一種紙張表面施膠劑及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種紙張表面施膠劑，該施膠劑包括：熔融烷基烯酮二聚體100份、陽離子水性共聚物25-100份、穩定劑1-5份、水270-610份，其中所述陽離子水性共聚物和水形成陽離子共聚物分散體；所述陽離子水性共聚物是由丙烯基類陽離子單體、疏水性烯基單體、硅烷單體自由基聚合反應而得。本發明還提供一種紙張表面施膠劑的制備方法。采用本發明的紙張表面施膠劑，能夠明顯改善紙張的疏水性、降低Cobb值及提高紙張的表面強度。
【專利說明】一種紙張表面施膠劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種造紙技術，尤其涉及一種紙張表面施膠劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 造紙是一項古老的技術，可追溯到公元105年，但無法確切知道何時對紙進行防 水處理。大約17世紀中葉，就有防止墨水的浸漬紙和內施膠的書寫紙。動物膠是當時主 要的施膠劑，鋁礬一般用作施膠的硬化劑。早期的紙用淀粉處理，只是為了使其表面光澤。 1807年開始應用鋁礬-松香施膠。到20世紀50年代，相繼出現了各種類型的松香膠，以及 AKD (烷基烯酮二聚體）和ASA (烯烴基琥珀酸酐）等合成施膠劑。
[0003] 造紙纖維由于含有大量的羥基，與水能形成氫鍵，所以有很強的親水傾向。當紙頁 被水浸泡飽和后便會失去其大部分強度，這點對衛生紙、瓦楞芯紙很適合，但對大多數紙則 是不需要的，如辦公用紙、食物盒、化妝品盒、食品雜貨袋紙。造紙施膠則是為了提高紙張對 水和液體的抗滲透力的一種處理方法。
[0004] 造紙施膠一般有兩種方法：一種是表面施膠，即紙幅在成形、干燥后，施膠劑可通 過施膠壓榨、涂布機或壓光機而施于紙張表面；另一種是漿內施膠，是將施膠劑加到造紙漿 料中，在紙張成形過程中達到與紙幅的結合。兩種過程的結果都能降低紙對水的濕潤性能， 表面施膠還可降低紙幅的孔隙。
[0005] 隨著中堿性造紙技術的發展，作為一種反應型中堿性合成施膠劑AKD和ASA等，具 有施膠效率高、用量少等特點，在造紙中得到廣泛的應用。傳統施膠劑乳液使用陽離子淀粉 作為乳化劑和穩定劑，但這種乳液在纖維上的留著率較低，與纖維的反應較慢，施膠熟化時 間長。
[0006] 近年來，隨著涂布損紙、脫墨廢紙、高得率漿的使用，紙機白水循環封閉程度的提 高以及其他造紙助劑的使用，使紙機濕部干擾性的陰離子雜質的聚集濃度越來越高，對紙 機濕部操作的危害越來越大。為更好的解決陰離子雜質對施膠所帶來的問題，尤其是改善 施膠劑中堿性施膠的效果，應該采用電荷密度更高的聚合物來代替陽離子淀粉對陰離子雜 質進行捕捉。
[0007] 中國專利CN101173026A公開了一種采用天然高分子接枝聚合的陽離子聚合物乳 化施膠劑及其制備方法，得到的施膠劑乳液施膠的熟化速度較快，但對紙張表面強度增加 不大。
【發明內容】
[0008] 本發明為解決現有技術中的上述問題提出的，其目的是提供一種能改善紙張疏水 性、降低Cobb值及提高紙張表面強度的紙張表面施膠劑。
[0009] 本發明的另一目的是提供上述紙張表面施膠劑的制備方法。
[0010] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0011] 本發明提供一種紙張表面施膠劑，其特征在于，該施膠劑包括下列組分及各組分 的重量份數：
[0012]
【權利要求】
1. 一種紙張表面施膠劑，其特征在于，該施膠劑包括下列組分及各組分的重量份數：
其中，所述陽離子水性共聚物和水形成陽離子共聚物分散體；所述陽離子水性共聚物 是由丙烯基類陽離子單體、疏水性烯基單體以及符合下列通式（I)的硅烷單體自由基聚合 反應而得； Si (0?) 3[ (R20C0)nR3C = CH2] (I) 式中Ri、R2為烷基，R3為氫或烷基，n為0-4的整數。
2. 根據權利要求1所述的紙張表面施膠劑，其特征在于，所述硅烷單體選自乙烯基三 異丙氧基娃燒、Y _甲基丙稀醜氧基丙基二甲氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒中的一種或多 種。
3. 根據權利要求1所述的紙張表面施膠劑，其特征在于，所述穩定劑為氧氯化鋯。
4. 根據權利要求1所述的紙張表面施膠劑，其特征在于，所述施膠劑的重量固含量為 15% -25%，在 25°C時的粘度在 5-30mPa · s，pH 值為 2-4。
5. 根據權利要求1所述的紙張表面施膠劑，其特征在于，所述陽離子水性共聚物包括 下列組分和各組分的重量份數：
其中所述硅烷單體符合下列通式（I): Si (ORi) 3 [ (R20C0) nR3C = CH2] (I) 式中Rp R2為C「C8烷基，R3為氫或C「C8烷基，n為0-4的整數； 所述丙烯基類陽離子單體選自甲基丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨鹽、甲基丙烯酸 二甲胺基乙酯氯化芐季銨鹽、丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨鹽、丙烯酸二甲胺基乙酯 氯化芐季銨鹽、二烯丙基二甲基氯化銨中的一種或多種； 所述疏水性烯基單體選自苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、二甲基苯 乙烯、氯乙烯基甲苯中的一種或多種； 所述引發劑選自偶氮類引發劑、有機過氧類引發劑； 所述表面活性劑選自十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨中的一種或多 種。
6. 根據權利要求5所述的紙張表面施膠劑，其特征在于，所述陽離子水性共聚物的重 量固含量為20% -40%，pH值為2-6。
7. -種紙張表面施膠劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1、按照權利要求5所述的組分及配比制備陽離子水性共聚物：在容器中先加入水 和引發劑，升溫至60-95°C，然后在1-3小時內逐滴同時加入丙烯基類陽離子單體、疏水性 烯基單體、硅烷單體，滴加完畢后保溫1-2小時，最后加入表面活性劑，冷卻至室溫，得到所 述陽離子水性共聚物； 步驟2、按照權利要求1所述的組分及配比制備紙張表面施膠劑：在容器中先加入陽離 子水性共聚物和水，升溫至60-85°C，加入熔融烷基烯酮二聚體，在10_25MPa下均質，降溫 至40°C以下加入穩定劑，得到所述紙張表面施膠劑。
8. -種紙張表面施膠涂布液，其特征在于，將權利要求1-6中任意一項所述紙張表面 施膠劑和淀粉、熒光增白劑按固體成分計算為0. 1-20 :60-99. 8 :0. 1-20的重量比例進行混 合，得到紙張表面施膠涂布液。
【文檔編號】D21H21/16GK104153249SQ201410403840
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】施曉旦, 尹東華 申請人:上海東升新材料有限公司