一種瓦楞紙用施膠劑及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑及其制備方法。本發明提供的一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑，淀粉熟化速度快，不返潮，應用在瓦楞紙表面增大了瓦楞紙的環壓強度。并且本發明提供的一種制備SAE表面施膠劑的方法其工藝簡單，反應條件溫和，成本低，由本方法制備的施膠劑其固含量為30～50％。
【專利說明】
一種瓦楞紙用施膠劑及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種施膠劑，尤其涉及一種瓦楞紙SAE表面施膠劑及其制備方法，并 應用于瓦楞紙的表面施膠。
【背景技術】
[0002] 瓦楞紙是由掛面紙和通過瓦楞棍加工而形成的波形的瓦楞紙粘合而成的板狀物， 一般分為單瓦楞紙板和雙瓦楞紙板兩類。瓦楞紙的發明和應用有一百多年歷史，具有成本 低、質量輕、加工易、強度大、印刷適應性樣優良、儲存搬運方便等優點，80%以上的瓦楞紙 均可通過回收再生，瓦楞紙可用作食品或者數碼產品的包裝，相對環保，使用較為廣泛。
[0003] 瓦楞紙、板紙正從高克重向低克重方向發展；由于采用廢紙代替木漿，成紙的強度 差，吸水值高；由于內部施膠可變因素較多，導致紙張質量不穩定、檔次很難提高，使得生產 廠家少用或放棄內部施膠，采用表面施膠進行彌補的工藝成為流行趨勢。
[0004] 苯丙乳液是苯乙烯、丙烯酸酯類。丙烯酸三元共聚懸浮液的簡稱（即SAE，以下簡 稱SAE)，具有無毒無味。不燃不爆，污染小，粘結強度高，耐候性好，耐光，耐腐蝕性優良等特 點。苯丙乳液作為一類重要的中間化工產品，有其非常廣泛的用途，現已用作建筑涂料、金 屬表面乳膠涂料、地面涂料、紙張粘合劑、膠粘劑和皮革涂飾劑等方面。
[0005] 用于表面施膠的施膠劑要滿足以下要求：a)能增大環壓強度；b)可大幅降低Cobb 值（吸水值）；c)掛面紙熟化速度快，最好下機就熟。CN 101148842A公開了一種施膠劑， 雖然熟化速度快，并且不返潮，但是對于瓦楞紙的環壓強度提高不大。
[0006] 雖然現在的表面施膠劑能提高瓦楞紙一定的環壓強度，但是施膠劑用量大，成本 尚。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑，其具有 制作工藝簡單，反應條件溫和，成本低，環壓強度大和不返潮等優點。
[0008] 為實現上述目的，本發明的第一個方面是提供一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑，按 重量份數計，包括：
[0009] 乳化劑 30份~50份； 引發劑 0.4~4.5汾; 混合單體 too份； 水 40份~_份:；
[0010] 所述混合單體由如下重量份數的單體組成：
[0011] (甲基）丙烯酸酯 20~44份；
[0012] (甲基）苯乙烯 5〇~74份；
[0013] (甲基）丙烯酸 6~10份；
[0014] 所述乳化劑為淀粉乳化劑，包括如下重量份數的組分：
[0015] 淀粉 30~40份： 乳化劑 2~6份; 淀粉酶 0.1~0.4份； 緩溶劑 1~3份; 催化劑 0 5~2份; 陽離子醚化劑 2~4份； 中和劑 1~3份; 水 40~60份；
[0016] 本發明的第二個方面是提供一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑的制備方法，步驟包 括：
[0017] (1)淀粉乳化劑的制備：
[0018] a)將淀粉、乳化劑、淀粉酶和水混合，得淀粉乳，升溫至45~70°C，保溫至少0. 5h， 攪拌下加入緩溶劑、催化劑；
[0019] b)將陽離子醚化劑水溶液加入步驟a)中的混合溶液中，反應至少4h，用中和劑調 節體系PH至2. 0 - 4. 0,即得淀粉乳化劑。
[0020] (2) SAE表面施膠劑的制備：
[0021] a)將淀粉乳化劑、緩沖劑和水混合，升溫至70~85°C，同時加入引發劑水溶液和 混合單體，加入時間分別為1~2h和1. 5~3h，保溫至少0. 5h ;
[0022] b)降溫，過濾，即得本發明瓦楞紙用SAE表面施膠劑。
[0023] 其中，步驟（l)a)中升溫的溫度更優選為45_60°C，保溫時間更優選為0. 5_2h。
[0024] 其中，步驟（l)b)中反應時間更優選為4_7h。
[0025] 其中，步驟（2)a)中升溫的溫度更優選為70-85Γ，保溫時間更優選為0· 5-lh。
[0026] 其中，上述淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中的至少一種。
[0027] 其中，上述乳化劑為非離子乳化劑，所述非離子乳化劑選自失水山梨醇三油酸酯、 失水山梨醇三硬脂酸酯（斯盤65)、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單硬脂 肪酸酯（斯盤60)、失水山梨醇單油酸酯（斯盤80)、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單棕櫚 酸酯（斯盤40)、聚氧化丙烯硬脂肪酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯（斯盤20)、聚氧化乙烯硬 脂肪酸酯、月桂酸聚氧乙烯酯、聚氧化乙烯（4)失水山梨醇單硬脂肪酸酯（吐溫61)、聚氧化 乙烯（5)失水山梨醇單油酸酯（吐溫81)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇三硬脂酸酯（吐溫 65)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇三油酸酯（吐溫85)、聚氧化乙烯單油酸酯、脂肪醇胺聚氧 化乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧化乙烯單月桂酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油、聚氧化乙烯（4) 失水山梨醇單月桂酸酯（吐溫21)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單硬脂肪酸酯（吐溫60)、 聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單油酸酯（吐溫80)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單棕櫚酸酯 (吐溫40)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯（吐溫20)中的至少一種，優選失水山 梨醇單油酸酯（斯盤80)、聚氧化乙烯（20)失水山梨醇單油酸酯（吐溫80)、失水山梨醇單 月桂酸酯（斯盤20)中的至少一種。
[0028] 其中，上述淀粉酶為α -淀粉酶、β -淀粉酶、γ-淀粉酶、異淀粉酶中的至少一種。
[0029] 其中，上述緩溶劑為堿金屬硫酸鹽和/或堿金屬氯化物中的任意一種或幾種，優 選為硫酸鈉、氯化鈉、硫酸鉀中的至少一種；
[0030] 其中，上述緩溶劑的加入量為淀粉重量的5~10%。
[0031] 其中，上述催化劑為金屬氫氧化物和/或氨水中的任意一種或幾種，優選為氫氧 化鈉、氫氧化鉀、氨水中的至少一種。
[0032] 其中，上述醚化劑為3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨和/或2, 3-環氧丙基氯化 銨中的一種。
[0033] 其中，上述中和劑選自無機酸、有機酸中任意一種或幾種，優選為鹽酸、硫酸、硝 酸、磷酸、甲酸、冰醋酸中的至少一種。
[0034] 其中，上述引發劑選自過硫酸鹽中的任意一種或幾種，優選為過硫酸鉀、過硫酸 鈉、過硫酸銨中的至少一種。
[0035] 其中，上述（甲基）丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸 異丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基 丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、甲基丙烯酸C s~C 16烷基酯中的至少一種，優選為丙烯酸正 丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-乙基己酯。
[0036] 上述SAE表面施膠劑，應用于瓦楞紙的表面施膠。
[0037] 有益效果：本發明提供的一種瓦楞紙用SAE表面施膠劑，淀粉熟化速度快，不返 潮，應用在瓦楞紙表面增大了瓦楞紙的環壓強度。并且本發明提供的一種制備SAE表面施 膠劑的方法其工藝簡單，反應條件溫和，成本低，由本方法制備的施膠劑其固含量為30~ 50%〇
【具體實施方式】
[0038] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0039] 實施例1
[0040] (1)淀粉乳化劑的制備：
[0041] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入185g去離子水、4g失水山梨醇單 油酸酯（斯盤80)、lg α -淀粉酶和100g玉米淀粉，升溫70°C，保溫lh，攪拌下加入緩溶劑 無水硫酸鈉5g，加入重量濃度為32%的氫氧化鈉至溶液的PH為11. 0,另一燒杯中加入10g 水溶解7g3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨，然后加入到淀粉乳中，反應4h，冷卻到30°C，用 鹽酸調節體系PH至4. 0。
[0042] (2) SAE表面施膠劑的制備：
[0043] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入50g淀粉乳化劑和100g水，升溫 到80°C，同時滴加引發劑水溶液（20g水溶解2g過硫酸鈉）和混合單體（30g丙烯酸正丁 酯、64g苯乙烯和6g丙烯酸混合），分別為lh和1. 5h。滴加結束后保溫30分鐘，降溫過濾 出料。
[0044] 實施例2
[0045] (1)淀粉乳化劑的制備：
[0046] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入150g去離子水、10g聚氧化乙烯 (20)、lg β -淀粉酶和100g玉米淀粉，升溫55°C，保溫2h，攪拌下加入緩溶劑氯化鈉8g，加 入重量濃度為32%的氫氧化鈉至溶液的PH為12. 0,另一燒杯中加入10g水溶解9g2, 3-環 氧丙基氯化銨，然后加入到淀粉乳中，反應6h，冷卻到30°C，用磷酸調節體系PH至3. 0。
[0047] (2) SAE表面施膠劑的制備：
[0048] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入40g淀粉乳化劑和100g水，升溫 到70°C，同時滴加引發劑水溶液（20g水溶解2g過硫酸鈉）和混合單體（30g丙烯酸正丁 酯、60g苯乙烯和10g丙烯酸混合），分別為2h和2. 5h。滴加結束后保溫30分鐘，降溫過濾 出料。
[0049] 實施例3
[0050] (1)淀粉乳化劑的制備：
[0051] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入170g去離子水、8g失水山梨醇單 月桂酸酯（斯盤20)、lg γ -淀粉酶-淀粉酶和100g小麥淀粉，升溫45°C，保溫2h，攪拌下 加入緩溶劑無水硫酸鈉5g，加入重量濃度為32%的氫氧化鈉至溶液的PH為12. 5,另一燒杯 中加入l〇g水溶解10g3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨，然后加入到淀粉乳中，反應5h，冷 卻到30°C，用醋酸調節體系PH至4. 0,測得取代度為0. 372。
[0052] (2) SAE表面施膠劑的制備：
[0053] 在裝有冷凝管、攪拌、溫度計的四口燒瓶中，加入50g淀粉乳化劑和100g水，升溫 到85°C，同時滴加引發劑水溶液（20g水溶解3g過硫酸鈉）和混合單體（30g丙烯酸正丁 酯、64g苯乙烯和6g丙烯酸混合），分別為lh和1. 5h。滴加結束后保溫30分鐘，降溫過濾 出料。
[0054] 實施例4
[0055] 在瓦楞紙上表面施膠：
[0056] 對比例：按中國專利CN101148842A方法制備的施膠劑，固含量為20wt%
[0057] 將實施例1~3配方制備的施膠劑，用去離子水稀釋至20wt %
[0058] 施膠液的配制：配制500克10wt %氧化淀粉水溶液，升溫至90°C，糊化20分鐘， 降溫至40°C，再加入對比例與實施例1~3配方制備的施膠劑（氧化淀粉（干）：施膠劑 (濕）=50 : 4)，再加水稀釋至8wt %。
[0059] Cobb 值測定：
[0060] 采用杭州輕通博科自動化技術有限公司的XSH型可勃吸收性測定儀按GB/ T1540-1989方法檢測待測紙樣。
[0061] 環壓強度測定：
[0062] 采用杭州輕通博科自動化技術有限公司的CT300A壓縮強度測試儀檢測待測紙 樣。
[0063] 在瓦楞紙上表面施膠：
[0064] 使用對比例和實施例1~3配方配制的施膠液在120克瓦楞原紙上用10#涂布棒 進行涂布，涂布量為2g/m 2,涂布后分別在110°C烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷卻至室溫 進行測定，測定結果見表1。
[0065] 判定標準：Cobb值越低吸水值越低，環壓指數越高，效果越好。
[0066] 表 1 :
[0067]
[0068] 實施例5
[0069] 在瓦楞紙上表面施膠：
[0070] 對比例：按中國專利CN101148842A方法制備的施膠劑，固含量為20wt%
[0071] 將實施例1~3配方制備的施膠劑，用去離子水稀釋至20wt %
[0072] 施膠液的配制：配制500克10wt %氧化淀粉水溶液，升溫至90°C，糊化20分鐘， 降溫至40°C，再加入實施例1~3配方制備的施膠劑（氧化淀粉（干）：施膠劑（濕）= 50 : 4)，再加水稀釋至6wt%。
[0073] 對比例施膠液的配制：配制500克10wt %氧化淀粉水溶液，升溫至90°C，糊化20 分鐘，降溫至40°C，再加入對比例配方制備的施膠劑（氧化淀粉（干）：施膠劑（濕）= 50 : 4)，施膠液固含量控制在8wt%。
[0074] Cobb 值測定：
[0075] 采用杭州輕通博科自動化技術有限公司的XSH型可勃吸收性測定儀按GB/ T1540-1989方法檢測待測紙樣。
[0076] 環壓強度測定：
[0077] 采用杭州輕通博科自動化技術有限公司的CT300A壓縮強度測試儀檢測待測紙 樣。
[0078] 在瓦楞紙上表面施膠：
[0079] 使用對比例配方配制的施膠液在120克瓦楞原紙上用10#涂布棒進行涂布，涂布 量為2. 5g/m2,涂布后分別在110°C烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷卻至室溫進行測定。
[0080] 使用實施例1~3配方配制的施膠液在120克瓦楞原紙上用10#涂布棒進行涂 布，涂布量為2. Og/m2,涂布后分別在110°C烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷卻至室溫進行 測定，測定結果見表2。
[0081] 判定標準：Cobb值越低吸水值越低，環壓指數越高，效果越好。
[0082] 表 2 :
[0083]
[0084] 從上述應用結果可以看出：使用本發明實施例1~3制備的SAE表面施膠劑，與對 比例相比，不但能大幅度提高紙張的環壓強度、顯著改善Cobb值，同時在降低氧化淀粉用 量，降低涂布量的情況下，施膠后紙的Cobb值、環壓指數比對比例相差不大。達到相同的應 用效果能降低原料的使用，降低成本。
[0085] 以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限 制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和 替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
【主權項】
1. 一種瓦愣紙用SAE表面施膠劑，其特征在于，按重量份數計，包括： 乳化劑 30份~50份; 引發劑 〇,4~4,召倫； 混合單體 100份； 水 40份~60份; 所述混合單體由如下重量份數的單體組成： (甲基）丙締酸醋 20~44份； (甲基）苯乙締 50~74份； (甲基）丙締酸 6~10份； 所述乳化劑為淀粉乳化劑，包括如下重量份數的組分： 淀粉 30~40粉； 乳化劑 2~6份； 淀粉酶 化1~0.4機; 緩溶劑 1~3份； 催化劑 0.5~2份; 陽離子醜化劑 2~4份； 中和劑 1~3份， 水 40~目0份。2. -種制備所述瓦愣紙用SAE表面施膠劑的方法，其特征在于，步驟包括： (1) 淀粉乳化劑的制備： a) 將淀粉、乳化劑、淀粉酶和水混合，得淀粉乳，升溫至45~70°C考慮到淀粉酶的活 性，保溫至少0.化，攬拌下加入緩溶劑、催化劑； b) 將陽離子酸化劑水溶液加入步驟a)中的混合溶液中，反應至少4h，用中和劑調節體 系PH至2. 0-4. 0,即得淀粉乳化劑； (2) SAE表面施膠劑的制備： a) 將淀粉乳化劑、緩沖劑和水混合，升溫至70~85°C考慮到引發劑分解的溫度，同時 加入引發劑水溶液和混合單體，加入時間分別為1~化和1. 5~化，保溫至少0.化； b) 降溫，過濾，即得本發明瓦愣紙用SAE表面施膠劑。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉、小麥淀粉、木馨淀 粉、馬鈴馨淀粉中的至少一種。4. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述乳化劑為非離子乳化劑，所述 非離子乳化劑選自失水山梨醇=油酸醋、失水山梨醇=硬脂酸醋（斯盤65)、乙二醇脂肪 酸醋、丙二醇脂肪酸醋、失水山梨醇單硬脂肪酸醋（斯盤60)、失水山梨醇單油酸醋（斯盤 80)、二乙二醇脂肪酸醋、失水山梨醇單棟桐酸醋（斯盤40)、聚氧化丙締硬脂肪酸醋、失水 山梨醇單月桂酸醋（斯盤20)、聚氧化乙締硬脂肪酸醋、月桂酸聚氧乙締醋、聚氧化乙締（4) 失水山梨醇單硬脂肪酸醋（吐溫61)、聚氧化乙締巧）失水山梨醇單油酸醋（吐溫81)、聚 氧化乙締（20)失水山梨醇=硬脂酸醋（吐溫65)、聚氧化乙締（20)失水山梨醇=油酸醋 (吐溫85)、聚氧化乙締單油酸醋、脂肪醇胺聚氧化乙締酸、烷基酪聚氧乙締酸、聚氧化乙締 單月桂酸醋、聚氧化乙締藍麻油、聚氧化乙締（4)失水山梨醇單月桂酸醋（吐溫21)、聚氧 化乙締（20)失水山梨醇單硬脂肪酸醋（吐溫60)、聚氧化乙締（20)失水山梨醇單油酸醋 (吐溫80)、聚氧化乙締（20)失水山梨醇單棟桐酸醋（吐溫40)、聚氧化乙締（20)失水山梨 醇單月桂酸醋（吐溫20)中的至少一種，優選失水山梨醇單油酸醋（斯盤80)、聚氧化乙締 (20)失水山梨醇單油酸醋（吐溫80)、失水山梨醇單月桂酸醋（斯盤20)中的至少一種。5. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述淀粉酶為a-淀粉酶、0-淀粉酶、 T -淀粉酶、異淀粉酶中的至少一種。6. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述緩溶劑選自硫酸鋼、氯化鋼、硫酸鐘 中的至少一種，所述緩溶劑的加入量為淀粉重量的5~10%。7. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述催化劑選自氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨 水中的至少一種；所述引發劑選自過硫酸鐘、過硫酸鋼、過硫酸錠中的至少一種。8. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸化劑為3-氯-2-徑丙基-S甲基 氯化錠和/或2, 3-環氧丙基氯化錠中的一種；所述中和劑選自鹽酸、硫酸、硝酸、憐酸、甲 酸、冰醋酸中的至少一種。9. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述（甲基）丙締酸醋選自丙締酸甲醋、 丙締酸乙醋、丙締酸正下醋、丙締酸異下醋、丙締酸-2-乙基己醋、甲基丙締酸甲醋、甲基丙 締酸乙醋、甲基丙締酸正下醋、甲基丙締酸-2-乙基己醋、丙締酸、甲基丙締酸Cs~C ie烷基 醋中的至少一種。10. -種如權利要求2所述方法制備的SAE施膠劑在瓦愣紙表面的應用。
【文檔編號】C08F2/24GK105986514SQ201510092046
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發明人】施曉旦, 沈安成, 尹東華
【申請人】上海東升新材料有限公司