專利名稱：一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面施膠劑的制備領域，特別涉及一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑及其制備方法。
背景技術：
我國森林資源貧乏，造紙原料以麥草和廢紙為主，麥草和廢紙的纖維短，強度差， 雜細胞多，紙張質量受到很大影響，隨著印刷技術和裝備的不斷發(fā)展，印刷行業(yè)對紙張的表面強度、平滑度、印刷適性及吸墨性能等要求越來越高，而現(xiàn)在使用的紙張因添加更多的填料造成了紙頁表面強度和平滑度下降，以致印刷過程中出現(xiàn)掉粉掉毛現(xiàn)象。紙張的表面強度直接關聯(lián)到紙機的車速、紙張的應用性能、紙張的保存年限。在造紙這樣的高投入行業(yè)內(nèi)，車速就是造紙廠的生命。提高紙張的表面強度，減少紙張的掉毛掉粉現(xiàn)象，提高紙張的質量檔次，以適應當前印刷業(yè)高速印刷的需要，是我們造紙行業(yè)多年來十分關注并急需解決的問題。表面施膠能明顯改善紙張表面性能，如表面強度、抗水性、兩面差、平滑度及印刷適性等，同時也為紙廠帶來眾多好處，環(huán)保問題及紙機濕端的清潔需要，將部分化學品由濕端轉移到表面添加，從而使紙機系統(tǒng)愈加清潔，這對于大型紙機的生產(chǎn)過程控制及成本節(jié)約尤為重要。又由于表面施膠中化學品的留著接近100%，化學品表面添加可降低紙機白水的C0D，有利于白水的封閉循環(huán)。紙張表面施膠工藝的發(fā)展，也促使許多化學品公司研發(fā)生產(chǎn)能適合紙張表面施膠用的化學品。苯乙烯和丙烯酸系單體的共聚物乳液稱為苯丙乳液， 具有污染小、無毒無味、適用性和通用性強、應用簡便快捷和粘接強度高等優(yōu)點，其性價比是當今所有乳液中最高的，苯丙乳液型表面施膠劑是目前發(fā)展最迅速的一類。由于一般乳液聚合需要使用傳統(tǒng)乳化劑，傳統(tǒng)小分子乳化劑在給乳液聚合物帶來優(yōu)良性能的同時也存在以下問題(1)乳液穩(wěn)定性差，乳化劑通過物理吸附富集在粒子表面，受到高剪切力、高低溫影響時乳化劑層容易破壞，導致凝膠；(2)成膜過程中，水相中殘存的乳化劑分子會阻礙乳膠粒子聚集，從而降低成膜速度，初始粘力低；(3)聚合產(chǎn)物中殘留的乳化劑會影響膠膜的耐水性、耐化學腐蝕性，膠膜中易于出現(xiàn)針孔，物理機械性能和光學性能下降。另外，膠膜中的乳化劑分子易于向表面遷移，在膜表面形成非化學鍵合的乳化劑層，遇水或受潮會吸水溶脹，造成“起霜”和“泛白”。由于紙張纖維帶負電荷，多次使用的廢紙中存在很多陰離子垃圾，這樣紙張和帶負電荷或者陰離子含量高的聚合物結合不緊密。近年來，提高和完善苯丙乳液應用性能的研究日趨活躍，研究人員曾經(jīng)采用高分子溶液或者乳液作為苯丙乳液的乳化分散劑消除了傳統(tǒng)乳化劑的部分不足，但其存在乳化性能較差，乳液粘度較大和穩(wěn)定性差的缺點。進一步提高苯丙乳液的穩(wěn)定性、強度性能和抗水性能，開發(fā)和生產(chǎn)印刷性能好和強度性能高的文化紙是我國造紙科研工作者一直努力研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種反應型乳化劑核殼表
6面施膠劑及其制備方法，所得的反應型乳化劑核殼表面施膠劑能提高文化紙的抗水性能、 表面強度和挺度，并且能改善文化紙的印刷性能。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為 一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑，分子結構為
權利要求
1. 一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑，其特征在于分子結構為
2.一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于先由聚乙二醇、十二醇和順丁烯二酸酐反應得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸輕乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過核殼共聚反應制備反應型乳化劑核殼表面施膠劑，具體包括以下步驟第一步，將過硫酸銨、亞硫酸氫鈉和去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液， 第二步，將聚乙二醇-1000和順丁烯二酸酐加入第一反應器中在80-85 °C時反應 1. 0-2. 0小時，再加入十二醇于85-90°C保溫反應2. 0-3. 0小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入去離子水，升溫至50-55°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為184 9 46，加料時間為 1. 0-2. 0 小時，第四步，將反應物升溫至60-65°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酸丁酯和丙烯酸輕乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為 7 8，加料時間為0.5-1.0小時，第五步，將反應物升溫至70-75°C，分別滴加引發(fā)劑水溶液和由丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.5-1.0小時，第六步，加料完畢后將反應物于80-85°C保溫反應1. 0-2. 0小時， 第七步，將反應物降溫至25-30°C，用100-200目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在80°C時反應1. 0小時，再加入1. 86克十二醇于85°C保溫反應2. 0小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至50°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為1. 0小時，第四步，將反應物升溫至60°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為0.5小時，第五步，將反應物升溫至70°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.5小時，第六步，加料完畢后將反應物于80°C保溫反應1. 0小時，第七步，將反應物降溫至25°C，用100目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在81°C時反應1. 2小時，再加入1. 86克十二醇于86°C保溫反應2. 2小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至51°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為1. 2小時，第四步，將反應物升溫至ere，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為0.6小時，第五步，將反應物升溫至71°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.6小時，第六步，加料完畢后將反應物于8rC保溫反應1. 2小時，第七步，將反應物降溫至^°C，用120目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在82°C時反應1. 4小時，再加入1. 86克十二醇于87°C保溫反應2. 4小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至52°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為1. 4小時，第四步，將反應物升溫至62°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為0.7小時，第五步，將反應物升溫至72°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.7小時，第六步，加料完畢后將反應物于82°C保溫反應1. 4小時，第七步，將反應物降溫至27°C，用140目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在83°C時反應1. 6小時，再加入1. 86克十二醇于88°C保溫反應2. 6小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至53°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為1. 6小時，第四步，將反應物升溫至63V，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為0.8小時，第五步，將反應物升溫至73°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.8小時，第六步，加料完畢后將反應物于83°C保溫反應1. 6小時，第七步，將反應物降溫至^°C，用160目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在84°C時反應1. 8小時，再加入1. 86克十二醇于89°C保溫反應2. 8小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇 -1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為1. 8小時，第四步，將反應物升溫至64°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為0.9小時，第五步，將反應物升溫至74°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為0.9小時，第六步，加料完畢后將反應物于84°C保溫反應1. 8小時，第七步，將反應物降溫至^°C，用180目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟第一步，將2克過硫酸銨、1克亞硫酸氫鈉和20克去離子水以質量比2 1 20制成引發(fā)劑水溶液，第二步，將10克聚乙二醇-1000和0. 98克順丁烯二酸酐加入第一反應器中在85°C時反應2. 0小時，再加入1. 86克十二醇于90°C保溫反應3. 0小時，得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，聚乙二醇-1000、順丁烯二酸酐和十二醇的質量比為10 0.98 1.86，第三步，在第二反應器中加入184克去離子水，升溫至55°C，分別滴加9克引發(fā)劑水溶液和由30克順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、7克苯乙烯和9克甲基丙烯酸甲酯以質量比30 7 9制成的第一混合單體，去離子水、引發(fā)劑水溶液和第一混合單體的質量比為 184 9 46，加料時間為2. 0小時，第四步，將反應物升溫至65°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由6克丙烯酸丁酯和 2克丙烯酸羥乙酯以質量比為6 2制成的第二混合單體，引發(fā)劑水溶液與第二混合單體的質量比為7 8，加料時間為1.0小時，第五步，將反應物升溫至75°C，分別滴加7克引發(fā)劑水溶液和由4克丙烯酰胺和2 克二甲基二烯丙基氯化銨以質量比為4 2制成的第三混合單體，引發(fā)劑水溶液與第三混合單體的質量比為7 6，加料時間為1.0小時，第六步，加料完畢后將反應物于85°C保溫反應2. 0小時，第七步，將反應物降溫至30°C，用200目網(wǎng)過濾，出料，得到反應型乳化劑核殼表面施膠劑。
全文摘要
一種反應型乳化劑核殼表面施膠劑，分子結構為其制備方法先由聚乙二醇、十二醇和順丁烯二酸酐反應得到順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯，再以過硫酸銨和亞硫酸氫鈉為引發(fā)劑，由順丁烯二酸聚乙二醇酯十二酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過核殼共聚反應制備反應型乳化劑核殼表面施膠劑，所得的反應型乳化劑核殼表面施膠劑能夠提高文化紙的強度性能、抗水性能和挺度，顯著改善紙張的耐磨性、油墨親合力等諸多應用性能，在印刷性上使油墨更亮、更清晰，同時較大程度地減輕了彩色印刷中串色、透印和掉毛掉粉等現(xiàn)象。
文檔編號C08F226/04GK102351987SQ20111021560
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2011年7月29日
發(fā)明者張國運, 彭莉, 楊秀芳, 程芳玲 申請人:陜西科技大學