CN109400809A - 苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苯乙烯‑甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂，由以重量份为单位的下列各组分组成：淀粉100份，中温淀粉酶0.05份，冰醋酸20份，硫酸亚铁1.0份，双氧水40份，苯乙烯130份，甲基丙烯酸异辛酯100份，丙烯腈15份，丙烯酸羟乙酯6份，碳酸二甲酯5份，十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份，2,4‑二苯基‑4‑甲基‑1‑戊烯2份，羟甲基丙烯酰胺2.4份，双子乳化剂3.0份，48%的液碱3.75份，叔丁基过氧化氢1.5份，亚硫酸氢钠0.2份，乙二胺四乙酸1.5份，去离子水705份。本发明所制备的表面抗水施胶剂机械性能和化学性能稳定，有很好的贮存稳定性和冻融稳定性，保质期可提高2倍以上，成本可降低20～30%，而且环境污染小，经济和社会效益十分显著。

Description

苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂及其制备方法，属于化工原料制备技术领域。

背景技术：

施胶是造纸的一道重要工序，其目的是通过一定的工艺方法使纸张表面均匀分布一种低表面能的物质，形成一层憎液性膜，阻止或延缓液体对纤维的渗透和扩散，使纸或纸板具有抗液体（特别是水和水溶液）扩散和渗透性能，主要分为浆内施胶和表面施胶两大类。近年来，表面防水施胶以其众多的优越性成为现代造纸技术中施胶处理的主要形式，其优点如下：1、施胶成本低；2、明显改善纸张表面性能，如表面强度、抗水性、平滑度及印刷适性等；3、施胶剂留着率接近100%，使用效率高。同时，社会发展的一些因素促进了表面防水施胶工艺的迅猛发展，如 ：纸张品质的不断提高：一些高档品种的纸张必须经过一定的表面处理才能达到品质要求；涂布加工纸产量的增加：在纸张涂布前进行表面防水施胶，可有效阻止涂料向纸页内的渗透；环保问题及纸机湿端的清洁需要：将部分化学品由湿端转移到表面添加，从而使纸机系统愈加清洁，这对于大型纸机的生产过程控制及成本节约尤为重要；又由于表面防水施胶中化学品的留着接近100%，化学品表面添加可降低纸机白水的COD；纸张表面处理设备的发展：膜转移施胶压榨可用于高速纸机，使纸张表面处理趋势愈加明显。因此，表面防水施胶剂的优点以及社会发展的需要使其成为未来造纸工业发展的重要趋势。

目前，应用于表面施胶的品种主要有：硫酸铝、松香胶、AKD、淀粉、纤维素、甲壳素、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）以及苯乙烯类共聚物、聚氨酯及氟碳聚合物等。其中，硫酸铝、松香胶、AKD、淀粉、纤维素、甲壳素、PVA、PAM 等品种因其来源广、价格低，一直占据重要的市场比例，但却存在诸如施胶度低、纸张强度差、印刷适性差以及“假性施胶”等问题 ；聚氨酯及氟碳聚合物等品种用量少、性能优，但价格昂贵，其应用也受到限制；而苯乙烯-马来酸酐溶液聚合物 (SMA)、苯乙烯-丙烯酸溶液聚合物 (SAA) 则因为其属于溶剂型产品不利于环保而逐渐失去市场。近年来，苯乙烯-丙烯酸酯乳液（SAE）以其卓越的性价比得到了广泛重视，使表面施胶剂进入一个新生代。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种成本低、施胶效果好、印刷适性高的苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂，由以重量份为单位的下列各组分组成：淀粉100份，中温淀粉酶0.05份，冰醋酸20份，硫酸亚铁1.0份，双氧水40份，苯乙烯130份，甲基丙烯酸异辛酯100份，丙烯腈15份，丙烯酸羟乙酯6份，碳酸二甲酯5份，十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份，2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯2份，羟甲基丙烯酰胺 2.4份，双子乳化剂3.0份，48%的液碱3.75份，叔丁基过氧化氢1.5份，亚硫酸氢钠0.2份，乙二胺四乙酸1.5份，去离子水705份。

所述的苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂的制备方法，其具体步骤如下

A、将130份苯乙烯、100份甲基丙烯酸异辛酯、15份丙烯腈、6份丙烯酸羟乙酯、5份碳酸二甲酯、1.0份十二烷基二甲基苄基氯化铵、2份2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、2.4份羟甲基丙烯酰胺和30份去离子水泵入滴定容器A中，以80r/min的速度进行搅拌，在滴定前30min将转速提至150r/min，直至滴定完毕，得滴定液A；

B、将40份的双氧水和150份的去离子水泵入另一个滴定容器B中，搅拌均匀，得滴定液B；

C、在反应容器中加入525份的去离子水和100份的淀粉，搅拌均匀，升温至43℃后加入0.05份的中温淀粉酶，持续搅拌10～15min后，升温至78℃保温10min，继续升温至85℃，保温40～45min；

D、向反应容器中加入20份冰醋酸，搅拌5～10min后，再加入3.0份的双子乳化剂，搅拌10～15min，待双子乳化剂彻底溶解后，加入3.75份浓度为48%的液碱和1.0份的硫酸亚铁，继续搅拌5～10min；

E、维持反应容器中反应液的温度在85℃，先开启滴定容器B的阀门进行滴定，滴定15份的滴定液B后，再开启滴定容器A的阀门进行滴定，同时开始计时；

F、保持滴定液A和滴定液B同时滴定完毕，控制时间：每1000份的反应液滴定时间为55～65min；

G、滴定完毕后用10份的去离子水清洗滴定容器A，继续滴定至反应容器中，搅拌均匀后，在85℃温度条件下保温反应30min后，加入1.5份的叔丁基过氧化氢继续保温反应20min，然后再加入0.2份的亚硫酸氢钠保温反应10min；

H、将反应液快速冷却到40℃以下后，加入1.5份的乙二胺四乙酸，继续搅拌15～20min；

I、静置后化验，化验合格后，过滤放料入成品包装罐。

本发明的成品质量标准如下表：

项 目	指 标
		外 观	浅红褐色透明液体
固含量（%）	31～32
		粘度（CP，25℃）	≤70
PH值	2.0～5.0

本发明与传统防水施胶剂的实验数据分析如下

本发明制备方法所用的介质为去离子水，符合当今绿色产品的要求。其固含量为 31～32%，使用方便，印刷性能好，与传统的纸张表面防水胶相比，本发明乳液不仅大大提高了纸张的表面强度、施胶度、挺度、平滑度，还较大程度地减轻了彩色印刷中串色、透印、掉毛掉粉等现象，同时在印刷性上使油墨更亮、更清晰。

本发明所制备的防水胶机械性能和化学性能稳定，有很好的贮存稳定性和冻融稳定性，保质期可提高2倍以上，成本比一般合成型纸张表面施胶剂要彽，可降低 20～30%，而且 环境污染小，经济和社会效益十分显著。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：

实施例：一种苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂，由以重量份为单位的下列各组分组成：淀粉100份，中温淀粉酶0.05份，冰醋酸20份，硫酸亚铁1.0份，双氧水40份，苯乙烯130份，甲基丙烯酸异辛酯100份，丙烯腈15份，丙烯酸羟乙酯6份，碳酸二甲酯5份，十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份，2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯2份，羟甲基丙烯酰胺 2.4份，双子乳化剂3.0份，48%的液碱3.75份，叔丁基过氧化氢1.5份，亚硫酸氢钠0.2份，乙二胺四乙酸1.5份，去离子水705份。

上面所述的苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂的制备方法，其具体步骤如下

A、将130份苯乙烯、100份甲基丙烯酸异辛酯、15份丙烯腈、6份丙烯酸羟乙酯、5份碳酸二甲酯、1.0份十二烷基二甲基苄基氯化铵、2份2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、2.4份羟甲基丙烯酰胺和30份去离子水泵入滴定容器A中，以80r/min的速度进行搅拌，在滴定前30min将转速提至150r/min，直至滴定完毕，得滴定液A；

B、将40份的双氧水和150份的去离子水泵入另一个滴定容器B中，搅拌均匀，得滴定液B；

C、在反应容器中加入525份的去离子水和100份的淀粉，搅拌均匀，升温至43℃后加入0.05份的中温淀粉酶，持续搅拌10～15min后，升温至78℃保温10min，继续升温至85℃，保温40～45min；

D、向反应容器中加入20份冰醋酸，搅拌5～10min后，再加入3.0份的双子乳化剂，搅拌10～15min，待双子乳化剂彻底溶解后，加入3.75份浓度为48%的液碱和1.0份的硫酸亚铁，继续搅拌5～10min；

E、维持反应容器中反应液的温度在85℃，先开启滴定容器B的阀门进行滴定，滴定15份的滴定液B后，再开启滴定容器A的阀门进行滴定，同时开始计时；

F、保持滴定液A和滴定液B同时滴定完毕，控制时间：每1000份的反应液滴定时间为55～65min；

G、滴定完毕后用10份的去离子水清洗滴定容器A，继续滴定至反应容器中，搅拌均匀后，在85℃温度条件下保温反应30min后，加入1.5份的叔丁基过氧化氢继续保温反应20min，然后再加入0.2份的亚硫酸氢钠保温反应10min；

H、将反应液快速冷却到40℃以下后，加入1.5份的乙二胺四乙酸，继续搅拌15～20min；

I、静置后化验，化验合格后，过滤放料入成品包装罐。

本发明制备方法所用的介质为去离子水，符合当今绿色产品的要求。其固含量为31～32%，使用方便，印刷性能好，与传统的纸张表面防水胶相比，本发明乳液不仅大大提高了纸张的表面强度、施胶度、挺度、平滑度，还较大程度地减轻了彩色印刷中串色、透印、掉毛掉粉等现象，同时在印刷性上使油墨更亮、更清晰。

本发明所制备的防水胶机械性能和化学性能稳定，有很好的贮存稳定性和冻融稳定性，保质期可提高2倍以上，成本比一般合成型纸张表面施胶剂要彽，可降低 20～30%，而且 环境污染小，经济和社会效益十分显著。

Claims (2)

1.一种苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂，其特征在于,由以重量份为单位的下列各组分组成：淀粉100份，中温淀粉酶0.05份，冰醋酸20份，硫酸亚铁1.0份，双氧水40份，苯乙烯130份，甲基丙烯酸异辛酯100份，丙烯腈15份，丙烯酸羟乙酯6份，碳酸二甲酯5份，十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份，2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯2份，羟甲基丙烯酰胺2.4份，双子乳化剂3.0份，48%的液碱3.75份，叔丁基过氧化氢1.5份，亚硫酸氢钠0.2份，乙二胺四乙酸1.5份，去离子水705份。

2.权利要求1所述的苯乙烯-甲基丙烯酸异辛酯表面抗水施胶剂的制备方法，其具体步骤如下

A、将130份苯乙烯、100份甲基丙烯酸异辛酯、15份丙烯腈、6份丙烯酸羟乙酯、5份碳酸二甲酯、1.0份十二烷基二甲基苄基氯化铵、2份2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、2.4份羟甲基丙烯酰胺和30份去离子水泵入滴定容器A中，以80r/min的速度进行搅拌，在滴定前30min将转速提至150r/min，直至滴定完毕，得滴定液A；

B、将40份的双氧水和150份的去离子水泵入另一个滴定容器B中，搅拌均匀，得滴定液B；

C、在反应容器中加入525份的去离子水和100份的淀粉，搅拌均匀，升温至43℃后加入0.05份的中温淀粉酶，持续搅拌10～15min后，升温至78℃保温10min，继续升温至85℃，保温40～45min；

D、向反应容器中加入20份冰醋酸，搅拌5～10min后，再加入3.0份的双子乳化剂，搅拌10～15min，待双子乳化剂彻底溶解后，加入3.75份浓度为48%的液碱和1.0份的硫酸亚铁，继续搅拌5～10min；

E、维持反应容器中反应液的温度在85℃，先开启滴定容器B的阀门进行滴定，滴定15份的滴定液B后，再开启滴定容器A的阀门进行滴定，同时开始计时；

F、保持滴定液A和滴定液B同时滴定完毕，控制时间：每1000份的反应液滴定时间为55～65min；

G、滴定完毕后用10份的去离子水清洗滴定容器A，继续滴定至反应容器中，搅拌均匀后，在85℃温度条件下保温反应30min后，加入1.5份的叔丁基过氧化氢继续保温反应20min，然后再加入0.2份的亚硫酸氢钠保温反应10min；

H、将反应液快速冷却到40℃以下后，加入1.5份的乙二胺四乙酸，继续搅拌15～20min；

I、静置后化验，化验合格后，过滤放料入成品包装罐。