專利名稱：造紙用涂料分散劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料用分散劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
造紙中的涂料的一個主要指標(biāo)是固含量，追求更高固含量是紙用涂料的目標(biāo)，而 限制的因素就是顏料分散液濃度。人們希望在提高分散液濃度的同時降低分散液粘度。但 是，這兩者是互相矛盾的。分散劑是解決上述兩者矛盾的途徑之一。分散劑可在力作用下 將干粉或塊狀的顏料分散為均勻穩(wěn)定的懸浮液，以利于與涂料中其它成分均勻地混合及防 止已分散的顏料顆粒由于電荷因素重新絮凝。隨著高濃度涂布機的引進和銅版紙的發(fā)展， 對分散劑質(zhì)和量的要求愈來愈高。另外，好的分散劑不但提高涂料固含量，降低涂料粘度， 同時涂布后減少水份蒸發(fā)，節(jié)約能源，提高產(chǎn)量。目前，市面上常見的分散劑尚不能滿足人 們的需求。 聚丙烯酸鈉通途廣泛，不同的引發(fā)劑及用量，不同的聚合條件(時間、溫度、pH 等)，單體濃度，還有鏈轉(zhuǎn)移劑種類及用量等諸多因素都影響最后產(chǎn)品的分子量，因而不同 的聚丙烯酸鈉產(chǎn)品性能也不同，用途也相應(yīng)變化。分子量在1000-5000的低分子量聚丙烯 酸鈉主要起分散作用，特別是分子量在2000-3000之間的聚丙烯酸鈉在造紙工業(yè)中能降低 高、濃涂料的粘度，使之有良好的流變性。其作用原理為分子親水性很強，電離度很大，保 護膜與水中的鈉離子吸引力很小，使得顆粒完全被負電荷包圍，阻礙了顆粒聚沉，體系的流 動性提高。 聚丙烯酸鈉由丙烯酸單體聚合而成的，造紙上使用的低分子量聚丙烯酸鈉的工藝 一般采用溶液聚合法，通過控制引發(fā)劑用量和鏈轉(zhuǎn)移劑，合成相對分子質(zhì)量較低的聚丙烯 酸。在制成的聚丙烯酸水溶液中，加入濃氫氧化鈉溶液獲得聚丙烯酸鈉鹽。常用的引發(fā)劑為 過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀、硫代硫酸鈉或鉀，或符合引發(fā)劑硫代硫酸鈉和過硫酸銨， 常用的鏈轉(zhuǎn)移劑為異丙醇。由于異丙醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑時必須蒸發(fā)，增加制備流程，生產(chǎn)成本 高。因此，需要開發(fā)一種生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)周期短，分散性及適應(yīng)性廣、生產(chǎn)成本低的涂料 用分散劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種造紙用涂料分散劑及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存 在的上述缺陷。
本發(fā)明的造紙用涂料分散劑的制備方法，包括如下步驟 (1)將水與馬來酸酐混合溶解，然后加入總重量1/10-1/3的鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液A、總 重量1/10-1/3的引發(fā)劑水溶液B和總重量1/10-1/3的混合單體C在氮氣氣氛中，加熱至 85-95 °C ; 所述的鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液A的重量濃度為5_25%，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為次磷酸鈉、次磷 酸銨或次磷酸鉀的一種；
所述的引發(fā)劑水溶液的重量濃度為2_25%，所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或 過硫酸鉀中的一種； 所述混合單體C為丙烯酸或者是丙烯酸和丙烯腈的混合物； (2)同時滴加剩余的鏈轉(zhuǎn)移劑溶液A、剩余的弓I發(fā)劑溶液B和剩余的混合單體C，滴 加時間為1-4個小時； (3)然后85-95t:下反應(yīng)l-4個小時，而后冷卻至室溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整溶液的pH 值達7-8，即得造紙用涂料分散劑。 所述pH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化銨或氫氧化鉀中一種，可配制成為重量濃度 為40-50% ; 各個組分的重量份數(shù)配比為 丙烯酸 80-100份 馬來酸酐0-15份 丙烯腈 0-5份 鏈轉(zhuǎn)移劑2-5份 引發(fā)劑 1-10份 水 65 170份 采用上述方法制備的造紙用涂料分散劑，重量固含量為42-50%。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點和效果分散劑水溶性好，使用，簡單， 分散劑用量少，但獲得的涂料分散液粘度低。采用次磷酸鹽作為鏈轉(zhuǎn)移劑，不需要溶劑的 回收，有利于環(huán)境保護，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明造紙用涂料分散劑與目前的造紙用涂料分 散劑相比，在相同濃度分散液中，分散劑使用量更小，就可以使分散液濃度更低。如固含量 為70%的碳酸鈣，本發(fā)明分散劑用量在為2.3% (固含量40%)時即可達到最低粘度值 29cps，而市場上常用的聚丙烯酸鈉類分散劑用量達3.6X (固含量為40%)時的最低粘度 值達34cps。
具體實施方式

實施例1 1克過硫酸銨與20克去離子水混合溶解后，得溶液A ;
2克次磷酸鈉與20克去離子水混合溶解后，得溶液B ;
80克丙烯酸與5克丙烯腈混合均勻，得混合單體C ; 在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和進料管道的500ml四口燒瓶中加入100克去離子 水和15克馬來酸酐，開啟攪拌溶解后，分別取溶液A、 B和混合單體C各1/10 (重量)加入 反應(yīng)瓶中，攪拌均勻后，通氮氣15分鐘后，加熱升溫，當(dāng)體系溫度升至95°C時，同時滴加剩 余的溶液A、溶液B和混合單體C，滴加時間為4個小時； 滴加完畢后，在85t:條件下，反應(yīng)1個小時，爾后降溫至4(TC，用40%的氫氧化鈉 溶液調(diào)節(jié)體系的ra值至7. O，最后冷卻至3(TC出料，測得產(chǎn)品的固含量為43. 08%
實施例2 10克過硫酸銨與30克去離子水混合溶解后，得溶液A ;
5克次磷酸鈉與20克去離子水混合溶解后，得溶液B ;
100克丙烯酸單體C ; 在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和進料管道的500ml四口燒瓶中加入80克去離子 水，分別取溶液A、 B和混合單體C各l/3(重量)加入反應(yīng)瓶中，攪拌均勻后，通氮氣15分 鐘后，加熱升溫，當(dāng)體系溫度升至85°C時，同時滴加剩余的溶液A、溶液B和混合單體C，滴加 時間為3個小時； 滴加完畢后，在85t:條件下，反應(yīng)3個小時，爾后降溫至4(TC，用重量濃度40%
的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的ra值至7.5，最后冷卻至3(TC出料，測得產(chǎn)品的固含量為
46. 94%。 實施例3 5克過硫酸銨與15克去離子水混合溶解后，得溶液A ;
3克次磷酸鈉與12克去離子水混合溶解后，得溶液B ;
90克丙烯酸和3克丙烯腈混合得混合單體C ; 在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和進料管道的500ml四口燒瓶中加入90克去離子 水和7克馬來酸酐，開啟攪拌溶解后，分別取溶液A、 B和混合單體C各1/5 (重量)加入反 應(yīng)瓶中，攪拌均勻后，通氮氣15分鐘后，加熱升溫，當(dāng)體系溫度升至9(TC時，同時滴加剩余 的溶液A、溶液B和混合單體C，滴加時間為2個小時； 滴加完畢后，在90°C條件下，反應(yīng)4個小時，爾后降溫至40°C ，用重量濃度40%的 氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的PH值至8. O，最后冷卻至3(TC出料，測得產(chǎn)品的固含量為48%。
實施例4
應(yīng)用實施例 在100升的預(yù)分散釜中加入30公斤水，開動攪拌，在攪拌下加入325目重質(zhì)碳酸 鈣粉料70公斤，然后加入本發(fā)明分散劑和臺灣德謙企業(yè)股份有限公司牌號為DP-983的聚 丙烯酸鈉分散劑，其加入量和最低粘度見下表
樣品加入量(克)粘度(cps)
實施例11. 629
實施例21. 831
實施例32. 330. 5
對比樣品2. 534 實施例5 在100升的分散釜中加入廣東華潤涂料有限公司牌號為1X807的水性涂料，用本 發(fā)明分散劑和臺灣德謙企業(yè)股份有限公司牌號為DP-983的聚丙烯酸鈉分散劑用同樣量的 情況下，其涂料的粘度如下表
5樣品加入量(克)粘度(cps)
實施例10. 835
實施例20. 830
實施例30. 836. 5
對比樣品0. 845
權(quán)利要求
造紙用涂料分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將水與馬來酸酐混合溶解，然后加入總重量1/10-1/3的鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液A、總重量1/10-1/3的引發(fā)劑水溶液B和總重量1/10-1/3的混合單體C在氮氣氣氛中，加熱至85-95℃；(2)同時滴加剩余的鏈轉(zhuǎn)移劑溶液A、剩余的引發(fā)劑溶液B和剩余的混合單體C；(3)然后85-95℃下反應(yīng)1-4個小時，而后冷卻至室溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整溶液的pH值達7-8，即得造紙用涂料分散劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液A的重量濃度為 5-25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為次磷酸鈉、次磷酸銨或次 磷酸鉀的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑水溶液的重量濃度為 2-25%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫 酸鉀中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合單體C為丙烯酸或者是丙烯酸和 丙烯腈的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述pH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化銨或 氫氧化鉀中一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項所述的方法，其特征在于，各個組分的重量份數(shù)配比為 丙烯酸 80-100份馬來酸酐 0-15份丙烯腈 0-5份鏈轉(zhuǎn)移劑 2-5份引發(fā)劑 i-io份水 65 170份。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的方法制備的造紙用涂料分散劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的造紙用涂料分散劑，其特征在于，重量固含量為42-50% 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造紙用涂料分散劑及其制備方法，制備方法包括如下步驟(1)將水與馬來酸酐混合溶解，然后加入總重量1/10-1/3的鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液A、總重量1/10-1/3的引發(fā)劑水溶液B和總重量1/10-1/3的混合單體C在氮氣氣氛中，加熱至85-95℃；(2)同時滴加剩余的鏈轉(zhuǎn)移劑溶液A、剩余的引發(fā)劑溶液B和剩余的混合單體C；(3)然后85-95℃下反應(yīng)1-4個小時，調(diào)整溶液的pH值達7-8，即得造紙用涂料分散劑。本發(fā)明水溶性好，使用量小，如固含量為70％的碳酸鈣，本發(fā)明分散劑用量在為2.3％(固含量40％)時即可達到最低粘度值29cps。
文檔編號C08F20/06GK101705637SQ20091019677
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者施曉旦, 李改霞, 王養(yǎng)臣 申請人:上海東升新材料有限公司