CN113930192A - 一种大口径纸管胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大口径纸管胶,包括以下重量份的组分:去离子水、聚乙烯醇、填料、外交联剂、还原剂、pH缓冲剂、引发剂、醋酸乙烯酯、功能单体、内交联剂、增塑剂、消泡剂、防腐剂。制备方法为:将醋酸乙烯酯、功能单体、内交联剂混合,得到单体混合物;将聚乙烯醇、填料、去离子水、外交联剂和消泡剂加入烧瓶中,水浴加热;降温后加入部分单体混合物、还原剂和pH缓冲剂;滴加剩余单体混合物和引发剂;加入增塑剂和防腐剂,即得纸管胶。本发明制备的纸管胶初粘时间短、粘结强度高;合成工艺简单、原料廉价,适合于实际应用。
Description
技术领域
本发明涉及纸管胶生产技术领域,特别涉及一种大口径纸管胶及其制备方法。
背景技术
纸管是用涂布胶水后的原纸卷绕而成。大口径纸管是纸管中的一种,一般内径≥254mm,壁厚15-30mm,用于卷绕冶金材料如铝箔、不锈钢等。这类纸管口径大,用纸层数多,卷管机负荷重,耗胶大(吨纸管上胶量≥200kg)。
纸管胶的品质对大口径纸管生产和质量起着至关重要的作用。纸管胶对纸管抗压强度、防潮性、耗胶量和卷管车速等影响很大。卷管车速小导致生产效率降低,胶耗大导致纸管下机水分高,烘干时间长,增加了生产成本。
发明内容
为了解决上述背景技术中提出的问题,本发明提供一种大口径纸管胶及其制备方法。
本发明提供的一种大口径纸管胶及其制备方法,采用如下的技术方案:
一种大口径纸管胶,包括以下重量份计的组分:去离子水72~90份、聚乙烯醇2~8份、填料12~17份、外交联剂0.1~0.4份、还原剂0.001~0.005份、pH缓冲剂0.05~0.2份、引发剂0.01~0.15份、醋酸乙烯酯9~13份、功能单体0.01~0.07份、内交联剂0.01~0.16份、增塑剂0.25~0.8份、消泡剂0.01~0.04份、防腐剂0.02~0.08份。
优选的,包括以下重量份计的组分:去离子水73~86份、聚乙烯醇4~7份、填料13~16份、外交联剂0.2~0.3份,还原剂0.002~0.004份,pH缓冲剂0.1~0.15份,引发剂0.03~0.12份,醋酸乙烯酯10~12份,功能单体0.03~0.05份,内交联剂0.07~0.1份,增塑剂0.35~0.7份,消泡剂0.02~0.03份,防腐剂为0.03~0.07份。
优选的,所述聚乙烯醇的规格为BF-05、BP-05、BP-24、BP-17、1799中的一种或几种,所述填料为高岭土、碳酸钙、滑石粉和膨润土中的一种或几种,所述还原剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸氢钠中的一种或几种,所述内交联剂为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种,所述外交联剂为硼酸、硼砂、硫酸锌、氧化锌、氯化铝、硫酸铝中的一种或几种,所述功能单体为丙烯酰胺、丙烯腈、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种。
优选的,所述增塑剂为癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二正丁酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈中的一种或几种,所述防腐剂为甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮、苯甲酸钠、山梨酸钾和卡松中的一种或几种,所述消泡剂为磷酸三丁酯和辛醇中的一种或几种,所述pH缓冲剂为磷酸氢二钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵和乙酸钠中的一种或几种。
一种权利要求1-4中任意一项所述的大口径纸管胶的制备方法,包括以下步骤:
⑴、称取醋酸乙烯酯、功能单体、内交联剂,混合均匀,形成单体混合物备用;
⑵、称取聚乙烯醇、填料、去离子水、外交联剂和消泡剂加入四口圆底烧瓶中,水浴条件下加热搅拌直至完全溶解,得到混合溶液一,降温,加入质量百分数3~10%的单体混合物、还原剂和pH缓冲剂进行反应,搅拌,得到混合溶液二;
⑶、将剩余量的单体混合物和引发剂分别放入两个恒压漏斗中,缓慢滴加到混合溶液二中,得到混合溶液三;
⑷、将混合溶液三升温反应后降温至50℃,加入配方量的增塑剂和防腐剂,搅拌,即制得大口径纸管胶。
优选的,所述步骤⑵中的水浴条件下搅拌温度为85~95℃,搅拌时间为1~3h。
优选的,所述步骤⑵中的降温温度为70~80℃,反应时间为20~60min,反应后继续搅拌时间为0.5~1h。
优选的,所述步骤⑶中剩余量的单体混合物和引发剂均在3~5h内滴完。
优选的,所述步骤⑷中升温温度为80~95℃,反应时间为1~3h,搅拌时间为20~60min。
综上所述,本发明具有如下的有益技术效果:
1.本发明提供的用于大口径纸管的胶水,在聚合过程中提供了一种氧化还原体系,降低了分解活化能,缩短了反应时间,减少了原料损耗,提高了引发速率,同时促进了填料间醋酸乙烯酯单体的聚合,提高了转化率。
2.本发明提供的用于大口径纸管的胶水,以亲水性的聚乙烯醇作为保护胶体,醋酸乙烯酯发生共聚交联反应,内交联剂和功能单体通过官能团发生反应,引入极性羧基,形成了网状结构,提高了胶接强度和稳定性,通过外交联剂使大分子物质进一步交联,提高胶合强度、耐高低温性和耐水性。
3.本发明制备的纸管胶具有初粘时间短、粘结强度高、上胶量少、生产成本低、贮存稳定、绿色环保等优点,有利于提高卷管车速,降低胶耗,提高纸管抗压强度,提高纸管平整度等;且纸管胶的合成工艺简单、原料廉价、过程易于操作,节能环保,适合于实际应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例公开一种大口径纸管胶及其制备方法。
实施例1
称取11份醋酸乙烯酯、0.04份羟甲基丙烯酰胺、0.08份丙烯酰胺混合均匀,形成单体混合物备用;称取5份聚乙烯醇(BF-05)、15份高岭土、80份去离子水、0.3份硼酸和0.02份磷酸三丁酯加入带有电动搅拌的四口圆底烧瓶中,加热到90℃,水浴条件下搅拌2h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到70℃,加入3%的单体混合物、0.003份硫酸亚铁和0.1份磷酸氢二钠进行反应30min,继续搅拌1h,得到混合溶液二;将剩余97%的单体混合物和0.07份过硫酸铵分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和过硫酸铵到四口烧瓶中,4h内单体混合物和过硫酸铵全部滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到90℃反应2h后,降温至50℃以下,加入0.5份癸二酸二辛酯和0.05份甲基异噻唑啉酮,搅拌40min,即制得大口径纸管胶。
实施例2
称取10份醋酸乙烯酯、0.01份羟甲基丙烯酰胺、0.01份丙烯酸混合均匀,形成单体混合物备用;称取2份聚乙烯醇(BP-05)、12份碳酸钙、72份去离子水、0.1份硼砂和0.01份辛醇加入四口圆底烧瓶中,加热到85℃,水浴条件下搅拌3h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到78℃,加入6%的单体混合物、0.001份硫酸亚铁铵和0.05份碳酸氢钠进行反应20min,继续搅拌0.5h,得到混合溶液二;将剩余94%的单体混合物和0.01份过硫酸钾分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和过硫酸钾到四口烧瓶中,3h内单体混合物和过硫酸钾全部滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到85℃反应3h后,降温至50℃以下,加入0.25份己二酸二辛酯和0.02份甲基氯异噻唑啉酮,搅拌20min,即制得大口径纸管胶。
实施例3
称取13份醋酸乙烯酯、0.07份丙烯酸羟乙酯、0.16份丙烯酸羟乙酯混合均匀,形成单体混合物备用;称取8份聚乙烯醇(BP-24)、16份滑石粉、90份去离子水、0.4份氯化铝和0.04份磷酸三丁酯加入四口圆底烧瓶中,加热到95℃,水浴条件下搅拌1h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到80℃,加入7%的单体混合物、0.005份亚硫酸氢钠和0.2份碳酸氢铵进行反应40min,继续搅拌1h,得到混合溶液二;将剩余93%的单体混合物和0.15份过硫酸铵分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和过氧化氢到四口烧瓶中,5h内单体混合物和过氧化氢滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到95℃反应3h后,降温至50℃以下,加入0.8份癸二酸二丁酯和0.08份卡松,搅拌60min,即制得大口径纸管胶。
实施例4
称取9份醋酸乙烯酯、0.03份丙烯酰胺、0.1份丙烯酸羟丙酯混合均匀,形成单体混合物备用;称取7份聚乙烯醇(BP-17)、13份膨润土、73份去离子水、0.3份硫酸锌和0.02份辛醇加入四口圆底烧瓶中,加热到90℃,水浴条件下搅拌2h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到75℃,加入8%的单体混合物、0.002份硫酸亚铁和0.1份乙酸钠进行反应30min,继续搅拌0.5h,得到混合溶液二;将剩余92%的单体混合物和0.12份偶氮二异丁腈分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和偶氮二异丁腈到四口烧瓶中,4h内单体混合物和偶氮二异丁腈滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到90℃反应2h后,降温至50℃以下,加入0.7份己二酸二正丁酯和0.07份苯甲酸钠,搅拌40min,即制得大口径纸管胶。
实施例5
称取11份醋酸乙烯酯、0.05份甲基丙烯酸甲酯、0.07份甲基丙烯酸混合均匀,形成单体混合物备用;称取4份聚乙烯醇(BP-24)、17份高岭土、86份去离子水、0.2份氧化锌和0.03份磷酸三丁酯加入四口圆底烧瓶中,加热到90℃,水浴条件下搅拌2h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到80℃,加入9%的单体混合物、0.004份硫酸亚铁和0.15份碳酸氢钠进行反应60min,继续搅拌0.5h,得到混合溶液二;将剩余91%的单体混合物和0.03份过硫酸钾分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和过硫酸钾到四口烧瓶中,4h内单体混合物和过硫酸钾滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到90℃反应2h后,降温至50℃以下,加入0.35份邻苯二甲酸二丁酯和0.03份甲基异噻唑啉酮,搅拌40min,即制得大口径纸管胶。
实施例6
称取11份醋酸乙烯酯、0.06份丙烯酸丁酯、0.10份丙烯酸羟丁酯混合均匀,形成单体混合物备用;称取3份聚乙烯醇(1799)、16份高岭土、85份去离子水、0.2份硼酸和0.03份磷酸三丁酯加入四口圆底烧瓶中,加热到90℃,水浴条件下搅拌2h,直至完全溶解,得到混合溶液一;将混合溶液一降温到70℃,加入10%的单体混合物、0.003份硫酸亚铁和0.15份磷酸氢二钠进行反应20min,继续搅拌1h,得到混合溶液二;将剩余90%的单体混合物和0.10份过硫酸铵分别放入两个恒压漏斗中,恒压漏斗接在四口烧瓶上,缓慢滴加单体混合物和过硫酸铵到四口烧瓶中,4h内单体混合物和过硫酸铵滴完,得到混合溶液三;将混合溶液三升温到80℃反应1h后,降温至50℃以下,加入0.60份癸二酸二辛酯和0.06份甲基异噻唑啉酮,搅拌50min,即制得大口径纸管胶。
对比例1
为大口径纸管使用传统的白乳胶。
效果检测
对实施例1-6制得的纸管胶进行检测,粘度的检测依据GB/T 2794-1995;固含量的检测依据GB/T 2793-1995;pH的检测依据GB/T 14518-1993;接着强度的检测依据GB/T34444-2017。结果如下表1:
表1
由上述表1的内容可知,本发明实施例1-6制得的纸管胶的固含量为25~30%,pH为4.5~5.0,粘度为1000~1500mPa.s,初粘时间10~20s,接着强度为15~21N/cm2。与大口径纸管所用传统白乳胶相比,本发明制备的胶水流动性好,接着强度高、初粘时间短。
使用常规原纸分别与对比例1的传统白乳胶和实施例1-6的纸管胶进行卷管试验,具体结果如下表2所示:
表2
由表2的数据可知,纸管烘干前后,本发明制备的大口径纸管胶水与传统白乳胶相比,所卷纸管尺寸如内径、外径、厚度等指标变化相差不大,下机后及烘干后抗压强度较高。本发明制备的大口径纸管胶流动性好,胶耗较传统白乳胶低,车速较传统白乳胶至少可提速0.5m/min,若每天生产8小时,产量至少可提高8587kg/天(米重为35.78kg;产量=米重*车速*时间),提高了生产效率。本发明制备的大口径纸管胶与传统白乳胶相比,纸管卷管下机水分低,减少了烘干时间,各项参数指标符合纸管下游客户要求和行业标准。
以上均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大口径纸管胶,其特征在于:包括以下重量份计的组分:去离子水72~90份、聚乙烯醇2~8份、填料12~17份、外交联剂0.1~0.4份、还原剂0.001~0.005份、pH缓冲剂0.05~0.2份、引发剂0.01~0.15份、醋酸乙烯酯9~13份、功能单体0.01~0.07份、内交联剂0.01~0.16份、增塑剂0.25~0.8份、消泡剂0.01~0.04份、防腐剂0.02~0.08份。
2.根据权利要求1所述的一种大口径纸管胶,其特征在于:包括以下重量份计的组分:去离子水73~86份、聚乙烯醇4~7份、填料13~16份、外交联剂0.2~0.3份,还原剂0.002~0.004份,pH缓冲剂0.1~0.15份,引发剂0.03~0.12份,醋酸乙烯酯10~12份,功能单体0.03~0.05份,内交联剂0.07~0.1份,增塑剂0.35~0.7份,消泡剂0.02~0.03份,防腐剂为0.03~0.07份。
3.根据权利要求1所述的一种大口径纸管胶,其特征在于:所述聚乙烯醇的规格为BF-05、BP-05、BP-24、BP-17、1799中的一种或几种,所述填料为高岭土、碳酸钙、滑石粉和膨润土中的一种或几种,所述还原剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸氢钠中的一种或几种,所述内交联剂为丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种,所述外交联剂为硼酸、硼砂、硫酸锌、氧化锌、氯化铝、硫酸铝中的一种或几种,所述功能单体为丙烯酰胺、丙烯腈、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种大口径纸管胶,其特征在于:所述增塑剂为癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二正丁酯和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丁腈中的一种或几种,所述防腐剂为甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮、苯甲酸钠、山梨酸钾和卡松中的一种或几种,所述消泡剂为磷酸三丁酯和辛醇中的一种或几种,所述pH缓冲剂为磷酸氢二钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵和乙酸钠中的一种或几种。
5.一种权利要求1-4中任意一项所述的大口径纸管胶的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
⑴、称取醋酸乙烯酯、功能单体、内交联剂,混合均匀,形成单体混合物备用;
⑵、称取聚乙烯醇、填料、去离子水、外交联剂和消泡剂加入四口圆底烧瓶中,水浴条件下加热搅拌直至完全溶解,得到混合溶液一,降温,加入质量百分数3~10%的单体混合物、还原剂和pH缓冲剂进行反应,搅拌,得到混合溶液二;
⑶、将剩余量的单体混合物和引发剂分别放入两个恒压漏斗中,缓慢滴加到混合溶液二中,得到混合溶液三;
⑷、将混合溶液三升温反应后降温至50℃以下,加入配方量的增塑剂和防腐剂,搅拌,即制得大口径纸管胶。
6.根据权利要求5所述的一种大口径纸管胶的制备方法,其特征在于:所述步骤⑵中的水浴条件下的搅拌温度为85~95℃,水浴搅拌时间为1~3h。
7.根据权利要求5所述的一种大口径纸管胶的制备方法,其特征在于:所述步骤⑵中的降温温度为70~80℃,反应时间为20~60min,反应后继续搅拌时间为0.5~1h。
8.根据权利要求5所述的一种大口径纸管胶的制备方法,其特征在于:所述步骤⑶中剩余量的单体混合物和引发剂均在3~5h内滴完。
9.根据权利要求5所述的一种大口径纸管胶的制备方法,其特征在于:所述步骤⑷中升温温度为80~95℃,反应时间为1~3h,搅拌时间为20~60min。
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