CN108914695A - 一种瓦楞纸施胶剂的制备方法 - Google Patents

一种瓦楞纸施胶剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓦楞纸施胶剂的制备方法，包括如下步骤：先制备马来酸酐型反应型乳化剂，再制备施胶剂；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。

Description

一种瓦楞纸施胶剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种瓦楞纸施胶剂的制备方法。
背景技术
表面施胶是一种对纸张表面处理以提高其应用性能的重要方式。在处理过程中需要在纸张表面均句涂布一定量的胶料（一般涂布量控制在0.3～2ｇ/ｍ２之间）。表面施胶处理不仅提高了纸张的抗液体渗透能力，而且还能提高其机械强度、表面性能和印刷性能，同时降低了浆内施胶剂的用量，减轻了由于浆内施胶造成的机械沾污等问题。表面施胶剂的类型分为阳离子型、阴离子型和非离子型三种。阳离子型表面施胶剂可以对纸张纤维的阴离子基团产生吸附作用，疏水基团稳定后形成疏水层，从而改善纸张的性能。阴离子型表面施胶剂使用时需要外加沉淀剂络合并聚集于纸张表面，成膜后纸张的性能得到了提高。
表面施胶剂的主要品种有淀粉、瓜尔胶、明胶、纤维素及半纤维素、虫胶、甲壳素和海藻酸、松香胶等。随着石油化工和高分子合成工业的发展，丙烯酸酯聚合物系列的表面施胶剂在造纸中的应用越来越广泛。它包含丙烯酸酯类单体的均聚物和共聚物。用于生产丙烯酸酯聚合物的单体可以分为软单体、硬单体和功能单体三类。玻璃化温度较低的（甲基）丙烯酸烷基酯是常用的软单体，它具有柔软、流动性好、粘附力高和易于润湿粘附物表面等特点。但由于内聚性能不理想，单独使用时制备的聚合物太软会影响实际应用性能。因此，人们普遍采用玻璃化温度较高的硬单体与软单体共聚来调节聚合物的玻璃化温度，提高使用温度，改善疏水性、粘接强度和透明性。功能单体的分子中含有羧基、环氧基、羟基、胺基、酰胺基等官能团，可以调节聚合产物的极性，并且可以形成交联型聚合物，实现聚合物的功能化。由于丙烯酸酯聚合物具有优异的耐候性、成膜性和粘结性，分子结构可以根据需要进行调整，并且可以添加多种功能单体使得聚合物具备特殊的功能，能够显著改善纸张的性能，成为国内外学者的一个研究热点。有人合成了含有环氧和季铵基团的阳离子交联聚合物表面施胶剂，研究了单体种类和用量、引发剂类型等因素对表面施胶效果的影响。研宄发现表面施胶液的成膜可以显著提高纸张性能。偶氮二异丁腈是适用于制备高效表面施胶剂的引发剂。
中国专利CN201710201970.1公开了一种瓦楞纸表面施胶剂的制备方法，先将钛酸四丁酯、乳化剂与熔融的石蜡和松香混合均匀，然后进行乳化，将得到无机-有机杂化乳液与硬脂酸疏水改性氧化淀粉悬液混合，得到瓦楞纸表面施胶剂。本发明制备的瓦楞纸表面施胶剂不仅强度高，还有高耐磨损性能和优良的耐水性，粘接强度高，使用性能好，适用于瓦楞纸的表面施胶。
中国专利CN201710201967.X公开了一种瓦楞纸表面施胶剂的制备方法，先分别将苯丙乳液与硅溶胶进行复配形成复合乳液，将淀粉经双氧水处理得到的氧化淀粉、胶原蛋白与硫酸铝进行溶液共混得到胶原蛋白-铝离子-氧化淀粉复合物，然后将两者进行复配制得瓦楞纸表面施胶剂。本发明的施胶剂兼具优良的粘结性能、成膜性和机械强度，同时耐水性良好，适合用于瓦楞纸表面施胶，应用范围广泛。
中国专利CN201710190863.3公开了一种防潮快干型表面施胶剂的制备方法，属于造纸助剂制备技术领域。本发明先将壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中浸泡溶胀，随后加入氯乙酸溶液搅拌反应，收集产物抽滤得滤饼，将滤饼洗涤得羧甲基壳聚糖，再将硬脂酸、硅烷偶联剂等与无水乙醇搅拌得混合液，将其与羧甲基壳聚糖、水加热反应，收集产物旋蒸后与聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇等加热反应，最后自然冷却即可得防潮快干型表面施胶剂，本发明制得的防潮快干型表面施胶剂具有施胶效果好、防潮性能佳、干燥速度快的优点，能有效提高施胶后纸张的各项强度性能，提高纸张防潮、抗水能力，具有较好的使用前景。
中国专利CN201710096121.4公开了一种造纸用的表面施胶剂，具体地说是一种表面施胶剂及其制备方法。它包括以下重量份的原料组成：聚丙烯酸9-15份、N-羟甲基丙烯酰胺15-20份、过硫酸铵5-8份、丙烯酰胺3-5份、引发剂10-15份、乳化剂3-5份、苯乙烯6-8份、乙二醛6-10份。采用上述的方法后，由于采用了合理的制造方法，使各种成分能够充分混合反应，生产过程中添加了合理的成分，质地均匀，能够使纸张性能改善明显，另外，其合理的配方使得生产过程中不会产生有害物质，避免了对环境的污染和对人体的伤害，而且还可以减少生产的成本，另外在生产过程中合理控制了反应温度和时间获得了使其能够提高纸张质量。
发明内容
一种瓦楞纸施胶剂的制备方法，包括如下步骤：
制备马来酸酐型反应型乳化剂：制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷95～100重量份、三甲胺55～60重量份进行混合，在25～30℃进行反应4～5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体；制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100～105重量份、十八醇185～190重量份进行混合，在70～75℃进行反应3～4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体；将上述制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110～115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3～5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂；
制备施胶剂：配制混合单体：将丙烯酸丁酯30～35重量份、苯乙烯55～60重量份、丙烯腈8～12重量份进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1～2重量份、去离子水50重量份进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
具体实施方式
实施例1
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷95 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺55 kg，控制物料温度在25℃，加入完毕在此温度反应4小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇185 kg进行混合，开启加热使物料温度升至70℃，物料此温度进行反应3小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯35 kg、苯乙烯60 kg、丙烯腈12 kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水2 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入50 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 10 kg、双氧水3 kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1.5 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
实施例2
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷100 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺60 kg，控制物料温度在30℃，加入完毕在此温度反应5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐105 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇190 kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯30 kg、苯乙烯55 kg、丙烯腈8 kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入45 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8 kg、双氧水2 kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
实施例3
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷98 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺58kg，控制物料温度在25～30℃，加入完毕在此温度反应4.5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐102 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇187 kg进行混合，开启加热使物料温度升至72℃，物料此温度进行反应3.5小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至112℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在4小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯35 kg、苯乙烯55 kg、丙烯腈12 kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入50 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8 kg、双氧水3 kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
实施例4
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷100 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺57 kg，控制物料温度在30℃，加入完毕在此温度反应4小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐103 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇188 kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应3小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3.5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯33 kg、苯乙烯58 kg、丙烯腈10 kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1.5kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入48 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 9 kg、双氧水2.5 kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1.2 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在3小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
实施例5
先制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷98 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入三甲胺59 kg，控制物料温度在29℃，加入完毕在此温度反应5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100 kg加入到一带夹套搅拌釜中，缓慢加入十八醇190 kg进行混合，开启加热使物料温度升至75℃，物料此温度进行反应4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体。将制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂。
配制混合单体：将丙烯酸丁酯34 kg、苯乙烯56 kg、丙烯腈11 kg进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1.8 kg、去离子水50 kg进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350 kg，开启搅拌，加入47 kg的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8.8 kg、双氧水2.8 kg，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1.3 kg；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在3.5小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。

Claims (1)

1.一种瓦楞纸施胶剂的制备方法，包括如下步骤：
制备马来酸酐型反应型乳化剂：制备环氧丙基三甲基氯化铵中间体，将环氧氯丙烷95～100重量份、三甲胺55～60重量份进行混合，在25～30℃进行反应4～5小时，制备成环氧丙基三甲基氯化铵中间体；制备马来酸酐十八醇酯中间体，将马来酸酐100～105重量份、十八醇185～190重量份进行混合，在70～75℃进行反应3～4小时，制备成马来酸酐十八醇酯中间体；将上述制得的马来酸酐十八醇酯中间体升温至110～115℃，将环氧丙基三甲基氯化铵中间体缓慢加入到马来酸酐十八醇酯中间体中，控制加入时间在3～5小时，加入完毕后开始升温，当物料温度达到120℃时恒温1小时，得到马来酸酐型反应型乳化剂；
制备施胶剂：配制混合单体：将丙烯酸丁酯30～35重量份、苯乙烯55～60重量份、丙烯腈8～12重量份进行混合制成混合单体；配制引发剂水溶液：双氧水1～2重量份、去离子水50重量份进行混合制成引发剂水溶液；往一带夹套搅拌釜中加入去离子水350重量份，开启搅拌，加入45～50重量份的氧化玉米淀粉，开启加热，当物料温度达到90℃时，保温30分钟，依次加入维生素C 8～10重量份、双氧水2～3重量份，然后保温15分钟；再加入马来酸酐型反应型乳化剂1～1.5重量份；然后开始同时缓慢加入混合单体和引发剂水溶液，控制加入时间在2～4小时，加料完成后在温度90℃时保温1小时，得到瓦楞纸施胶剂。
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