微晶纤维素2.5份、聚二甲硅氧烷3.5份、阳离子淀粉4份、瓜尔胶3.5份、氢化松香5份、角鲨烷0.18份、壬基酚聚氧乙烯醚3.5份、蔗糖脂肪酸酯2.5份、水杨酸苯酯0.17份、聚乙烯醇4份、蒸馏水75份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至138℃，在转速190 r/min下搅拌14分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至165℃，在转速340r/min下搅拌15分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1580r/min下搅拌25分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
实施例5
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉2份、纳米微晶纤维素3份、聚二甲硅氧烷4份、阳离子淀粉5份、瓜尔胶4份、氢化松香6份、角鲨烷0.2份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、蔗糖脂肪酸酯3份、水杨酸苯酯0.2份、聚乙烯醇5份、蒸馏水80份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至140℃，在转速200 r/min下搅拌15分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至170℃，在转速350r/min下搅拌20分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1600r/min下搅拌30分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于不含有阳离子淀粉和瓜尔胶。具体地说是：
一种复合表面施胶剂，由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1份、纳米微晶纤维素1份、聚二甲硅氧烷2份、氢化松香3份、角鲨烷0.1份、壬基酚聚氧乙烯醚2份、蔗糖脂肪酸酯1份、水杨酸苯酯0.1份、聚乙烯醇2份、蒸馏水60份。
上述易降解包装材料的制备方法为：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至130℃，在转速150 r/min下搅拌10分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至160℃，在转速300r/min下搅拌10分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1500r/min下搅拌10分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
用本发明施胶剂施胶后纸张的性能见下表1，施胶量为60g/m2，我们可以看到其Cobb值可低至27g/m2，防水性能佳，强度性能也较好，其表面强度可达1.68m/s，同时耐撕耐折性能卓越，耐折度可达15次，撕裂指数和断裂长也分别达到了4.12mN/(m2·g)和3944m。对比例1中不含有阳离子淀粉和瓜尔胶，其防水性和强度性能都有明显的下降，说明阳离子淀粉和瓜尔胶的加入对于提高防水性和强度性能都有较大的影响。
表1 用本发明施胶剂施胶后纸张性能
产品名称 Cobb值（g/m2） 表面强度（m/s） 耐折度/次 撕裂指数（mN/(m2·g)） 裂断长（m）
实施例1 28 1.58 15 3.98 3910
实施例2 28 1.61 15 4.01 3927
实施例3 27 1.63 15 4.06 3938
实施例4 27 1.68 15 4.12 3944
实施例5 28 1.67 15 4.09 3941
对比例1 31 1.41 14 3.91 3901

Claims (6)

1.一种复合表面施胶剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1-2份、纳米微晶纤维素1-3份、聚二甲硅氧烷2-4份、阳离子淀粉2-5份、瓜尔胶2-4份、氢化松香3-6份、角鲨烷0.1-0.2份、壬基酚聚氧乙烯醚2-4份、蔗糖脂肪酸酯1-3份、水杨酸苯酯0.1-0.2份、聚乙烯醇2-5份、蒸馏水60-80份。
2.根据权利要求1所述的一种复合表面施胶剂，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：滑石粉1.1-1.7份、纳米微晶纤维素1.5-2.5份、聚二甲硅氧烷2.5-3.5份、阳离子淀粉3-4份、瓜尔胶2.5-3.5份、氢化松香4-5份、角鲨烷0.12-0.18份、壬基酚聚氧乙烯醚2.5-3.5份、蔗糖脂肪酸酯1.5-2.5份、水杨酸苯酯0.13-0.17份、聚乙烯醇3-4份、蒸馏水65-75份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种复合表面施胶剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1） 将聚二甲硅氧烷、氢化松香、角鲨烷和蒸馏水混合，加热至130-140℃，在转速150-200 r/min下搅拌10-15分钟；
（2） 加入滑石粉、纳米微晶纤维素、阳离子淀粉、瓜尔胶、水杨酸苯酯和聚乙烯醇，继续加热至160-170℃，在转速300-350r/min下搅拌10-20分钟；
（3） 降至室温，加入壬基酚聚氧乙烯醚和蔗糖脂肪酸酯，在转速1500-1600r/min下搅拌10-30分钟；
（4） 过80目筛网，去除滤渣即得。
4.根据权利要求3所述的一种复合表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中加热至135℃，转速为160-190r/min，搅拌时间为11-14分钟。
5.根据权利要求3所述的一种复合表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热至165℃，转速为310-340r/min，搅拌时间为15分钟。
6.根据权利要求3所述的一种复合表面施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中转速为1550r/min，搅拌时间为15-25分钟。
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