專利名稱：一種表面施膠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種造紙用合成聚合物表面施膠劑。
技術(shù)背景造紙用施膠劑是指為了提高紙和紙板表面強度及防止水質(zhì)液體(如書寫墨 水)的擴散和滲透而添加的化學(xué)助劑。它是一種用量較大，應(yīng)用面較廣的重要 造紙用化學(xué)品。根據(jù)其在造紙過程中添加方式的不同，造紙用施膠劑可分為兩大類(1) 在紙頁成形前將施膠劑添加于紙漿內(nèi)的稱為漿內(nèi)施膠劑；(2)在紙頁成形后涂 飾于紙板表面的稱為表面施膠劑。由于漿內(nèi)施膠劑容易受生產(chǎn)條件(如水質(zhì)、pH值、溫度和泵送時切變速率 等因素)的影響；同時隨著印刷技術(shù)的改進、高速印刷和高粘度油墨的應(yīng)用， 對紙張表面強度提出了更高要求，單靠漿內(nèi)施膠難以達到，必須對紙張進行表 面施膠以達到使用要求。目前我國造紙行業(yè)所采用的表面施膠劑主要有淀粉及改性淀粉、PVA (聚 乙烯醇)、CMC (羧甲基纖維素)等。淀粉類成本較低，但其粘結(jié)能力較差，在 印刷時容易掉毛掉粉、造成糊版現(xiàn)象；且成紙后的光澤度較低；CMC薄膜強度 大、抗油性好，但粘度過高，抗水性也較差。PVA是目前造紙行業(yè)最常用的表面施膠劑，它是一種非常重要的水溶性高 分子。PVA分子由疏水性主鏈和親水性側(cè)鏈組成，因而具有一定的表面活性， 由于能夠形成致密膜而具有極好的表面強度，尤其是聚合度高的PVA，如1799、 2099等；目前在鈔票紙中應(yīng)用的PVA為1099，即聚合度為1000，醇溶解度為 99%，其水溶液黏度較大，分子間通過氫鍵結(jié)合形成PVA致密膜，鍵合反應(yīng)式 如下- 但PVA用作表面施膠劑、尤其是用作鈔票紙表面施膠劑具有以下缺點(1) 、鈔票紙表面層中的PVA致密膜，影響油墨分子(粒子)與紙纖維的 牢固結(jié)合，最終導(dǎo)致某物化等級(即紙張與油墨的結(jié)合能力)急劇降低；(2) 、 PVA分子具有一定的表面活性，易于在水溶液表面吸附；隨著表面 層水分的揮發(fā)和氫鍵結(jié)合點的增多，PVA分子在施膠槽表面形成聚合物膜，即 結(jié)皮現(xiàn)象；(3) 、 PVA水溶液的黏度較大，在壓軋輥上殘留大量的施膠液，進而在施 膠輥上結(jié)膜，難于清洗；(4) 、由硬性氫鍵形成的PVA膜，其脆性較大，最終導(dǎo)致紙張耐折度不高；(5) 、對提高紙張濕強度幾乎沒有作用。 除上述常用的表面施膠劑外，國外市場上常見的表面施膠劑還有苯乙烯-馬來酸酐聚合物(SMA)、苯乙烯-丙烯酸聚合物(SAA)、苯乙烯-丙烯酸酯聚合 物膠乳(SAE)、水溶性聚氨酯(PUD)等聚合物表面施膠劑。但上述聚合物表 面施膠劑在制備過程中均使用大量的溶劑或乳化劑，對環(huán)境及應(yīng)用效果等產(chǎn)生 不利影響；而且這些聚合物表面施膠劑在使用時一般要與表面施膠淀粉(陰離 子或非離子型)一起使用，操作麻煩。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種新型的造紙用合成聚合物表面施膠劑，以提高紙 張的表面施膠性能，提高油墨粒子與表面施膠劑及紙纖維的結(jié)合牢度。 本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述表面施膠劑的制備方法。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是<formula>formula see original document page 6</formula>
一種表面施膠劑，它是具有下述通式I的聚合物的無皂乳液:<formula>formula see original document page 7</formula>通式I其中，R選自碳原子數(shù)為1 18的飽和脂肪醇基團；X選自Na+、 K+、 NH4+ 等中的任意一種；n為10 誦。R優(yōu)選自碳原子數(shù)為4 18的飽和脂肪醇基團；X優(yōu)選為Na+。 本發(fā)明表面施膠劑，即上述具有通式I的聚合物的無皂乳液可以通過下述 方法制得該方法以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺和順丁 烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑(如過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽)、 交聯(lián)劑(如乙二醛、戊二醛、甲醛等)作用下，通過無皂乳液聚合而制得所述 的聚合物表面施膠劑。該制備方法主要包括下述步驟(1 )、聚乙烯醇溶液的制備:在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量90 95'C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為90 95:5 10，在 攪拌下保溫l 1.5h，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二酸酐，在攪拌下用堿液將體系的pH值調(diào)整至7. 5 9. 5;(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，引發(fā)劑用水 溶解成質(zhì)量百分比濃度為1 60%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至60°C 士5。C左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的三分 之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量的二 分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到8(TC士5'C時，同時滴加剩余的苯乙烯和丙 烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，1.5小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約3 5小時，加入 交聯(lián)劑再反應(yīng)約0. 5 1. 5小時后，冷卻至4(TC士5"C左右出料即可。上述(2)步中用于中和順丁烯二酸酐的堿液可選自氫氧化鈉(NaOH)、氫 氧化鉀(K0H)、氨水(NH3'H20)等中的任意一種；進一步優(yōu)選為NaOH。
上述(3)步中所用的引發(fā)劑可選自過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽中的 任意一種；進一步優(yōu)選為過硫酸鉀。上述(3)步中所用的交聯(lián)劑可選自乙二醛、戊二醛、甲醛等中的任意一 種；進一步優(yōu)選為乙二醛。上述制備方法中，分散劑、單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑等的重量份配比優(yōu)選為分散劑(聚乙烯醇)40 60份；單體苯乙烯5 20份，丙烯酸酯10 25份，丙烯酰胺5 15份，順丁烯二酸酐1 15份； 引發(fā)劑1 8份； 交聯(lián)劑1 30份。上述分散劑、單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑等的重量份配比進一步優(yōu)選為 分散劑(聚乙烯醇)45 55份； 單體苯乙烯9 15份，丙烯酸酯15 21份，丙烯酰胺8 12份，順丁烯二酸酐6 10份； 引發(fā)劑1 3份； 交聯(lián)劑10 20份。上述制備方法中無皂乳液聚合的機理主要包括下述兩個反應(yīng)①具有下述通式V的順丁烯二酸酐與堿發(fā)生中和反應(yīng)，堿中和反應(yīng)的產(chǎn)物具有下述通式VI，該產(chǎn)物作為下一步自由基共聚合反應(yīng)的單體之一；<formula>formula see original document page 8</formula> 通式V <formula>formula see original document page 8</formula> 通式VI參與上述堿中和反應(yīng)的堿可選自NaOH、 KOH、MU)H等中的任意一種；因而， 通式VI中的X可選自Na+、 K+、 NH/等。②堿中和反應(yīng)的產(chǎn)物與另三種單體(具有下述通式n的苯乙烯、具有下述 通式m的丙烯酸酯、具有下述通式iv的丙烯酰胺)在引發(fā)劑存在下發(fā)生自由基 共聚合反應(yīng)；CH2:CH2=CH C〇 ORCH2=CH CO lW2通式n 通式m 通式iv其中，通式III中的R選自碳原子數(shù)為1 18的飽和脂肪醇基團:自由基共聚合反應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 9</formula>其中，R選自碳原子數(shù)為1 18的飽和脂肪醇基團；X選自Na+、 K+、 NH4+等。上述整個制備方法中聚合工藝的溫度不超過95。C，蒸氣或電加熱均可；聚 合用水為普通自來水，生產(chǎn)周期約7小時，該生產(chǎn)工藝非常適合工業(yè)化操作。在上述表面施膠劑的制備過程中，PVA作用機理如圖l所示，在高速攪拌 下，PVA形成微球存在于聚合體系中，部分先聚合單體可依附于此微球，形成 活性"種子"，未形成微球的PVA可再在這些活性"種子"表面形成具有一定 強度的界面膜，當(dāng)界面膜強度足夠大時，聚合反應(yīng)則完全在此界面膜所包裹的 這一固定空間進行。由于PVA能夠賦予紙張良好的表面強度，故在本發(fā)明表面施膠劑產(chǎn)品中仍
保留了一部分PVA，該部分PVA主要有兩個方面的作用(1)作為聚合反應(yīng)的 分散劑和穩(wěn)定劑；(2)滿足紙張對表面強度的要求。在本發(fā)明表面施膠劑產(chǎn)品中，具有通式I的聚合物的主要作用是調(diào)節(jié)聚合 物膜(產(chǎn)品干燥后的物質(zhì))的軟硬程度，即玻璃化溫度。而且，在本發(fā)明表面施膠劑的高分子鏈中，還存在大量的高反應(yīng)性的活性 點。正是這些活性點的作用，該產(chǎn)品才具有希望得到的某些特定功能，即提高 紙張與油墨的結(jié)合能力等。這些活性點的引入主要通過作為分散劑的聚乙烯醇(PVA)上的羥基引入， PVA上的羥基可與交聯(lián)劑乙二醛(0HC-CH0)等發(fā)生如下式所述的或與此類似的 交聯(lián)反應(yīng)<formula>formula see original document page 10</formula>本發(fā)明表面施膠劑提高紙張與油墨結(jié)合能力的作用機理示意圖見圖2。施 膠劑分子中的活性點可分別與紙纖維和油墨分子(粒子)結(jié)合成鍵，達到提高 紙張與油墨結(jié)合能力的目的。分子間的鍵合方式主要是共價鍵、離子鍵、配位 鍵等，其中離子鍵和配位鍵會隨著介質(zhì)的改變而減弱或消失，只有共價鍵在常 規(guī)介質(zhì)中具有永久性的、高的結(jié)合強度。而本發(fā)明表面施膠劑是具有多個活性 點的高分子，每個活性點都能夠與紙纖維或油墨分子(粒子)形成共價鍵；即 施膠劑分子中的部分活性點與紙纖維結(jié)合，而另外一部分活性點與油墨層結(jié) 合，最終形成牢固的結(jié)合，從而大幅度地提高紙張與油墨的結(jié)合能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明表面施膠劑為新型的聚合物表面施膠劑，它具有下述主要特點 首先，在本發(fā)明表面施膠劑的高分子鏈中，存在大量的高反應(yīng)性的活性點;
這些活性點可分別與紙纖維或油墨分子(粒子)結(jié)合成牢固的共價鍵，從而大 幅度地提高紙張與油墨的結(jié)合能力。其次，由于本發(fā)明表面施膠劑產(chǎn)品中保留了一部分PVA，因而既保留了PVA 本身成膜好的特點，能夠賦予紙張所必須的表面強度和基本的物化性能，同時 又由于能夠在PVA和丙烯酸酯共聚物中形成輕度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使形成的紙 張表面施膠層具有更好的表面強度和耐折性能。再次，本發(fā)明表面施膠劑產(chǎn)品中具有通式I的聚合物可調(diào)節(jié)聚合物膜的玻 璃化溫度，以滿足產(chǎn)品性能的需要。此外，與傳統(tǒng)的PVA施膠劑相比，本發(fā)明表面施膠劑在提高紙張與油墨結(jié) 合牢度、提高紙張表面強度等要求的前提下，還具有以下優(yōu)點(1) 結(jié)皮很少本發(fā)明施膠劑具有更好的表面活性，對PVA具有更好的乳化和分散性能，這樣PVA無法吸附在施膠液表面；同時，存在于本發(fā)明施膠劑分子之間的氫鍵量很少，所吸附的本發(fā)明施膠劑在有限的時間內(nèi)無法形成聚 合物膜，故結(jié)皮很少。(2) 利于清洗PVA分子具有大量的羥基，在水介質(zhì)中分子鏈以伸展?fàn)顟B(tài) 存在，形成大量氫鍵，致使體系黏度很大；而本發(fā)明施膠劑分子鏈上的羥基很 少，在水溶液中以巻曲的狀態(tài)存在，故其黏度很小，在壓軋輥上殘留的很少， 且在有限的時間內(nèi)不會形成聚合物膜，這對設(shè)備的順利清洗極其有利。(3) 耐折度增加本發(fā)明施膠劑為聚合物表面施膠劑，共聚物能夠明顯降低產(chǎn)品的玻璃化溫度，即產(chǎn)品脆性下降，柔韌性增加，最終能夠增加紙張的 耐折度。(4) 提高濕強度本發(fā)明施膠劑具有多種功能，既能滿足紙張的各項性能指標(biāo)，還能與濕強劑產(chǎn)生良好的協(xié)同作用。PVA的使用條件一般為弱酸性或中性，對于在堿性條件下熟化的濕強劑沒有促進作用；而本發(fā)明施膠劑的使用 條件為弱堿性，對目前所使用的濕強劑的熟化具有催化作用，故能夠提高紙張 的濕強度。


圖1是本發(fā)明表面施膠劑在制備過程中的PVA作用機理示意圖。圖2是本發(fā)明表面施膠劑提高紙張與油墨結(jié)合能力的作用機理示意圖。圖2中，l是紙纖維層，2是施膠劑分子層，3是油墨層。具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式

對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。 實施例1本實施例為具有通式I的聚合物的無皂乳液表面施膠劑，其中R為-CH2(CH2)6CH20H， X為Na+， n為10 1000。本實施例表面施膠劑是以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰 胺和順丁烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑過硫酸鉀、交聯(lián)劑乙二醛作 用下，通過無皂乳液聚合而得的聚合物表面施膠劑；其中，分散劑、單體、引 發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑(聚乙烯醇)50份； 單體苯乙烯12份，丙烯酸酯18份，丙烯酰胺10份，順丁烯二酸酐8份； 引發(fā)劑(過硫酸鉀)2份； 交聯(lián)劑(乙二醛)15份。 其制備方法主要包括下述步驟(1) 、聚乙烯醇溶液的制備在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量95。C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為90:10，在攪拌下保溫1.5h，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二
酸酐，在攪拌下用NaOH溶液將體系的pH值調(diào)整至8左右；(3)、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，將引發(fā)劑(過 硫酸鉀)用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為40%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至6(TC左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的 三分之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量 的二分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到8(TC左右時，同時滴加剩余的苯乙烯和 丙烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，約l小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約4小時，加入 交聯(lián)劑(乙二醛)，再反應(yīng)約1小時后冷卻至4(TC左右出料即可。 實施例2本實施例為具有通式I的聚合物的無皂乳液表面施膠劑，其中R為-CH2(CH2) 16CH20H， X為K+， n為10 1000。本實施例表面施膠劑是以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰 胺和順丁烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑過硫酸銨、交聯(lián)劑乙二醛作 用下，通過無皂乳液聚合而得的聚合物表面施膠劑；其中，分散劑、單體、引 發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑(聚乙烯醇)40份； 單體苯乙烯20份，丙烯酸酯15份， 丙烯酰胺12份， 順丁烯二酸酐l份； 引發(fā)劑(過硫酸銨)8份； 交聯(lián)劑(乙二醛)10份。 其制備方法主要包括下述步驟 (1)、聚乙烯醇溶液的制備在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量90'C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為95:5，在攪拌下保溫lh，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二酸酐，在攪拌下用KOH溶液將體系的pH值調(diào)整至7. 5左右；(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，將引發(fā)劑(過硫酸銨)用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為10%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿 中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至65。C左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的 三分之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量 的二分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到75。C左右時，同時滴加剩余的苯乙烯和 丙烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，約1.5小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約3小時，加 入交聯(lián)劑(乙二醛)，再反應(yīng)約1.5小時后冷卻至45。C左右出料即可。 實施例3本實施例為具有通式I的聚合物的無皂乳液表面施膠劑，其中R為-CH2(CH2)2CH20H， X為NH4+， n為10 1000。本實施例表面施膠劑是以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰 胺和順丁烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑過硫酸銨、交聯(lián)劑戊二醛作 用下，通過無皂乳液聚合而得的聚合物表面施膠劑；其中，分散劑、單體、引 發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑(聚乙烯醇)60份； 單體苯乙烯9份，丙烯酸酯21份， 丙烯酰胺5份， 順丁烯二酸酐15份； 引發(fā)劑(過硫酸銨)l份； 交聯(lián)劑(戊二醛)20份。 其制備方法主要包括下述步驟 (1)、聚乙烯醇溶液的制備在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量92。C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為92:8，在攪拌下保溫
1.5h，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二 酸酐，在攪拌下用氨水將體系的PH值調(diào)整至8.5左右；(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，將引發(fā)劑(過硫酸銨)用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為60%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿 中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至55"C左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的 三分之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量 的二分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到85。C左右時，同時滴加剩余的苯乙烯和 丙烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，約l小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約3小時，加入 交聯(lián)劑(戊二醛)，再反應(yīng)約0.5小時后冷卻至35'C左右出料即可。 實施例4本實施例為具有通式I的聚合物的無皂乳液表面施膠劑，其中R為—CH2(CH2) 10CH20H， X為Na+， n為10 1000。本實施例表面施膠劑是以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰 胺和順丁烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑過硫酸鈉、交聯(lián)劑乙二醛作 用下，通過無皂乳液聚合而得的聚合物表面施膠劑；其中，分散劑、單體、引 發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑(聚乙烯醇)45份； 單體苯乙烯15份，丙烯酸酯10份， 丙烯酰胺15份， 順丁烯二酸酐6份； 引發(fā)劑(過硫酸鈉)3份； 交聯(lián)劑(乙二醛)l份。 其制備方法主要包括下述步驟 (1)、聚乙烯醇溶液的制備在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量93
。C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為91:9，在攪拌下保溫 lh，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二酸酐，在攪拌下用NaOH溶液將體系的pH值調(diào)整至9. 5左右；(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，將引發(fā)劑(過硫酸鈉)用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為25%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿 中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至58。C左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的 三分之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量 的二分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到78。C左右時，同時滴加剩余的苯乙烯和 丙烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，約l小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約4小時，加入 交聯(lián)劑(乙二醛)，再反應(yīng)約l小時后冷卻至42t:左右出料即可。 實施例5本實施例為具有通式I的聚合物的無皂乳液表面施膠劑，其中R為為-CH肌X為Na+， n為10 1000。本實施例表面施膠劑是以聚乙烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰 胺和順丁烯二酸酐四種單體為主要原料，在引發(fā)劑過硫酸鉀、交聯(lián)劑甲醛作用 下，通過無皂乳液聚合而得的聚合物表面施膠劑；其中，分散劑、單體、引發(fā) 劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑(聚乙烯醇)5份； 單體苯乙烯5份，丙烯酸酯25份， 丙烯酰胺8份， 順丁烯二酸酐10份； 引發(fā)劑(過硫酸鉀)l份； 交聯(lián)劑(甲醛):30份。 其制備方法主要包括下述步驟(1) 、聚乙烯醇溶液的制備在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量95t:的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為94:6，在攪拌下保溫1.5h，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二酸酐，在攪拌下用Na0H溶液將體系的pH值調(diào)整至9左右；(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，將引發(fā)劑(過硫酸鉀)用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為1%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿中和后，把反應(yīng)釜溫度冷卻至6(TC左右，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的三 分之一、丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量的 二分之一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到82。C左右時，同時滴加剩余的苯乙烯和丙 烯酸酯混合液及引發(fā)劑水溶液，約l小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)約4.5小時，加入 交聯(lián)劑(甲醛)，再反應(yīng)約1小時后冷卻至40。C左右出料即可。
權(quán)利要求
1.一種表面施膠劑，它是具有下述通式I的聚合物的無皂乳液通式I其中，R選自碳原子數(shù)為1～18的飽和脂肪醇基團；X選自Na+、K+、NH4+；n為10～1000。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面施膠劑，其特征在于所述的通式I中的R選 自碳原子數(shù)為4 18的飽和脂肪醇基團；X為Na+。
3. —種權(quán)利要求1或2所述的表面施膠劑的制備方法，該制備方法是以聚乙 烯醇為分散劑，苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺和順丁烯二酸酐四種單體為 主要原料，在引發(fā)劑、交聯(lián)劑的作用下，通過無皂乳液聚合而制得所述的 聚合物表面施膠劑，主要包括下述步驟(1) 、聚乙烯醇溶液的制備:在安裝有冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入適量90 95。C的熱水和固體聚乙烯醇，熱水和聚乙烯醇的重量比例為90 95:5 10，在 攪拌下保溫l 1.5h，直至聚乙烯醇完全溶解；(2) 、順丁烯二酸酐的堿中和在聚乙烯醇溶液中加入計算量的順丁烯二酸酐，在攪拌下用堿液將體系的pH值調(diào)整至7. 5 9. 5;(3) 、聚合單體的共聚把苯乙烯和丙烯酸酯混合均勻備用，引發(fā)劑用水溶解成質(zhì)量百分比濃度為1 60%的溶液備用；當(dāng)順丁烯二酸酐的堿中和后，把 反應(yīng)釜溫度冷卻至60°C ±5°C ，將苯乙烯和丙烯酸酯混合液總質(zhì)量的三分之一、 丙烯酰胺加入到反應(yīng)釜中攪拌均勻；然后加入引發(fā)劑水溶液總質(zhì)量的二分之 一，并繼續(xù)升溫；當(dāng)溫度升到8(rC士5。C時，同時滴加剩余的苯乙烯和丙烯酸 酯混合液及引發(fā)劑水溶液，L5小時內(nèi)加完；繼續(xù)反應(yīng)3 5小時，加入交聯(lián)劑 再反應(yīng)0. 5 1. 5小時后，冷卻至4(TC士5i:出料即可。通式I
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的(2)步中用于中和順丁烯二酸酐的堿液選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的任意一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的堿液為氫氧化鈉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā) 劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā) 劑為過硫酸鉀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián) 劑選自乙二醛、戊二醛、甲醛中的任意一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面施膠劑，其特征在于:所述的交聯(lián)劑為乙二醛。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的分散 齊U、單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為分散劑40 60份； 單體苯乙烯5 20份，丙烯酸酯10 25份，丙烯酰胺5 15份，順丁烯二酸酐1 15份； 引發(fā)劑1 8份； 交聯(lián)劑1 30份。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的分 散劑、單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑的重量配比為-分散劑45 55份;單體苯乙烯9 15份，丙烯酸酯15 21份， 丙烯酰胺8 12份， 順丁烯二酸酐6 10份;引發(fā)劑1 3份；交聯(lián)劑1Q 20份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面施膠劑，它是具有下述通式I的聚合物的無皂乳液(通式I)其中，R選自碳原子數(shù)為1～18的飽和脂肪醇基團；X選自Na⁺、K⁺、NH₄⁺等中的任意一種；n為10～1000。該施膠劑是一種新型的造紙用合成聚合物表面施膠劑，可大大提高紙張的表面施膠性能，提高紙張與油墨結(jié)合牢度、提高紙張表面強度等；此外，它還具有在使用過程中結(jié)皮很少、利于清洗、制得的產(chǎn)品耐折度增加、濕強度高等優(yōu)點。本發(fā)明還公開了一種上述施膠劑的制備方法。
文檔編號D21H21/14GK101161931SQ2007100505
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者李剛輝, 沈一丁, 田德卿, 費貴強, 趙錦良, 陳玉群 申請人:中國印鈔造幣總公司