CN110922528B - 纸用防潮增强剂及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纸用防潮增强剂，包括A组分、B组分和C组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：丙烯酰胺2‑20份，具有不饱和双键的阳离子单体0.01‑8份，具有不饱和双键的阴离子单体0‑5份，水30‑100份，氧化引发剂0.02‑10份，还原引发剂0.005‑6份，分子量抑制剂0‑5份；按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：水1‑20份，氧化引发剂0.1‑10份，油性软单体0.1‑8份，油性硬单体0.1‑8份；按重量份计，所述C组分包括以下原料组分：丙烯酰胺0.1‑6份，具有不饱和双键的阳离子单体0.01‑5份，水0.5‑10份。本发明的纸用防潮增强剂在施用到纸张后，抗水性能、耐破指数、环压强度均有明显提高。

Description

纸用防潮增强剂及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于精细化学产品技术领域，涉及瓦楞纸用防潮增强剂及其制备方法和用途。

背景技术

瓦楞纸板用途广泛，制作简易，并且能够回收以及重复利用，因为这些诸多的优点使得瓦楞纸的应用有了显著的增长。到20世纪初，瓦楞纸已经在各种各样的商品制作、包装方面得到了全面的普及、推广和应用。由于使用瓦楞纸板制成的包装容器对于包装美化和保护内置商品方面有其独特的性能和优点，因此，瓦楞纸在与多种其它包装材料的竞争中获得了极大的成功，成为迄今为止长用不衰并呈现迅猛发展的制作包装容器的主要材料之一。瓦楞纸箱是由瓦楞纸板制作而成，是使用最广泛的纸容器包装，广泛用于运输包装。瓦楞纸板的制成品重量轻、强度高、不变形、刚性好、缓冲性能强，隔音、隔热效果好，经适当处理可阻燃、防潮、防水而且对原料要求比蜂窝纸板低，可以用回收的废纸、旧瓦楞纸箱为生产原料，因此原料来源广且充足。制成品使用后又可以回收再造，符合资源循环使用的环保要求，具有非常广泛的应用前景。

此外，随着中国电商的迅猛发展，对于纸箱的需求越来越大，同时对纸箱的性能要求越来越高，特别是应对长途运输以及应对恶劣天气时纸箱的适应性。在南方的春天潮湿时间长，对纸箱的影响很大，长时间处于潮湿环境导致纸箱性能急剧下降。因此需要使瓦楞纸在恶劣天气情况下，在确保瓦楞纸的防潮功能的同时，还须使其强度、抗变形、缓冲性能保持在良好的状态。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一是提供一种纸用防潮增强剂。本发明的另一目的是提供一种纸用防潮增强剂的制备方法。本发明的又一目的是提供一种纸用防潮增强剂的用途。

本发明提供的纸用防潮增强剂适用于涂布施加，主要对纸张起防潮作用，并对增干强有所提升。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纸用防潮增强剂，包括A组分、B组分和C组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：

按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：

按重量份计，所述C组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 0.1-6份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.01-5份，

水 0.5-10份。

进一步地，所述纸用防潮增强剂包括A组分、B组分和C组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：

按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：

按重量份计，所述C组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 1.2-2.5份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.08-0.5份，

水 1.92-4.5份。

作为可以替代的实施方案，以A组分、B组分和C组分加到一起后计算的量，所述纸用防潮增强剂包含以下原料组分：

进一步地，本文中使用的术语“具有不饱和双键的阳离子单体”与“具有不饱和双键的可聚合阳离子单体”可互换使用。

更进一步地，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。作为可以替代的实施方案，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。作为示例，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵。作为示例，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。作为示例，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为重量比为1～2：1的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

更进一步地，C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。作为可以替代的实施方案，C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵和/或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。作为示例，C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵。作为示例，C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。作为示例，C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体为重量比为1～2：1的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

更进一步地，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体可以与C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体相同。

作为可以替代的实施方案，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体可以与C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体不相同。

进一步地，本文中使用的术语“具有不饱和双键的阴离子单体”与“具有不饱和双键的可聚合阴离子单体”可互换使用。

进一步地，所述具有不饱和双键的阴离子单体包括丙烯酸、马来酸、衣康酸中的至少一种。作为示例，所述具有不饱和双键的阴离子单体为丙烯酸。作为示例，所述具有不饱和双键的阴离子单体为马来酸。作为示例，所述具有不饱和双键的阴离子单体为衣康酸。可选地，所述具有不饱和双键的阴离子单体为重量比为0.5～2：1的丙烯酸和马来酸。可选地，所述具有不饱和双键的阴离子单体为重量比为0.5～2：1的马来酸和衣康酸。

进一步地，A组分中的氧化引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种。

进一步地，B组分中的氧化引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种。

更进一步地，A组分中的氧化引发剂可以与B组分中的氧化引发剂相同。

作为可以替代的实施方案，A组分中的氧化引发剂可以与B组分中的氧化引发剂不相同。

进一步地，所述还原引发剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸、乙二醇胺中的至少一种。作为示例，该还原引发剂为亚硫酸氢钠。作为示例，该还原引发剂为重量比为1～2：1的抗坏血酸和乙二醇胺。作为示例，该还原引发剂为亚硫酸氢钠、抗坏血酸和乙二醇胺。

进一步地，所述分子量抑制剂包括十二硫醇、十八硫醇、异丙醇中的至少一种。

进一步地，所述油性软单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种。

进一步地，所述油性硬单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

进一步地，本发明还提供了纸用防潮增强剂的用途，所述纸用防潮增强剂涂布于瓦楞纸。

更进一步地，施用了所述纸用防潮增强剂的瓦楞纸在长时间潮湿环境下使用，且纸箱性能(例如强度)基本不变，例如，在相对湿度≥60％、≥65％、≥70％、≥75％、≥80％、≥85％、≥90％、≥95％的环境下，使用时间≥1个月、≥1.5个月、≥2个月、≥2.5个月、≥3个月、≥3.5个月、≥4个月、≥4.5个月、≥5个月、≥5.5个月、≥6个月。

进一步地，本发明还提供了纸用防潮增强剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将B组分中的氧化引发剂和水混合后放置在第一高位槽中，将B组分中的油性软单体和油性硬单体混合后放置在第二高位槽中；

(2)将A组分中的丙烯酰胺、具有不饱和双键的阳离子单体、具有不饱和双键的阴离子单体、水、分子量抑制剂投入反应器中，开动搅拌，加热升温，并通入氮气除氧，升温至不低于50℃(例如65℃)时，加入A组分中的氧化引发剂，过一段时间后(例如10分钟)，然后加入还原引发剂，引发聚合，开始自升温；

(3)上述自升温停止后，开始将第一高位槽中和第二高位槽中的物料同时滴加到步骤(2)的聚合产物中，第二高位槽中的物料在60～100分钟滴完，第一高位槽中的物料比第二高位槽中的物料推迟20～30分钟滴完，当滴完第二高位槽中的物料后，将C组分中的各物料混合好并加入到第二高位槽中，继续滴加到所述反应器中，当滴完第二高位槽中的物料后，保温30～60分钟至黏度达到1000mPa·s左右或者800～1500mPa·s时降温出料。

如本文所使用的，“和/或”包括任何和一个或多个关联列出项的所有组合的术语。这里使用的术语仅用于描述具体实施例的，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”，“一个”，“一种”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。进一步理解，“包括”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征，整数，步骤，操作，元素和/或组成，但不排除存在或附加一个或多个其它特征，整数，步骤，操作，元件，组成和/或它们的组合。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属的技术领域中普通技术人员普遍理解的相同的含义。进一步理解，术语，诸如在常用词典中定义，解释与它们在相关领域的环境下的含义一致，并且不是理想化或过于正式的意义，除非这里明确地如此定义。

在此描述的示例性发明可以适当地缺少任何一种或多种要素限制，这里没有特别公开。因此，“包含”，“包括”，“含有”等的术语应被宽泛和非限制性地理解。另外，本文所使用的术语表达被用作描述，没有限制，并且在使用这些不包括任何等价特性的术语表达是无意的，只是描述它们的一部分特性，但是根据权利，在本发明的范围内各种修改是可能。因此，虽然本发明已通过优选实施例和任选特征被具体公开，在此公开的修改以体现的本发明的变化可能会被本领域的技术人员记录，并且这样的修改和变化会被认为在本发明的范围之内。

相对于现有技术，本发明的有益效果：

本发明的纸用防潮增强剂在施用到纸张后，抗水性能、耐破指数、环压强度均有明显提高。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。

实施例1

一种纸用防潮增强剂，通过以下步骤制得：

(1)将8g过硫酸铵用水80g溶解后放置在第一高位槽中，将单体丙烯酸丁酯14g和苯乙烯7g混合后放置在第二高位槽中；

(2)在反应釜中加入丙烯酰胺50g、二甲基二烯丙基氯化铵8.75g、丙烯酸3.5g、水506g，开动搅拌，加热升温，并通入氮气除氧，升温至65℃时，加入过硫酸铵1.4g(预先用5g水溶解)，10分钟后加入亚硫酸氢钠0.35g(预先用5g水溶解)，引发聚合，开始自升温；自升温超过90℃须降温并保持在该温度；

(3)步骤(2)的自升温停止后，开始滴加第一高位槽和第二高位槽中的物料，同时滴加，第二高位槽中的物料在60-100分钟滴完，第一高位槽中的物料(比第二高位槽)迟20-30分钟滴完，当滴完第二高位槽的单体后，再将丙烯酰胺8.4g、二甲基二烯丙基氯化铵1.75g、水15g(三者预先混合溶解)加入第二高位槽中，当滴完第二高位槽中的物料后，80～90℃保温30-60分钟至黏度达到1000mPa.s左右时降温出料。

实施例2

一种纸用防潮增强剂，通过以下步骤制得：

(1)将8.4g过硫酸铵用水80g溶解后放置在第一高位槽中，将单体丙烯酸丁酯14g和苯乙烯17.5g混合后放置在第二高位槽中；

(2)在反应釜中加入丙烯酰胺49.5g、二甲基二烯丙基氯化铵5.83g、水497g，开动搅拌，加热升温，并通入氮气除氧，升温至65℃时，加入过硫酸铵1.5g(预先用5g水溶解)，10分钟后加入亚硫酸氢钠0.56g(预先用5g水溶解)，引发聚合，开始自升温；自升温超过90℃须降温并保持在该温度；

(3)上述步骤自升温停止后，开始滴加第一高位槽和第二高位槽中的物料，同时滴加，第二高位槽中的物料在60-100分钟滴完，第一高位槽中的物料(比第二高位槽)迟20-30分钟滴完，当滴完第二高位槽的物料后，再往第二高位槽中加入丙烯酰胺10g、二甲基二烯丙基氯化铵1.17g、水15g(三者预先混合溶解)，当滴完第二高位槽的物料后，80～90℃保温30-60分钟至黏度达到1000mPa.s左右时降温出料。

实施例3

一种纸用防潮增强剂，通过以下步骤制得：

(1)将10g过硫酸铵用水80g溶解后放置在第一高位槽中，将单体丙烯酸丁酯14g和苯乙烯21g混合后放置在第二高位槽中；

(2)在反应釜中加入丙烯酰胺81.7g、二甲基二烯丙基氯化铵16.1g、丙烯酸5.6g、水442g、分子量抑制剂0.63g，开动搅拌，加热升温，并通入氮气除氧，升温至65℃时，加入过硫酸铵1.5g(预先用5g水溶解)，10分钟后加入亚硫酸氢钠1.05g(预先用5g水溶解)，引发聚合，开始自升温；自升温超过90℃须降温并保持在该温度；

(3)步骤(2)的自升温停止后，开始滴加第一高位槽和第二高位槽中的物料，同时滴加，第二高位槽中的物料在60-100分钟滴完，第一高位槽中的物料(比第二高位槽)迟20-30分钟滴完，当滴完第二高位槽的单体后，再往第二高位槽中加入丙烯酰胺16.3g、二甲基二烯丙基氯化铵3.2g、水28g(三者预先混合溶解)，当滴完第二高位槽中的物料后，80～90℃保温30-60分钟至黏度达到1000mPa.s左右时降温出料。

实施例4

一种纸用防潮增强剂，通过以下步骤制得：

(1)将8.4g过硫酸铵用水80g溶解后放置在第一高位槽中，将单体丙烯酸丁酯14g和苯乙烯28g混合后放置在第二高位槽中；

(2)在反应釜中加入丙烯酰胺46.7g、二甲基二烯丙基氯化铵17.5g、丙烯酸7g、水469g，开动搅拌，加热升温，并通入氮气除氧，升温至65℃时，加入过硫酸铵0.7g(预先用5g水溶解)，10分钟后加入亚硫酸氢钠0.56g(预先用5g水溶解)，引发聚合，开始自升温；自升温超过90℃须降温并保持在该温度；

(3)步骤(2)的自升温停止后，开始滴加第一高位槽和第二高位槽中的物料，同时滴加，第二高位槽中的物料在60-100分钟滴完，第一高位槽的物料迟20-30分钟滴完，当滴完第二高位槽的物料后，再往第二高位槽中加入丙烯酰胺9.3g、二甲基二烯丙基氯化铵3.5g、水15g(三者预先混合溶解)，当滴完第二高位槽中的物料后，80～90℃保温30-60分钟至黏度达到1000mPa.s左右时降温出料。

实施例样品的性能测试：

淀粉浓度8％(质量)，加入适量淀粉酶(占淀粉的0.2％(质量))，升温糊化，淀粉糊化好后，在加其他助剂之前先加入硫酸铝2Kg/T(纸)，然后将防潮增强剂加入到淀粉糊中(按照396g淀粉糊+4g防潮增强剂配制)搅拌均匀进行表面涂布；

对纸板施胶，按照行业方法测试Cobb值(纸与纸板表面吸水量)(2min)、环压、耐破度，测试结果列于表1。

表1：

从测试数据可以看出，本发明的产品在添加量4‰(干纸)时，与对比样(市售同类产品)相比，不仅可以实现抗水性能的提高，同时，耐破指数、环压强度均较大的提高。

以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。

Claims (8)

1.一种纸用防潮增强剂的制备方法，其特征在于，所述纸用防潮增强剂包括A组分、B组分和C组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 2-20份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.01-8份，

具有不饱和双键的阴离子单体 0-5份，

水 30-100份，

氧化引发剂 0.02-10份，

还原引发剂 0.005-6份，

分子量抑制剂 0-5份；

按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：

水 1-20份，

氧化引发剂 0.1-10份，

油性软单体 0.1-8份，

油性硬单体 0.1-8份；

按重量份计，所述C组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 0.1-6份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.01-5份，

水 0.5-10份；

所述制备方法包括以下步骤：

（1）将B组分中的氧化引发剂和水混合后放置在第一高位槽中，将B组分中的油性软单体和油性硬单体混合后放置在第二高位槽中；

（2）将A组分中的丙烯酰胺、具有不饱和双键的阳离子单体、具有不饱和双键的阴离子单体、水、分子量抑制剂投入反应器中，搅拌，升温，并通入氮气除氧，升温至不低于50℃时，加入A组分中的氧化引发剂，然后加入还原引发剂，引发聚合；

（3）将第一高位槽中和第二高位槽中的物料滴加到步骤（2）的聚合产物中，第二高位槽中的物料在60~100分钟滴完，第一高位槽中的物料比第二高位槽中的物料推迟20~30分钟滴完，当滴完第二高位槽中的物料后，将C组分中的各物料混合好并加入到第二高位槽中，继续滴加到所述反应器中，当滴完第二高位槽中的物料后，保温30~60分钟。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纸用防潮增强剂包括A组分、B组分和C组分，按重量份计，所述A组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 7-15份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.1-2.5份，

具有不饱和双键的阴离子单体 0-1份，

水 64.5-76.1份，

氧化引发剂 0.2-5份，

还原引发剂 0.01-3份，

分子量抑制剂 0-1份；

按重量份计，所述B组分包括以下原料组分：

水 3-20份，

氧化引发剂 0.2-5份，

油性软单体 1-4份，

油性硬单体 1-4份；

按重量份计，所述C组分包括以下原料组分：

丙烯酰胺 1.2-2.5份，

具有不饱和双键的阳离子单体 0.08-0.5份，

水 1.92-4.5份。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，A组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种；C组分中的具有不饱和双键的阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述具有不饱和双键的阴离子单体包括丙烯酸、马来酸、衣康酸中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，A组分中的氧化引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种；B组分中的氧化引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述还原引发剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸、乙二醇胺中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述分子量抑制剂包括十二硫醇、十八硫醇、异丙醇中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述油性软单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯中的至少一种；所述油性硬单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。