CN113774715B - 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法 - Google Patents

一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113774715B
CN113774715B CN202111083416.0A CN202111083416A CN113774715B CN 113774715 B CN113774715 B CN 113774715B CN 202111083416 A CN202111083416 A CN 202111083416A CN 113774715 B CN113774715 B CN 113774715B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
stirring
starch
reaction
modified polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111083416.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113774715A (zh
Inventor
周春松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qiannan High Tech Zone Green Chemical Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Qiannan High Tech Zone Green Chemical Technology Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qiannan High Tech Zone Green Chemical Technology Research Institute Co ltd filed Critical Qiannan High Tech Zone Green Chemical Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN202111083416.0A priority Critical patent/CN113774715B/zh
Publication of CN113774715A publication Critical patent/CN113774715A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113774715B publication Critical patent/CN113774715B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/28—Starch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/71—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
    • D21H17/74—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic and inorganic material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18—Reinforcing agents

Abstract

本发明公开了无机‑有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，包括以下步骤：将单体、聚乙烯醇、KH570改性磷石膏晶须、去离子水混合搅拌处理，然后升温，加入引发剂溶液反应，制得磷石膏晶须改性聚合物；将酸化淀粉分散于去离子水中制得淀粉悬浮液，加入硫酸亚铁铵溶液、过氧化氢溶液和2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基‑1‑丙磺酸搅拌反应，制得聚合物接枝改性淀粉；将聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶和去离子水混合搅拌，然后加热糊化处理，之后升温处理，之后降温，并加入上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4‑5，制得施胶增强剂。本发明制得的复合施胶增强剂与纸纤维具有很好的亲和性，可有效改善纸张的性能。

Description

一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备 方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶剂的制备方法。
背景技术
对于含有较多非木材纤维的纸种来说，要获得较高的表面强度、印刷适性和纸形稳定性，必须采用表面施胶，并选择较好的表面施胶剂，以提高纸张的质量。由于内施胶剂容易受生产条件的影响；同时随着印刷技术的改进、高速印刷和高黏度油墨的应用，对纸张表面强度提出了更高要求，必须对纸张进行表面施胶以达到使用要求。因此目前国内外对造纸的表面施胶给予了愈来愈多的重视。但目前的二次加工用化学品中，表面施胶剂仍存在一些问题，主要是：涂布后仍不能保证达到浆内施胶的效果；抗水性能较差，特别是耐水洗性能不能达到一些特殊纸种如特种纸的要求；表面强度差，掉毛掉粉现象仍较严重等。目前所使用的改性淀粉或聚乙烯醇以及一般聚丙烯酸酯类表面施胶剂均不能满足纸张高表面强度要求。无法实现疏水性能、黏结性能和成膜性能的统一，更无法实现表面施胶代替浆内施胶。因此，需要对现有施胶剂进行改性以满足要求。
申请号为CN201310736889.5的专利提供了一种纸张复合表面施胶剂的制备方法，而提供一种综合性能好的表面施胶剂的制备方法。以聚合物二元醇和二异氰酸酯为原料，加入含羟基的改性剂，在80-90℃和惰性气体保护下搅拌反应制得水性聚氨酯低聚物；加入亲水物质，于80-90℃搅拌反应2.5-3.5小时，得到水性聚氨酯预聚物；温度降至45-50℃，加入中和剂和助溶剂，搅拌反应，使水性聚氨酯预聚物中和成盐；温度降至5-10℃，依次加入水、部分淀粉、扩链剂，然后升温到50-60℃，反应制得羟基硅油改性的水性聚氨酯；减压蒸馏去除助溶剂，再加入剩余的淀粉，升温至90℃，搅拌反应得到改性水性聚氨酯/淀粉复合表面施胶剂。申请号为CN201310212764.2的专利提供了一种有机/无机纳米复合表面施胶剂的制备方法。本发明首先将埃洛石纳米管置于无水乙醇中，先搅拌分散，再超声分散。其次，将偶联剂溶于无水乙醇后倒入上述埃洛石纳米管分散体系中。然后，将上述混合所得的分散体系转至三口烧瓶中，加热并搅拌。对所得混合物进行抽滤，并用多次洗涤，经粉碎、过筛，得到改性埃洛石纳米管。最后将改性埃洛石纳米管加入到由三种高分子聚合物按一定比例组合构成的复合乳液中，并使其充分分散，制得有机/无机纳米复合表面施胶剂。本发明利用埃洛石纳米管改性聚合物体系，强化聚合物体系的力学性能，制备得到具备良好系统兼容性和流动性的有机/无机纳米复合表面施胶剂。由上述现有技术可知，目前常常采用无机改性、有机改性或共混来改善单一种类施胶剂的性能不佳的问题。但是在改性时如何提高施胶剂中各组分的相容性是提高施胶剂性能的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，本发明采用聚合物与磷石膏进行杂化形成磷石膏晶须改性聚合物，然后采用2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸单体对酸化淀粉进行接枝共聚来改性淀粉，最后将二者混合制备复合施胶增强剂，本发明制得的复合施胶增强剂与纸纤维具有很好的亲和性，可有效改善纸张的性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷石膏晶须、KH570和水混合超声处理，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；
(2)将单体、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、去离子水混合搅拌处理，然后升温，加入引发剂溶液反应，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(3)将酸化淀粉分散于去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热并通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入硫酸亚铁铵溶液、过氧化氢溶液和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，搅拌反应，反应结束后滴加对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(4)将聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶和去离子水混合搅拌，然后加热糊化处理，之后升温处理，之后降温，并加入上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，磷石膏晶须的平均直径为3-5μm，长径比为10:1，磷石膏晶须、KH570的质量比为1：(0.01-0.02)。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，所述引发剂溶液为浓度为1-2wt％的过硫酸钾溶液，所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、引发剂溶液的质量比为1：(1-1.5)：(1-1.5)：(0.08-0.1)(0.05-0.1)：1。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述反应的温度为65-75℃，反应的时间为2-3h。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述酸化淀粉的制备方法为：将玉米淀粉和去离子水混合，然后升温，并加入盐酸溶液，搅拌处理，之后滴加氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉。
作为上述技术方案的优选，所述盐酸溶液的浓度为2mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5wt％；所述玉米淀粉、盐酸溶液的用量比为11g：(1-1.5)ml；所述搅拌处理的温度为45-55℃，时间为1-3h。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述淀粉悬浮液的浓度为25-35wt％，硫酸亚铁铵溶液的浓度为0.45-0.55wt％，所述过氧化氢溶液的浓度为30wt％，所述对苯二酚溶液的浓度为1.5-2.5wt％，所述淀粉悬浮液、硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸的用量比为400ml：(25-30)ml：(25-35)ml：(15-25)g。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述搅拌反应的转速为1000-3000转/分，搅拌反应的温度为40℃，搅拌反应的时间为2-3h。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶、磷石膏晶须改性聚合物的用量比为1:0.00015-0.0002：(0.8-1)。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中,所述加热糊化处理的温度为75-85℃，时间为20-30min；升温处理的温度为125-135℃，时间为3-5min；所述搅拌混合的时间为60℃，搅拌混合时间为30-40min。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
磷石膏晶须具有一定的抗水性能，可替代部分淀粉来作为施胶增强剂，但是如何解决磷石膏晶须在施胶剂中的分散性是关键。本发明首先采用硅烷偶联剂对磷石膏晶须表面进行改性，然后在其表面原位修饰聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯)聚合物；为了进一步改善淀粉与纸张纤维的粘合性，本发明首先对淀粉进行酸化处理，然后采用2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸单体与酸化淀粉进行接枝共聚，改性后的淀粉与纸张纤维的粘合性好；本发明采用聚合物接枝改性淀粉与磷石膏晶须改性聚合物混合制得复合施胶增强剂，二者相互配合，不仅分散性好，且与纸张纤维具有很好的粘附性，可有效改善纸张的强度。
本发明采用2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸单体与酸化淀粉进行接枝共聚改性，在施胶时，引入的大分子链通过空间位阻阻碍淀粉羟基的缔合和直链淀粉的规则排列，从而改善胶液在纸张纤维表面的润湿和铺展，减少界面缺陷的出现，进而提高施胶增强剂的粘合力。本发明采用磷石膏晶须进行改性，废物利用，降低了施胶增强剂的制备成本。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
(1)将10g磷石膏晶须、0.1gKH570和100ml水混合在500W功率下超声处理30min，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；将10g苯乙烯、10g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸、0.8g聚乙烯醇、0.5g改性磷石膏晶须、100ml去离子水混合搅拌处理，然后升温至70℃，加入1g浓度为1wt％的过硫酸钾溶液反应2h，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(2)将11g玉米淀粉和1000ml去离子水混合，然后升温至50℃，并加入1ml浓度为2mol/L的盐酸溶液，搅拌处理1h，之后滴加浓度为0.5wt％的氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉；取30g酸化淀粉分散于100ml去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热至40℃，通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入6.25ml浓度为0.5wt％的硫酸亚铁铵溶液、6.25ml浓度为30wt％的过氧化氢溶液和5.25g 2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，1000转/分的转速下搅拌反应3h，反应结束后滴加浓度为1.5wt％的对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(3)取100g聚合物接枝改性淀粉、0.02g淀粉酶和700ml去离子水混合搅拌，然后加热至80℃糊化处理20min，之后升温至130℃处理3min，之后降温至60℃，并加入80g上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合30min，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
实施例2
(1)将10g磷石膏晶须、0.2gKH570和100ml水混合在500W功率下超声处理30min，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；将10g苯乙烯、15g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1g聚乙烯醇、1g改性磷石膏晶须、100ml去离子水混合搅拌处理，然后升温至70℃，加入1g浓度为2wt％的过硫酸钾溶液反应2h，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(2)将11g玉米淀粉和1000ml去离子水混合，然后升温至50℃，并加入1.5ml浓度为2mol/L的盐酸溶液，搅拌处理3h，之后滴加浓度为0.5wt％的氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉；取30g酸化淀粉分散于100ml去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热至40℃，通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入6.25ml浓度为0.5wt％的硫酸亚铁铵溶液、8.75ml浓度为30wt％的过氧化氢溶液和5.25g 2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，3000转/分的转速下搅拌反应2h，反应结束后滴加浓度为2wt％的对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(3)取100g聚合物接枝改性淀粉、0.02g淀粉酶和700ml去离子水混合搅拌，然后加热至80℃糊化处理30min，之后升温至130℃处理5min，之后降温至60℃，并加入100g上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合40min，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
实施例3
(1)将10g磷石膏晶须、0.1gKH570和100ml水混合在500W功率下超声处理30min，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；将10g苯乙烯、11g丙烯酸丁酯、11g丙烯酸、0.8g聚乙烯醇、1g改性磷石膏晶须、100ml去离子水混合搅拌处理，然后升温至70℃，加入1g浓度为1.5wt％的过硫酸钾溶液反应2h，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(2)将11g玉米淀粉和1000ml去离子水混合，然后升温至50℃，并加入1ml浓度为2mol/L的盐酸溶液，搅拌处理2h，之后滴加浓度为0.5wt％的氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉；取30g酸化淀粉分散于100ml去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热至40℃，通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入7ml浓度为0.5wt％的硫酸亚铁铵溶液、7ml浓度为30wt％的过氧化氢溶液5.25g2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，1500转/分的转速下搅拌反应2h，反应结束后滴加浓度为1.5wt％的对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(3)取100g聚合物接枝改性淀粉、0.02g淀粉酶和700ml去离子水混合搅拌，然后加热至80℃糊化处理20min，之后升温至130℃处理4min，之后降温至60℃，并加入90g上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合30min，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
实施例4
(1)将10g磷石膏晶须、0.15gKH570和100ml水混合在500W功率下超声处理30min，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；将10g苯乙烯、12g丙烯酸丁酯、11g丙烯酸、0.8g聚乙烯醇、1g改性磷石膏晶须、100ml去离子水混合搅拌处理，然后升温至70℃，加入1g浓度为2wt％的过硫酸钾溶液反应3h，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(2)将11g玉米淀粉和1000ml去离子水混合，然后升温至50℃，并加入1.5ml浓度为2mol/L的盐酸溶液，搅拌处理2h，之后滴加浓度为0.5wt％的氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉；取30g酸化淀粉分散于100ml去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热至40℃，通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入7.5ml浓度为0.5wt％的硫酸亚铁铵溶液、8.75ml浓度为30wt％的过氧化氢溶液和5.25g 2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，2000转/分的转速下搅拌反应2h，反应结束后滴加浓度为2.5wt％的对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(3)取100g聚合物接枝改性淀粉、0.02g淀粉酶和700ml去离子水混合搅拌，然后加热至80℃糊化处理30min，之后升温至130℃处理5min，之后降温至60℃，并加入100g上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合40min，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
实施例5
(1)将10g磷石膏晶须、0.2gKH570和100ml水混合在500W功率下超声处理30min，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；将10g苯乙烯、10g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸、1g聚乙烯醇、1g改性磷石膏晶须、100ml去离子水混合搅拌处理，然后升温至70℃，加入1g浓度为2wt％的过硫酸钾溶液反应2h，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(2)将11g玉米淀粉和1000ml去离子水混合，然后升温至50℃，并加入1.5ml浓度为2mol/L的盐酸溶液，搅拌处理1h，之后滴加浓度为0.5wt％的氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉；取30g酸化淀粉分散于100ml去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热至40℃，通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入7.5ml浓度为0.45wt％的硫酸亚铁铵溶液、6.25ml浓度为30wt％的过氧化氢溶液和6.25g 2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，2500转/分的转速下搅拌反应3h，反应结束后滴加浓度为2.5wt％的对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(3)取100g聚合物接枝改性淀粉、0.02g淀粉酶和700ml去离子水混合搅拌，然后加热至80℃糊化处理20min，之后升温至130℃处理5min，之后降温至60℃，并加入100g上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合30min，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
对比例1
玉米淀粉不进行聚合物接枝改性，其他条件和实施例5相同。
对比例2
实施例5步骤(1)中，聚合物不采用磷石膏晶须改性，其他条件和实施例5相同。
将上述实施例和对比例中的施胶增强剂用去离子水稀释至浓度为8wt％制得施胶增强液；将施胶增强液在120g瓦楞原纸上用10#涂布棒进行涂布，涂布量为2g/m2，涂布后烘干，并进行测试。测试方法以及测试结果如下。
1、拉毛速度
按照GB/T 2679.15-1997进行测试。
2、环压指数
按照GB/T 2679.8-1995进行测试。
3、撕裂度
按照GB/T 455-2002进行测试。
测试结果如表1所示。
表1
拉毛速度，m/s 环压指数，N/m·g 撕裂度，N·m<sup>2</sup>/g
实施例1 4.9 9.0 13.2
实施例2 5.1 9.2 13.5
实施例3 5.0 8.9 13.2
实施例4 4.9 9.1 13.1
实施例5 5.2 9.3 13.5
对比例1 3.2 7.3 9.2
对比例2 3.0 6.0 8.9
从上述测试结果可以看出，本发明采用聚合物接枝改性淀粉、采用磷石膏晶须改性施胶增强剂均能改善施胶增强剂的性能。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷石膏晶须、KH570和水混合超声处理，然后过滤，将固体干燥，制得改性磷石膏晶须；
(2)将单体、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、去离子水混合搅拌处理，然后升温，加入引发剂溶液反应，制得磷石膏晶须改性聚合物溶液，之后干燥，制得磷石膏晶须改性聚合物；
(3)将酸化淀粉分散于去离子水中制得淀粉悬浮液，将淀粉悬浮液加热并通入氮气置换出反应体系中的空气，之后加入硫酸亚铁铵溶液、过氧化氢溶液和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸，搅拌反应，反应结束后滴加对苯二酚溶液中终止反应，之后调节反应体系至中性，将反应液过滤，过滤得到的沉淀依次采用去离子水、无水乙醇清洗后，干燥，制得聚合物接枝改性淀粉；
(4)将聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶和去离子水混合搅拌，然后加热糊化处理，之后升温处理，之后降温，并加入上述制得的磷石膏晶须改性聚合物搅拌混合，然后采用硫酸铝溶液调节体系pH至4-5，制得施胶增强剂。
2.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，磷石膏晶须的平均直径为3-5μm，长径比为10:1，磷石膏晶须、KH570的质量比为1：(0.01-0.02)。
3.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述单体为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，所述引发剂溶液为浓度为1-2wt％的过硫酸钾溶液，所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、聚乙烯醇、改性磷石膏晶须、引发剂溶液的质量比为1：(1-1.5)：(1-1.5)：(0.08-0.1): (0.05-0.1)：1。
4.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为65-75℃，反应的时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸化淀粉的制备方法为：将玉米淀粉和去离子水混合，然后升温，并加入盐酸溶液，搅拌处理，之后滴加氢氧化钠溶液调节反应体系至中性，过滤，将固体采用去离子水洗涤，干燥，制得酸化淀粉。
6.根据权利要求5所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为2mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5wt％；所述玉米淀粉、盐酸溶液的用量比为11g：(1-1.5)ml；所述搅拌处理的温度为45-55℃，时间为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述淀粉悬浮液的浓度为25-35wt％，硫酸亚铁铵溶液的浓度为0.45-0.55wt％，所述过氧化氢溶液的浓度为30wt％，所述对苯二酚溶液的浓度为1.5-2.5wt％，所述淀粉悬浮液、硫酸亚铁溶液、过氧化氢溶液、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸的用量比为400ml：(25-30)ml：(25-35)ml：(15-25)g。
8.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌反应的转速为1000-3000转/分，搅拌反应的温度为40℃，搅拌反应的时间为2-3h。
9.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述聚合物接枝改性淀粉、淀粉酶、磷石膏晶须改性聚合物的用量比为1:0.00015-0.0002：(0.8-1)。
10.根据权利要求1所述的一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中,所述加热糊化处理的温度为75-85℃，时间为20-30min；升温处理的温度为125-135℃，时间为3-5min；所述搅拌混合的时间为60℃，搅拌混合时间为30-40min。
CN202111083416.0A 2021-09-16 2021-09-16 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法 Active CN113774715B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111083416.0A CN113774715B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111083416.0A CN113774715B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113774715A CN113774715A (zh) 2021-12-10
CN113774715B true CN113774715B (zh) 2022-06-21

Family

ID=78844318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111083416.0A Active CN113774715B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113774715B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114106271A (zh) * 2021-12-24 2022-03-01 贵州大学 一种聚合物接枝包覆无水磷石膏的复合微球制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3625746A (en) * 1969-09-08 1971-12-07 Yaichi Ayukawa Starch/polyvinyl alcohol/n-methylol acrylamide paper surface coating composition
CN1849425A (zh) * 2003-07-29 2006-10-18 佐治亚-太平洋树脂公司 用于表面施胶的阴离子－阳离子聚合物共混物
CN104911957A (zh) * 2015-07-06 2015-09-16 湖北工业大学 掺加二水磷石膏晶须的生态功能型墙纸原纸及其制备方法
CN108976689A (zh) * 2018-07-30 2018-12-11 界首市鑫龙机械设备购销有限公司 一种改性玄武岩纤维-晶须增强的硅烷交联耐磨母粒的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3625746A (en) * 1969-09-08 1971-12-07 Yaichi Ayukawa Starch/polyvinyl alcohol/n-methylol acrylamide paper surface coating composition
CN1849425A (zh) * 2003-07-29 2006-10-18 佐治亚-太平洋树脂公司 用于表面施胶的阴离子－阳离子聚合物共混物
CN104911957A (zh) * 2015-07-06 2015-09-16 湖北工业大学 掺加二水磷石膏晶须的生态功能型墙纸原纸及其制备方法
CN108976689A (zh) * 2018-07-30 2018-12-11 界首市鑫龙机械设备购销有限公司 一种改性玄武岩纤维-晶须增强的硅烷交联耐磨母粒的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
磷石膏晶须的表面包覆改性研究;王辉等;《天津造纸》;20170615(第02期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113774715A (zh) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1654533A (zh) 纳米二氧化硅/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN104311716A (zh) 有机硅改性苯丙微乳液增强剂及其制备方法和应用
CN113774715B (zh) 一种无机-有机杂化材料改性的聚合物施胶增强剂的制备方法
CN112063258B (zh) 一种水包水多彩涂料及其制备方法
CN113956767B (zh) 一种耐磨地坪漆及其制备方法
CN111691218B (zh) 一种高性能脱模纸的制备方法
CN112064408B (zh) 一种纳米粒子改性无氟拒油纸张表面处理剂的制备方法
CN109517516A (zh) 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN113817437B (zh) 一种增硬聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法
CN111204998B (zh) 一种有机-无机混杂耐高温玄武岩纤维浸润剂及其制备方法
CN113756128B (zh) 一种基于聚合物接枝改性磷石膏晶须增强的造纸用施胶剂及其制备方法
CN108997833B (zh) 一种耐水型复合改性聚乙烯醇水性油墨及其制备方法
CN107674528A (zh) 一种高性能多彩涂料及其制备方法
CN111303574A (zh) 一种改性石墨烯环氧丙烯酸酯树脂及其制备方法
CN108485559B (zh) 淀粉胶黏剂及其制备工艺
CN113150309B (zh) 羧基纳米纤维素改性阴离子水性聚氨酯乳液的方法
CN113105588B (zh) 利用光响应性纳米纤维素制备含氟聚丙烯酸酯乳液的方法
CN113801511A (zh) 一种环保涂料添加剂的制备方法
CN114058259A (zh) 一种高硬度水性塔筒涂料及其制备方法
CN108299619B (zh) 一种偶联剂改性粉煤灰制备单组分聚氨酯涂料的方法
CN113698618A (zh) 一种改性氧化石墨烯材料及其制备方法和应用
CN113045990A (zh) 一种无溶剂超耐磨弹性防腐涂料
CN111393653A (zh) 一种改性环氧树脂组合物、胶膜及其制备方法
CN112126262B (zh) 一种uv-led固化涂料及其制备方法
CN110041794A (zh) 一种强韧型环氧树脂粉末涂料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant