專利名稱：一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的制備及表面施膠工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紙張表面施膠領(lǐng)域，主要涉及一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的制備及其表面施膠工藝。
背景技術(shù)：
降低紙張定量可以節(jié)約森林資源，減少能源消耗和三廢處理成本，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)降低運(yùn)輸成本、貯存空間、減輕投遞作業(yè)的勞動強(qiáng)度。在紙產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，含機(jī)漿的涂布和非涂布印刷紙，包括新聞紙、低定量涂布紙、電話號薄紙、字典紙等都在向低定量化方向發(fā)展。然降低紙張的定量，會降低纖維間的結(jié)合強(qiáng)度、紙張厚度、減少紙張內(nèi)部氣固光學(xué)接觸面積，從而導(dǎo)致紙張強(qiáng)度下降，使生產(chǎn)、印刷過程中斷紙次數(shù)增多、掉毛掉粉現(xiàn)象嚴(yán)重；不透明度降低，易出現(xiàn)透印；挺度下降，印刷過程中輸紙不暢，給生產(chǎn)企業(yè)原有生產(chǎn)工藝技術(shù)提出了更高的要求。表面施膠的最初目的是在紙張表面涂一層連續(xù)的薄膜以提高紙張的抗液體滲透能力。近年來研究、應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，表面施膠不僅可以賦予紙張抗液體滲透性，還可以提高紙張的表面強(qiáng)度、耐折度、抗張強(qiáng)度、平滑度、增加挺度、改進(jìn)油墨吸收性和印刷適性、減少透氣度、兩面差以及漿內(nèi)施膠引起的污染。隨著較高檔次紙與紙板的需求增加、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的要求，表面施膠越來越重要。造紙用表面施膠劑可分為天然高分子表面施膠劑和合成聚合物表面施膠劑。天然高分子表面施膠劑主要是淀粉類(如氧化淀粉、陽離子淀粉)，其突出優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是抗水性差、增強(qiáng)作用有限、印刷過程中易出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象。因此常與其他表面施膠劑配 合使用。天然高分子表面施膠劑除淀粉外還有動物膠、CMC及海藻酸鈉。合成聚合物表面施膠劑是一種多功能性的表面施膠劑，可根據(jù)纖維的性質(zhì)與特點(diǎn)以及紙張性能要求，選擇合適的單體合成。合成聚合物表面施膠劑主要可分為3種類型①水溶性聚合物表面施膠劑(SM及SAA類)聚合物水分散液表面施膠劑(SAE類)；③聚氨酯水分散液表面施膠劑(PUD類)。其主要缺點(diǎn)是成本高，對提高挺度的應(yīng)用效果不理想。環(huán)氧樹脂含有大量苯基、環(huán)氧基和異丙基，賦予其剛性及反應(yīng)性，因而具有優(yōu)異的粘接性能、機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性能等優(yōu)點(diǎn)，在膠粘劑、涂料、增強(qiáng)材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在造紙工業(yè)中多被用于內(nèi)施膠或用作改性劑合成表面施膠劑。沈一丁等制備了一種陰離子丙烯酸酯無皂乳液，再與水性環(huán)氧樹脂交聯(lián)，形成弱交聯(lián)體系，I %漿內(nèi)添加作為挺度劑可以提高環(huán)壓強(qiáng)度15% 20%。康云飛等研究了水性環(huán)氧交聯(lián)丙烯酸系無皂乳液作為挺度劑的應(yīng)用，提高環(huán)壓強(qiáng)度20%以上。馬妤以陽離子淀粉為主體，與水性環(huán)氧樹脂和交聯(lián)劑機(jī)械共混后制備出新型瓦楞紙?jiān)鰪?qiáng)劑用于紙張內(nèi)施膠，并對其進(jìn)行應(yīng)用研究，效果良好。姜麗峰以環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯用于靜電復(fù)寫紙表面施膠，大幅提高了紙張表面強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度。本發(fā)明旨在提供以水性雙酚A型環(huán)氧樹脂為表面施膠劑的表面施膠工藝，達(dá)到提高紙張強(qiáng)度及挺度的目的。二
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在以水性雙酚A型環(huán)氧樹脂為表面施膠劑，提供一合理的表面施膠工藝，解決低定量紙的挺度低、強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，從而達(dá)到提高施膠劑的應(yīng)用效率、提高強(qiáng)度、減少污染、降低成 本的目的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種水性環(huán)氧樹脂表面施膠劑表面施膠工藝，其特征在于表面施膠劑由下列質(zhì)量百分比的原料配制而成氧化淀粉2% 6%，環(huán)氧樹脂0. 02% 0.6%，環(huán)氧樹脂固化劑
0.01 I. 04%,蒸懼水 90% 98%。表面施膠量 0. 5g/m2 I. 5g/m2。本發(fā)明具體包括以下步驟(I)氧化淀粉的糊化向四口燒瓶中加入準(zhǔn)確稱量的氧化淀粉和蒸餾水并攪拌均勻。用水浴鍋加熱糊化，配成淀粉質(zhì)量濃度2% 6%的糊化液，50°C左右保溫待用。(2)環(huán)氧樹脂體系配制將環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂固化劑按照一定質(zhì)量比混合均勻。(3)表面施膠劑配制將(I)中氧化淀粉糊化液與(2)中環(huán)氧樹脂體系按質(zhì)量比(9 19) I混合均勻，并配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 6%的表面施膠液。(4)表面施膠用表面施膠計(jì)量棒將(3)中施膠液均勻涂在紙頁表面，然后將紙張放入烘箱中干燥，之后將施膠表面緊貼相片烘干機(jī)光板表面烘lmin。上述所用淀粉為玉米氧化淀粉，環(huán)氧樹脂為粒徑小于0. 2 y m的水乳性雙酚A型環(huán)氧樹脂，固化劑為粒徑小于0. 2 y m的水乳性多乙烯多胺環(huán)氧加成物。上述糊化淀粉、配制施膠液的水為蒸餾水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明選用水性雙酚A環(huán)氧樹脂為表面施膠劑，通過上述表面施膠工藝對紙張表面施膠。本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(I)用本發(fā)明配制的表面施膠劑與施膠工藝對紙張施膠后，大幅提高紙張的抗張指數(shù)、挺度與拉毛速度。(2)提高了施膠劑的應(yīng)用效率。(3)減輕了污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)例II、水性環(huán)氧樹脂表面施膠劑配比與施膠量氧化淀粉4. 0%，環(huán)氧樹脂0. 30%，環(huán)氧樹脂固化劑0. 27%，蒸餾水95. 4%。表面施膠量I. 5g/m2。2、紙張表面施膠(I)氧化淀粉的糊化準(zhǔn)確稱取4. Og氧化淀粉，96g水加入四中燒瓶中，并攪拌均勻。用水浴鍋以3°C /min自室溫加熱至90°C，保溫15min后降溫至50°C左右待用。(2)配制水性環(huán)氧樹脂體系準(zhǔn)確稱量2. Og水性環(huán)氧樹脂和I. 8g環(huán)氧樹脂固化劑混合攪拌均勻。
(3)表面施膠劑配制稱取糊化好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的氧化淀粉25. 0g，環(huán)氧樹脂體系0. 238g于燒杯內(nèi)并攪拌均勻,用于表面施膠。(4)表面施膠將原紙平鋪在水平玻璃板上，一端固定，用表面施膠計(jì)量棒將一定量施膠液均勻涂在紙頁表面(此時(shí)保證施膠液溫度40°C 50°C )。然后將紙張放入烘箱中干燥15min,之后將施膠表面緊貼相片烘干機(jī)光板表面烘lmin。實(shí)例2I、水性環(huán)氧樹脂表面施膠劑配比與施膠量氧化淀粉6. 0%，環(huán)氧樹脂0. 45%，環(huán)氧樹脂固化劑0. 41 %，蒸餾水93. I %。表面施膠量I. Og/m2。2、紙張表面施膠 (I)氧化淀粉的糊化準(zhǔn)確稱取6. Og氧化淀粉，94g水加入四中燒瓶中，并攪拌均勻。用水浴鍋以3°C /min自室溫加熱至90°C，保溫15min后降溫至50°C左右待用。(2)配制水性環(huán)氧樹脂體系準(zhǔn)確稱量2. Og水性環(huán)氧樹脂和I. 8g環(huán)氧樹脂固化劑混合攪拌均勻。(3)表面施膠劑配制稱取糊化好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)6. 0%的氧化淀粉16. 67g，環(huán)氧樹脂體系0. 238g于燒杯內(nèi)并攪拌均勻，用于表面施膠。(4)表面施膠將原紙平鋪在水平玻璃板上，一端固定，用表面施膠計(jì)量棒將一定量施膠液均勻涂在紙頁表面(此時(shí)保證施膠液溫度40°C 50°C )。然后將紙張放入烘箱中干燥15min,之后將施膠表面緊貼相片烘干機(jī)光板表面烘lmin。實(shí)例3I、水性環(huán)氧樹脂表面施膠劑配比與施膠量氧化淀粉4. 0%，環(huán)氧樹脂0. 44%，環(huán)氧樹脂固化劑0. 40%，蒸餾水95. 2%。表面施膠量I. 5g/m2。2、紙張表面施膠(I)氧化淀粉的糊化準(zhǔn)確稱取6. Og氧化淀粉，94g水加入四中燒瓶中，并攪拌均勻。用水浴鍋以3°C /min自室溫加熱至90°C，保溫15min后降溫至50°C左右待用。(2)配制水性環(huán)氧樹脂體系準(zhǔn)確稱量2. Og環(huán)氧樹脂和I. Sg水性環(huán)氧樹脂固化劑混合攪拌均勻。(3)表面施膠劑配制稱取糊化好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)4. 0%的氧化淀粉25. 0g，環(huán)氧樹脂體系0. 352g于燒杯內(nèi)并攪拌均勻,用于表面施膠。(4)表面施膠將原紙平鋪在水平玻璃板上，一端固定，用表面施膠計(jì)量棒將一定量施膠液均勻涂在紙頁表面(此時(shí)保證施膠液溫度40°C 50°C)。.然后將紙張放入烘箱中干燥15min,之后將施膠表面緊貼相片烘干機(jī)光板表面烘lmin。對施膠后紙張的紙性檢測結(jié)果如下橫向抗張指數(shù)提高20% 25%，縱向抗張指數(shù)提高20% 25%，縱向挺度提高150% 180%，拉毛速度提高6 7倍。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所提供的一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的制備及施膠工藝，包括以下步驟 (1)氧化淀粉的糊化向四口燒瓶中加入準(zhǔn)確稱量的氧化淀粉和蒸餾水并攪拌均勻。用水浴鍋加熱至90°C，保溫15min后冷卻至50°C左右待用。
(2)環(huán)氧樹脂體系配制將環(huán)氧樹脂與固化劑以一定比例混合均勻。
(3)表面施膠劑配制將糊化均勻的氧化淀粉糊化液與(2)中的環(huán)氧樹脂體系以一定比例混合均勻，配制成一定濃度表面施膠液。
(4)表面施膠將原紙平鋪在水平玻璃板上，一端固定，用表面施膠計(jì)量棒將一定量施膠液均勻涂在頁表面，然后將紙張放入烘箱中于干燥15min，之后將施膠表面緊貼相片烘干機(jī)光板表面烘Imin。
2.根據(jù)權(quán)利要求I一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的施膠工藝，其特征選用粒徑小于0. 2um的水乳性雙酚A型環(huán)氧樹脂為表面施膠劑原料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的施膠工藝，其特征環(huán)氧樹脂與固化劑質(zhì)量比為I : (0.5 1.3)范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的施膠工藝，其特征此表面施膠劑中氧化淀粉與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比在(9 19) I范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的施膠工藝，其特征施膠時(shí)表面施膠液的溫度控制在40°C 50°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂表面施膠劑的制備及表面施膠工藝。雙酚A型環(huán)氧樹脂含有大量苯基、環(huán)氧基和異丙基，賦予其剛性及反應(yīng)性。本發(fā)明環(huán)氧樹脂表面施膠劑以水性雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、氧化淀粉按一定質(zhì)量比配制成；其工藝步驟包括氧化淀粉的糊化、環(huán)氧樹脂體系的配制、表面施膠液的配制以及紙張的表面施膠。采用本發(fā)明配制的環(huán)氧樹脂表面施膠劑對紙張進(jìn)行表面施膠，可以提高紙張抗張指數(shù)、表面強(qiáng)度及挺度，解決紙張掉毛掉粉現(xiàn)象。
文檔編號D21H21/16GK102733261SQ201110086488
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者萬麗, 戴紅旗, 李媛媛, 皮成忠, 邢潔芳 申請人:南京林業(yè)大學(xué)