CN111285952A - 一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯40‑50份,丙烯酸丁酯5‑10份,丙烯酸异辛酯10‑15份,甲基丙烯酸1‑3份,含酰胺基团的交联单体0.1‑1份,含羟基的交联单体0.1‑2.5份,混合型乳化剂1.5‑2份,引发剂0.1‑0.5份,去离子水80‑100份,烧碱0.05‑0.1份。本发明的浸渍剂相对于其他纸品硬胶浸渍剂乳液,具有乳胶粒子细小,与原纸纤维结合紧密,使原纸具有超抗水性能和有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂及其制备方法。
背景技术
纸张浸渍时让纸通过聚合物乳液浴,再用压力辊除去过量的树脂,最后进行干燥。通过纸张浸渍剂,纸张内部的毛细孔道被树脂充满,可显著地改善纸张的性质。
目前,相关专利如抗UV水性纸张浸渍剂及其制备方法(CN 105155338 A),该抗UV水性纸张浸渍剂包含如下成分:浸渍液、UV吸收剂和光稳定剂,该抗UV水性纸张浸渍剂的制备方法如下步骤:提供浸渍液;将UV吸收剂和光稳定剂配成预溶液;在搅拌的状态下将预溶液加入到浸渍液中,该抗UV水性纸的制备方法如下:制备抗UV水性纸张浸渍剂;提供美纹纸,并将美纹纸在抗UV水性纸张浸渍剂进行双面浸渍,上述抗UV水性纸张浸渍剂、浸渍剂制备方法及抗UV水性纸,通过在浸渍剂中加入抗UV助剂和光稳定剂,从而赋予制备所得的美纹纸胶带拥有较好的抗UV功能,同时使用该浸渍剂可简化生产工艺及降低二次涂布的成本。
上述纸张浸渍剂在使用时存在一定的缺陷,如粒子较大,耐水性不够优异。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂及其制备方法,粒子细小,渗透性强,胶膜坚韧,耐水性优异。
为了实现上述目的,本发明采用的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯40-50份,丙烯酸丁酯5-10份,丙烯酸异辛酯10-15份,甲基丙烯酸1-3份,含酰胺基团的交联单体0.1-1份,含羟基的交联单体0.1-2.5份,混合型乳化剂1.5-2份,引发剂0.1-0.5份,去离子水80-100份,烧碱0.05-0.1份。
作为改进,所述含酰胺基团的交联单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的至少一种。
作为改进,所述含羟基的交联单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
作为改进,所述混合型乳化剂采用阴离子乳化剂与非离子乳化剂按照(1-2):(0.5-1)的质量比混合。
作为改进,所述阴离子乳化剂采用十二烷基苯环酸纳、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠中的至少一种。
作为改进,所述非离子乳化剂采用壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的至少一种。
作为改进,所述引发剂采用过硫酸钾、过硫酸纳、过硫酸铵中的至少一种。
另外,本发明还提供了一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂的制备方法,包括以下步骤:
1)乳化液A的制备:向乳化缸中加入去离子水20-30份、配方量混合型乳化剂,搅拌20-40min,然后再投入配方量苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、含酰胺基的交联单体、含羟基的交联单体,搅拌20-40min备用;
2)反应釜底料液B的制备:向反应釜中加入去离子水40-50份,升温至84-87℃;
3)引发剂水溶液C的制备:在催化缸中加入去离子水4-7份、引发剂0.05-0.2份,搅拌充分溶解备用;
4)初始引发剂溶液D制备:将余量引发剂溶于余量去离子水中,搅拌充分溶解备用;
5)取步骤1)制得乳化液A总质量的1%-5%加入到步骤2)的反应釜中,将步骤4)制得初始引发剂溶液D倒入到反应釜中,反应25-35min,反应温度控制在84-87℃,然后将剩余乳化液A和步骤3)制得引发剂水溶液C,同时滴加至反应釜内,滴加时间为3-4h,滴加温度控制在84-87℃;完毕后,在87-90℃保温1h,再降温到50℃,加入烧碱调pH到7-8,即得所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明采用种子乳液聚合工艺,有效的控制乳胶粒的粒径和粒径分布,提升了乳液的机械性能和乳液的稳定性。
2)本发明的制备中加入丙烯酸异辛酯,利用不同单体竞聚率的差异性,优化单体结构,提升了乳液聚合的稳定性和共聚效应。同时有效的提升了乳液作为浸渍剂,纸张浸渍后的耐水性能。
3)本发明的制备中采用混合型乳化剂,通过乳化剂的吸附保护和结合保护,有效的保护了乳胶粒的稳定性,通过酰胺交联单体和羟基交联单体提供了乳液乳胶粒本身的悬浮性,并改善浸渍剂在纸张浸渍后与纸张纤维的结合性能。
4)本发明的浸渍剂为一种中等固含量的低粘度乳液,乳液聚合过程粘度不高,需要控制搅拌速度,不宜过快,以免对乳液粒径造成影响,并影响聚合反应效率。另外,采用的滴加工艺为匀速滴加工艺,使聚合可控,从而提高了聚合过程的稳定性。
5)本发明的浸渍剂对原纸浸渍后,使得原纸获得优异的抗水性能、挺度、透气率、可勃吸水值、耐破度、纵(横)向抗张强度等性能。
6)本发明的浸渍剂通过交联单体酰胺基团或羟基的引入提升乳液对纸张纤维的结合,使得乳液纸张纤维具有良好的力学作用,同时提升了聚合物乳液修饰后的交联密度,改善纸张的耐水、力学等性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯40份,丙烯酸丁酯5份,丙烯酸异辛酯10份,甲基丙烯酸1份,含酰胺基团的交联单体0.2份,含羟基的交联单体0.1份,混合型乳化剂1.5份,引发剂0.1份,去离子水80份,烧碱0.05份。
所述含酰胺基团的交联单体为丙烯酰胺。所述含羟基的交联单体为丙烯酸羟乙酯。
所述混合型乳化剂采用阴离子乳化剂与非离子乳化剂按照2:1的质量比混合。所述阴离子乳化剂采用十二烷基苯环酸纳,非离子乳化剂采用壬基酚聚氧乙烯醚。
所述引发剂采用过硫酸钾。
所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂的制备方法,包括以下步骤:
1)乳化液A的制备:向乳化缸中加入去离子水20份、配方量混合型乳化剂,搅拌20min,然后再投入配方量苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、含酰胺基的交联单体、含羟基的交联单体,搅拌20min备用;
2)反应釜底料液B的制备:向反应釜中加入去离子水40份,升温至84℃;
3)引发剂水溶液C的制备:在催化缸中加入去离子水4份、引发剂0.05份,搅拌充分溶解备用;
4)初始引发剂溶液D制备:将余量引发剂溶于余量去离子水中,搅拌充分溶解备用;
5)取步骤1)制得乳化液A总质量的1%加入到步骤2)的反应釜中,将步骤4)制得初始引发剂溶液D倒入到反应釜中,反应25min,反应温度控制在84℃,然后将剩余乳化液A和步骤3)制得引发剂水溶液C,同时滴加至反应釜内,滴加时间为3h,滴加温度控制在84℃;完毕后,在87℃保温1h,再降温到50℃,加入烧碱调pH到7.5,即得所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂。
取实施例1制得的浸渍剂与市售产品进行性能对比,结果如下表1所示。
表1 本发明浸渍剂与市售产品的性能
性能指标 | 市场产品 | 本发明浸渍剂 |
pH | 6.5 | 7.5 |
wt% | 40.6 | 40.16 |
cps(3#/12r) | 150 | 200 |
d.nm/PDI | 137.1/0.151 | 88.2/0.009 |
干抗张强度(kN/m)(纵向) | 4.15 | 6.03 |
干抗张强度(kN/m)(横向) | 2.25 | 4.29 |
湿抗张强度(kN/m)(纵向) | 2.45 | 4.28 |
湿抗张强度(kN/m)(横向) | 0.89 | 2.09 |
干耐破度(KPa) | 443.9 | 516.7 |
湿耐破度(KPa) | 199.6 | 254.5 |
COBB值 | 27.7 | 33 |
干挺度(纵向)mN·m | 3.3 | 3.5 |
干挺度(横向)mN·m | 1.1 | 1.8 |
湿挺度(纵向)mN·m | 2 | 2.5 |
湿挺度(横向)mN·m | 0.9 | 1.2 |
透气率(mm/s) | 51.2 | 63.97 |
实施例2
一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯45份,丙烯酸丁酯8份,丙烯酸异辛酯12份,甲基丙烯酸2份,含酰胺基团的交联单体0.5份,含羟基的交联单体1.5份,混合型乳化剂1.8份,引发剂0.3份,去离子水90份,烧碱0.08份。
所述含酰胺基团的交联单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺的混合。所述含羟基的交联单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯的混合。
所述混合型乳化剂采用阴离子乳化剂与非离子乳化剂按照1:1的质量比混合。所述阴离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠,所述非离子乳化剂采用辛基酚聚氧乙烯醚。所述引发剂采用过硫酸纳、过硫酸铵的混合。
所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂的制备方法,包括以下步骤:
1)乳化液A的制备:向乳化缸中加入去离子水25份、配方量混合型乳化剂,搅拌30min,然后再投入配方量苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、含酰胺基的交联单体、含羟基的交联单体,搅拌30min备用;
2)反应釜底料液B的制备:向反应釜中加入去离子水45份,升温至85℃;
3)引发剂水溶液C的制备:在催化缸中加入去离子水5.5份、引发剂0.1份,搅拌充分溶解备用;
4)初始引发剂溶液D制备:将余量引发剂溶于余量去离子水中,搅拌充分溶解备用;
5)取步骤1)制得乳化液A总质量的3%加入到步骤2)的反应釜中,将步骤4)制得初始引发剂溶液D倒入到反应釜中,反应30min,反应温度控制在85℃,然后将剩余乳化液A和步骤3)制得引发剂水溶液C,同时滴加至反应釜内,滴加时间为3.5h,滴加温度控制在85℃;完毕后,在88℃保温1h,再降温到50℃,加入烧碱调pH到7-8,即得所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂。
实施例3
一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯50份,丙烯酸丁酯10份,丙烯酸异辛酯15份,甲基丙烯酸3份,含酰胺基团的交联单体1份,含羟基的交联单体2.5份,混合型乳化剂2份,引发剂0.5份,去离子水100份,烧碱0.1份。
所述含酰胺基团的交联单体为丙烯酰胺。所述含羟基的交联单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
所述混合型乳化剂采用阴离子乳化剂与非离子乳化剂按照2:0.5的质量比混合,所述阴离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠,所述非离子乳化剂采用壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的混合。所述引发剂采过硫酸钾。
另外,本发明还提供了一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂的制备方法,包括以下步骤:
1)乳化液A的制备:向乳化缸中加入去离子水30份、配方量混合型乳化剂,搅拌40min,然后再投入配方量苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、含酰胺基的交联单体、含羟基的交联单体,搅拌40min备用;
2)反应釜底料液B的制备:向反应釜中加入去离子水50份,升温至87℃;
3)引发剂水溶液C的制备:在催化缸中加入去离子水7份、引发剂0.2份,搅拌充分溶解备用;
4)初始引发剂溶液D制备:将余量引发剂溶于余量去离子水中,搅拌充分溶解备用;
5)取步骤1)制得乳化液A总质量的5%加入到步骤2)的反应釜中,将步骤4)制得初始引发剂溶液D倒入到反应釜中,反应35min,反应温度控制在87℃,然后将剩余乳化液A和步骤3)制得引发剂水溶液C,同时滴加至反应釜内,滴加时间为4h,滴加温度控制在87℃;完毕后,在90℃保温1h,再降温到50℃,加入烧碱调pH到7-8,即得所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂。
本发明相对于其他纸品硬胶浸渍剂乳液,具有乳胶粒子细小,与原纸纤维结合紧密,使原纸具有超抗水性能和有优异的力学性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,按质量份计,由以下原料制成:苯乙烯40-50份,丙烯酸丁酯5-10份,丙烯酸异辛酯10-15份,甲基丙烯酸1-3份,含酰胺基团的交联单体0.1-1份,含羟基的交联单体0.1-2.5份,混合型乳化剂1.5-2份,引发剂0.1-0.5份,去离子水80-100份,烧碱0.05-0.1份。
2.根据权利要求1所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述含酰胺基团的交联单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述含羟基的交联单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述混合型乳化剂采用阴离子乳化剂与非离子乳化剂按照(1-2):(0.5-1)的质量比混合。
5.根据权利要求4所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述阴离子乳化剂采用十二烷基苯环酸纳、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述非离子乳化剂采用壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种细小粒径的超抗水纸张浸渍剂,其特征在于,所述引发剂采用过硫酸钾、过硫酸纳、过硫酸铵中的至少一种。
8.一种权利要求1-7任一项所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)乳化液A的制备:向乳化缸中加入去离子水20-30份、配方量混合型乳化剂,搅拌20-40min,然后再投入配方量苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、含酰胺基的交联单体、含羟基的交联单体,搅拌20-40min备用;
2)反应釜底料液B的制备:向反应釜中加入去离子水40-50份,升温至84-87℃;
3)引发剂水溶液C的制备:在催化缸中加入去离子水4-7份、引发剂0.05-0.2份,搅拌充分溶解备用;
4)初始引发剂溶液D制备:将余量引发剂溶于余量去离子水中,搅拌充分溶解备用;
5)取步骤1)制得乳化液A总质量的1%-5%加入到步骤2)的反应釜中,将步骤4)制得初始引发剂溶液D倒入到反应釜中,反应25-35min,反应温度控制在84-87℃,然后将剩余乳化液A和步骤3)制得引发剂水溶液C,同时滴加至反应釜内,滴加时间为3-4h,滴加温度控制在84-87℃;完毕后,在87-90℃保温1h,再降温到50℃,加入烧碱调pH到7-8,即得所述细小粒径的超抗水纸张浸渍剂。
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