專利名稱：一種有機硅表面施膠劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于造紙化學品領(lǐng)域，具體涉及一種有機硅瓦楞紙表面施膠劑的制備方
法
背景技術(shù)：
隨著我國商品出口量的迅速增長，包裝業(yè)也相應(yīng)得到了快速發(fā)展，瓦楞原紙是包裝業(yè)應(yīng)用最廣泛的包裝材料，隨著瓦楞紙箱包裝使用范圍的多樣化，對瓦楞紙的質(zhì)量要求也不斷提高。近年來，瓦楞紙的生產(chǎn)為了降低成本，更多使用了非木材漿及廢紙，從而使瓦楞紙內(nèi)短纖維含量升高，紙張強度下降，外觀粗糙，檔次低，原紙環(huán)壓強度和挺度差，產(chǎn)品銷路不暢，市場競爭力差，為了取得經(jīng)濟效益，同時保證瓦楞紙的質(zhì)量，越來越多的瓦楞原紙企業(yè)使用表面施膠劑替代漿內(nèi)施膠。采用表面施膠可以直接提高瓦楞紙抗水性、環(huán)壓強度、表面強度、利于施膠熟化。所以表面施膠劑受到越來越多的造紙生產(chǎn)廠家的重視，而現(xiàn)在的表面施膠劑雖然一定程度能提高瓦楞紙的環(huán)壓強度和表面強度，但是施膠劑用量大、成本高，開發(fā)適合我國造紙行業(yè)需求的新型表面施膠劑產(chǎn)品顯得極為重要，市場前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有機娃表面施膠劑的制備方法。用此方法制備的有機硅表面施膠劑用做瓦楞紙表面施膠具有良好的抗水性、環(huán)壓強度、抗張強度等應(yīng)用性能。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是I)首先按質(zhì)量百分比取6 12%的淀粉、O. 002 O. 006%的淀粉酶、O. 3 I. 2%的交聯(lián)單體、O. 3 I. 5%的陽離子單體、8 16%的苯乙烯、4 8%的丙烯酸丁酯、O. 5 2%的丙烯腈、I 3%的有機硅、O. 04 O. 08%的還原劑、3 6%的雙氧水、O. I O. 3%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑、余量為水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和水混合制成混合單體A ；3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入淀粉、淀粉酶和水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)15 30min得混合溶液C ；5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ;6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)15-30min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)2 3小時得有機硅表面施膠劑。 所述的淀粉為木薯淀粉。所述的淀粉酶為α -淀粉酶。所述的水為去離子水。所述的還原劑為硫酸亞鐵或氯化亞鐵水溶液。
所述的交聯(lián)單體為N-羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺與丙烯酸羥乙酯的混合物或丙烯酰胺與丙烯酸羥乙酯的混合物。所述的陽離子單體為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的一種或幾種。所述的有機硅為Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。所述的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑為十二烷基硫醇。本發(fā)明合成方法條件溫和、易于操作，產(chǎn)品穩(wěn)定性高、發(fā)泡性低；合成的乳液是以水為聚合介質(zhì)，生產(chǎn)成本低，制備方法環(huán)保，產(chǎn)品使用時無廢棄物產(chǎn)生，符合現(xiàn)在綠色產(chǎn)品的要求和發(fā)展方向；合成的聚合物中接枝了陽離子單體，使聚合物帶正電荷，在施膠過程中，更好地與負電荷的纖維結(jié)合，對陰離子油墨也有很好的吸附作用；合成的聚合物中接枝了有機硅單體，增加了紙張的施膠度，不易返潮；本發(fā)明合成的表面施膠劑在紙頁上留著率 高，使用效率高，效果穩(wěn)定。本發(fā)明物理化學性能固含量28 35wt%，離子性陽離子，外觀淺棕色乳液，pH值5 6，水溶性與水互溶。
具體實施例方式實施例I :I)首先按質(zhì)量百分比取6%的木薯淀粉、O. 002%的α -淀粉酶、O. 3 %的交聯(lián)單體，其中交聯(lián)劑單體由O. I %的N-羥甲基丙烯酰胺、O. 08%的丙烯酰胺、O. 06%的N-羥甲基丙烯酰胺與O. 06%的丙烯酸羥乙酯組成、O. 5%的陽離子單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、10 %的苯乙烯、6 %的丙烯酸丁酯、O. 5 %的丙烯腈、I %的有機硅Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、O. 04%的還原劑硫酸亞鐵水溶液、3 %的雙氧水、O. I %的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑十_■燒基硫醇、余量為去尚子水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和去離子水混合制成混合單體A ；3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入木薯淀粉、α-淀粉酶和去離子水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)15min得混合溶液C ；5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ;6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)20min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)3小時得有機硅表面施膠劑。實施例2 I)首先按質(zhì)量百分比取8%的木薯淀粉、O. 005%的α -淀粉酶、O. 8 %的交聯(lián)單體，其中交聯(lián)劑單位由O. 3%的丙烯酰胺與O. 5%的丙烯酸羥乙酯的組成、O. 8%的陽離子單體二烯丙基二甲基氯化銨、12%的苯乙烯、8%的丙烯酸丁酯、I. 5%的丙烯腈、3%的有機硅乙烯基三甲氧基硅烷、O. 08%的還原劑氯化亞鐵水溶液、4%的雙氧水、O. 2%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑十~■燒基硫醇、余量為去尚子水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和去離子水混合制成混合單體A ；
3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入木薯淀粉、α-淀粉酶和去離子水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)20min得混合溶液C ；5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ;6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)25min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)2小時得有機硅表面施膠劑。實施例3 I)首先按質(zhì)量百分比取10%的木薯淀粉、O. 003%的α -淀粉酶、I. O %的交聯(lián)單體，其中交聯(lián)劑單位由O. 2%的N-羥甲基丙烯酰胺、O. 1%的丙烯酰胺、O. 3%的N-羥甲基丙烯酰胺與O. 4%的丙烯酸羥乙酯組成、I. 5%的陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、8%的苯乙烯、5%的丙烯酸丁酯、I. 2%的丙烯腈、2%的有機硅Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、O. 06%的還原劑硫酸亞鐵水溶液、5%的雙氧水、O. 3%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑十_■燒基硫醇、余量為去尚子水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和去離子水混合制成混合單體A ；3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入木薯淀粉、α-淀粉酶和去離子水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)25min得混合溶液C ；5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ; 6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)15min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)2. 5小時得有機硅表面施膠劑。實施例4 I)首先按質(zhì)量百分比取12%的木薯淀粉、O. 006%的α -淀粉酶、I. 2%的交聯(lián)單體，其中交聯(lián)劑單體由O. 8%的丙烯酰胺與O. 4%的丙烯酸羥乙酯組成、I. 2%的陽離子單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯與二烯丙基二甲基氯化銨的混合物、16%的苯乙烯、7%的丙烯酸丁酯、2%的丙烯腈、2. 5%的有機硅乙烯基三甲氧基硅烷、O. 07%的還原劑氯化亞鐵水溶液、6%的雙氧水、O. 3%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇、余量為去離子水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和去離子水混合制成混合單體A ；3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入木薯淀粉、α-淀粉酶和去離子水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)30min得混合溶液C ；
5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ;6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)30min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)2小時得有機硅表面施膠劑。
實施例5
I)首先按質(zhì)量百分比取9%的木薯淀粉、O. 004%的α-淀粉酶、O. 5%的交聯(lián)單體，其中交聯(lián)劑單體由O. I %的N-羥甲基丙烯酰胺、O. I %的丙烯酰胺、O. 15 %的N-羥甲基丙烯酰胺與O. 15%的丙烯酸羥乙酯的混合物、O. 8%的陽離子單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化銨與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的混合物、15%的苯乙烯、4%的丙烯酸丁酯、1.8%的丙烯腈、1.5%的有機硅Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、O. 04,0. 08,0. 06,0. 07,0. 05 %的還原劑硫酸亞鐵水溶液、5 %的雙氧水、O. 25%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑十二烷基硫醇、余量為去離子水；2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和去離子水混合制成混合單體A ；3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B ；4)在反應(yīng)釜中加入木薯淀粉、α-淀粉酶和去離子水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)18min得混合溶液C ；5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ;6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)26min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)3小時得有機硅表面施膠劑。以上所述不是本發(fā)明全部或唯一的實施方式，本發(fā)明技術(shù)方案的等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。附表膠乳與6wt%的氧化淀粉復(fù)配，施膠濃度為O. 4wt%時，應(yīng)用性能如下表
樣品實例一實例二實例三實例四
施膠度/s320 294 390 360
環(huán)壓強度/N · m'1 384 351 368 372 抗張強度/N 165 166 154 160
權(quán)利要求
1.一種有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 1)首先按質(zhì)量百分比取6 12%的淀粉、O.002 O. 006%的淀粉酶、O. 3 I. 2%的交聯(lián)單體、O. 3 I. 5%的陽離子單體、8 16%的苯乙烯、4 8%的丙烯酸丁酯、O. 5 2%的丙烯腈、I 3%的有機硅、O. 04 O. 08%的還原劑、3 6%的雙氧水、O. I O. 3%的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑、余量為水； 2)將交聯(lián)單體、陽離子單體和水混合制成混合單體A; 3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈混合制成混合單體B; 4)在反應(yīng)釜中加入淀粉、淀粉酶和水，邊攪拌邊加熱升溫至60°C保溫反應(yīng)15 30min得混合溶液C ； 5)向混合溶液C中加入還原劑和雙氧水，升溫至80°C后再加入混合單體A，得混合溶液D ； 6)將混合溶液D升溫至90°C，保溫反應(yīng)15-30min，降溫至80°C，滴加雙氧水溶液和混合單體B，然后加分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，控制滴加時間為I小時，等混合單體滴加完再加入有機硅單體，在80°C保溫反應(yīng)2 3小時得有機硅表面施膠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的淀粉為木薯淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的淀粉酶為α-淀粉酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的水為去離子水。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的還原劑為硫酸亞鐵或氯化亞鐵水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)單體為N-羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺與丙烯酸羥乙酯的混合物或丙烯酰胺與丙烯酸羥乙酯的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的陽離子單體為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的有機硅為Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的有機硅表面施膠劑的制備方法，其特征在于所述的分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑為十~■燒基硫醇。
全文摘要
有機硅表面施膠劑的制備方法，采用氧化-還原引發(fā)體系，以淀粉為主要原料之一，以交聯(lián)單體、陽離子單體、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、有機硅單體為主要單體，通過無皂乳液聚合法制備了一種有機硅表面施膠劑。主要組分的質(zhì)量百分含量為淀粉6～12％；交聯(lián)單體0.3～1.2％；陽離子單體0.3～1.5％；苯乙烯8～16％；丙烯酸丁酯4～8％；丙烯腈0.5～2％；有機硅單體1～3％。此法制備的表面施膠劑用在瓦楞紙表面施膠中，能夠明顯提高瓦楞紙的抗水性、抗張強度、環(huán)壓強度等應(yīng)用性能。
文檔編號C08F220/18GK102635019SQ201210111208
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者張光華, 李俊國, 趙方 申請人:陜西科技大學