專利名稱：：瓦楞紙專用表面施膠劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種瓦楞紙專用表面施膠劑。
背景技術(shù)：
：紙張，特別是瓦楞紙、板紙的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在1)正從高克重向低克重方向發(fā)展。2)采用廢紙代替木漿，但成紙的強度差，吸水值高。3)由于內(nèi)部施膠可變因素較多所導致的紙張質(zhì)量不穩(wěn)定、檔次很難提高的問題，使得生產(chǎn)廠家少用或放棄內(nèi)部施膠，采用表面施膠進行彌補的工藝成為流行趨勢。用于上述表面施膠的施膠劑要求a)提高環(huán)壓強度；b)大幅降低C0bb值(吸水值)；C)熟化速度快，要求下機就熟。但是現(xiàn)在的表面施膠劑雖能提高瓦楞紙一定的環(huán)壓強度，但是施膠劑用量大，成本高。中國專利CN101148842A公開的一種施膠劑，雖然熟化速度快，并且不返潮，但是對于瓦楞紙的環(huán)壓強度提高不大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種瓦楞紙專用表面施膠劑及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本發(fā)明的瓦楞紙專用表面施膠劑，其特征在于，各組分及重量分數(shù)如下瓦楞紙用表面施膠劑基料100份，鈉基膨潤土分散液510份，重量固含量為20wt%40wt%，pH=26;制備方法包括如下步驟將瓦楞紙用表面施膠劑基料、鈉基膨潤土分散液和去離子水混合，即獲得瓦楞紙專用表面施膠劑；所述的瓦楞紙用表面施膠劑基料，其制備方法，包括以下步驟將陽離子單體、交聯(lián)單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯、分散劑、乳化劑和引發(fā)劑，在40'C95'C條件下，進行自由基乳液聚合，，反應(yīng)時間為28小時，獲得瓦楞紙用表面施膠劑基料，pH=26，重量固含量20wt%40wt%。在反應(yīng)體系中，組分和重量分數(shù)如下陽離子單體38份交聯(lián)單體15份(甲基)丙烯酸酯類單體2040份(甲基)苯乙烯100份分散劑2050份乳化劑0.52份引發(fā)劑0.32份水210830份所說的陽離子單體選自丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨中的至少一種；所說的交聯(lián)單體選自丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N-丁氧甲基丙烯酸、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯、二甲基間異丙烯基苯基異氰酸酯或甲基丙烯酸丙基一甲基一二乙氧基硅氧垸中的至少一種；所說的(甲基)丙烯酸酯類單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸異辛酯中的至少一種；所說的分散劑為明膠，重均分子量為10000100000g/mol;所說的乳化劑為陽離子表面活性劑，陽離子表面活性劑選自<:12~18烷基聚氧乙烯(11=520)三甲基氯化銨中的至少一種；所說的引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉中的至少一種；所說的鈉基膨潤土分散液的制備方法，包括以下步驟將酸性分散劑、水、鈉基膨潤土和鋯珠放入研磨罐中，進行研磨分散，過濾，得到鈉基膨潤土分散液；研磨分散時間46小時，研磨轉(zhuǎn)速600800轉(zhuǎn)/分鐘；所說的鈉基膨潤土分散液，分散體系中，組分和重量分數(shù)如下-鈉基膨潤土100份酸性分散劑0.21份鋯珠100份水150240份所說的鈉基膨潤土可以采用市售產(chǎn)品，如河南省新天地礦業(yè)有限公司的產(chǎn)品；所說的酸性分散劑為聚丙烯酸鈉水溶液，固含量為4060wt%，pH=46，分子量為30004000;所說的鋯珠是一種氧化鋯珠(如日本TOSOH氧化鋯珠，上海茂倉貿(mào)易有限公司)，作為研磨介質(zhì)使用；所述的瓦楞紙專用表面施膠劑可用于瓦楞原紙的表面處理。本發(fā)明瓦楞紙專用表面施膠劑的制備方法中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在瓦楞紙用表面施膠劑基料中加入鈉基膨潤土分散液，能大幅度提高表面施膠的效果，增強瓦楞紙環(huán)壓強度的同時能降低瓦楞紙的Cobb值。眾所周知，在紙張中添加無機物，會降低紙張的強度。然而，在本發(fā)明中添加鈉基膨潤土分散液卻能增強瓦楞紙的環(huán)壓強度，這可能由于鈉基膨潤土中具有大量的鋁鎂離子，能夠與瓦楞紙表面纖維的羥基結(jié)合，同時也能與淀粉中的大量羥基、羧基結(jié)合，可以加強瓦楞紙表面施膠劑基料與纖維、淀粉相互之間的作用，而能增強瓦楞紙的環(huán)壓強度。鈉基膨潤土本身具有一定的疏水性，制成的鈉基膨潤土分散液也繼承了這種性能。將它加入瓦楞紙表面施膠劑基料中，能夠改善施膠劑施膠后紙張的疏水性，降低紙張的Cobb值。本發(fā)明的瓦楞紙專用表面施膠劑是一種能滿足紙張表面施膠用的高性能、環(huán)保的產(chǎn)品。該產(chǎn)品與淀粉一起對瓦楞原紙進行表面施膠，不但能顯著改善Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高瓦楞紙的環(huán)壓強度，降低淀粉的用量，能適應(yīng)高強度瓦楞紙發(fā)展的需要。具體實施例方式實施例1(1)瓦楞紙用表面施膠劑基料的制備在帶有冷凝器、滴加裝置、攪拌器、溫度計的1000ml四口燒瓶中，加入20克分子量為10000g/mol的明膠，214.5克去離子水，升溫至85。C溶解，降溫至45°C。加入2克25wt。/。十八烷基聚氧乙烯(15)三甲基氯化銨水溶液，加熱至95°C，加入1.5克20wt%過硫酸銨水溶液，滴加以下混合單體苯乙烯100克，丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲院季銨3克，N-丁氧甲基丙烯酸l克，丙烯酸正丁酯20克，l小時加完。于95。C維持反應(yīng)1小時，冷卻至35i:，pH=2.0。經(jīng)IOO目濾網(wǎng)過濾，得瓦楞紙用表面施膠劑基料，固含量39.9wty。。(2)鈉基膨潤土分散液的制備將100g鋯珠(日本TOSOH氧化鋯珠，上海茂倉貿(mào)易有限公司)、0.2g聚丙烯酸鈉水溶液(固含量為40wt%,分子量為3000，pH=4)禾Q150.3g去離子水加入1L研磨罐中，將研磨罐裝好，開動研磨機，轉(zhuǎn)磨轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，再向研磨罐中加入100g鈉基膨潤土，研磨分散4小時。采用200目不銹鋼篩網(wǎng)過濾，得到鈉基膨潤土分散液，固含量40.2wt%。(3)瓦楞紙專用表面施膠劑的制備將步驟1制備的瓦楞紙用表面施膠劑基料200g和步驟2制備的鈉基膨潤土分散液lOg加入1000ml四口燒瓶中混合，攪拌10分鐘。制得瓦楞紙專用表面施膠劑，固含量39.8wt%，pH=2.1。實施例2(1)瓦楞紙用表面施膠劑基料的制備在帶有冷凝器、滴加裝置、攪拌器、溫度計的2000ml四口燒瓶中，加入50克分子量為lOOOOOg/mol的明膠，808克去離子水，升溫至85。C溶解，降溫至45°C。加入20克10wt。/。十二烷基聚氧乙烯(20)三甲基氯化銨水溶液，加入4克50wt。/。過硫酸鉀水溶液，滴加以下混合單體甲基苯乙烯100克，甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化銨8克，二乙烯基苯5克，甲基丙烯酸異辛酯40克，6小時加完。于40。C維持反應(yīng)2小時，冷卻至25°C，pH=5.85。經(jīng)100目濾網(wǎng)過濾，得瓦楞紙用表面施膠劑基料，固含量20.1wt%。(2)鈉基膨潤土分散液的制備將100g鋯珠(氧化鋯珠ZIRSTAR,圣戈班集團西普公司)、lg聚丙烯酸鈉水溶液(固含量為45wt%，分子量為4000，pH=6)和235.7g去離子水加入1L研磨罐中，將研磨罐裝好，開動研磨機，轉(zhuǎn)磨轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分鐘，再向研磨罐中加入100g鈉基膨潤土，研磨分散6小時。采用200目不銹鋼篩網(wǎng)過濾，得到鈉基膨潤土分散液，固含量30.1wt%。(3)瓦楞紙專用表面施膠劑的制備將步驟1制備的瓦楞紙用表面施膠劑基料200g、步驟2制備的鈉基膨潤土分散液20g和10g去離子水加入1000ml四口燒瓶中混合，攪拌10分鐘。制得瓦楞紙專用表面施膠劑，固含量20.15wt。/。，pH=5.89。實施例3(l)瓦楞紙用表面施膠劑基料的制備在帶有冷凝器、滴加裝置、攪拌器、溫度計的1000ml四口燒瓶中，加入35克分子量為80000g/mol的明膠，395.3克蒸餾水，升溫至85'C溶解。降溫至45"C。加入10克10\^%十四垸基聚氧乙烯(8)三甲基氯化銨水溶液，加熱至6(TC，加入5克20wt。/。過硫酸鈉水溶液，滴加以下混合單體苯乙烯100克，二烯丙基二甲基氯化銨5克，丙烯酸氨基乙酯3克，甲基丙烯酸甲酯30克，4小時加完。于60'C維持反應(yīng)2小時，冷卻至35"C，pH=3.5。經(jīng)100目濾網(wǎng)過濾，得瓦楞紙用表面施膠劑基料，固含量30.2wt。/。。(2)鈉基膨潤土分散液的制備將100g鋯珠(氧化鋯珠ZIRSTAR⑧，圣戈班集團西普公司)、0.5g聚丙烯酸鈉水溶液(固含量為52wt。/。。分子量3500,pH=5)和186.64g去離子水加入1L研磨罐中，將研磨罐裝好，開動研磨機，轉(zhuǎn)磨轉(zhuǎn)速700轉(zhuǎn)/分鐘，再向研磨罐中加入100g鈉基膨潤土，研磨分散5小時。采用200目不銹鋼篩網(wǎng)過濾，得到鈉基膨潤土分散液，固含量34.9wt%。(3)瓦楞紙專用表面施膠劑的制備將步驟1制備的瓦楞紙用表面施膠劑基料200g、步驟2制備的鈉基膨潤土分散液15g和2.5g去離子水加入1000ml四口燒瓶中混合，攪拌10分鐘。制得瓦楞紙專用表面施膠劑，固含量30.1wt。/。，pH=3.80。實施例4(1)瓦楞紙用表面施膠劑基料的制備-在帶有冷凝器、滴加裝置、攪拌器、溫度計的1000ml四口燒瓶中，加入30克分子量為50000的明膠，495.6克去離子水，升溫至85。C溶解。降溫至35'C。加入6克25wt。/。十八烷基聚氧乙烯(5)三甲基氯化銨水溶液，加熱至70。C，加入1.4克50wt。/。過硫酸銨水溶液，滴加以下混合單體甲基苯乙烯100克，丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨3克，甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化銨3克、N-羥甲基丙烯酰胺2克，甲基丙烯酸乙酯25克，3小時加完。于7(TC維持反應(yīng)1小時，冷卻至35'C，pH=4.5。經(jīng)100目濾網(wǎng)過濾，得瓦楞紙用表面施膠劑基料，固含量25.2wte/。。(2)鈉基膨潤土分散液的制備將100g鋯珠(日本TOSOH氧化鋯珠，上海茂倉貿(mào)易有限公司)、0.8g聚丙烯酸鈉水溶液(固含量為58wt。/。，分子量3800，pH=5)和164.46g去離子水加入1L研磨罐中，將研磨罐裝好，開動研磨機，轉(zhuǎn)磨轉(zhuǎn)速750轉(zhuǎn)/分鐘，再向研磨罐中加入100g鈉基膨潤土，研磨分散5.5小時。采用200目不銹鋼篩網(wǎng)過濾，得到鈉基膨潤土分散液，固含量37.85wt%。(3)瓦楞紙專用表面施膠劑的制備將步驟1制備的瓦楞紙用表面施膠劑基料200g、步驟2制備的鈉基膨潤土分散液18g和9.36g去離子水加入1000ml四口燒瓶中混合，攪拌10分鐘。制得瓦楞紙專用表面施膠劑，固含量24.8wt。/。，pH=4.3。實施例5(1)瓦楞紙用表面施膠劑基料的制備在帶有冷凝器、滴加裝置、攪拌器、溫度計的1000ml四口燒瓶中，加入40克分子量為20000的明膠，397.8克蒸餾水，升溫至85。C溶解。降溫至35'C。加入3.2克25wt%十六垸基聚氧乙烯(10)三甲基氯化銨水溶液，加熱至80°C，加入3克50wt。/。過硫酸鉀水溶液，滴加以下混合單體苯乙烯100克，二烯丙基二甲基氯化銨4克，雙丙烯酸乙二醇酯4克，丙烯酸甲酯35克，2小時加完。于80。C維持反應(yīng)1小時，冷卻至35'C，pH=4.1。經(jīng)100目濾網(wǎng)過濾，得瓦楞紙用表面施膠劑基料，固含量35.4wtM。(2)鈉基膨潤土分散液的制備將100g鋯珠(日本TOSOH氧化鋯珠，上海茂倉貿(mào)易有限公司)、0.4g聚丙烯酸鈉水溶液(固含量為55wt%，分子量3300，pH=5)和186.4g去離子水加入1L研磨罐中，將研磨罐裝好，開動研磨機，轉(zhuǎn)磨轉(zhuǎn)速650轉(zhuǎn)/分鐘，再向研磨罐中加入100g鈉基膨潤土，研磨分散4.5小時。采用200目不銹鋼篩網(wǎng)過濾，得到鈉基膨潤土分散液，固含量34.95wt%。(3)瓦楞紙專用表面施膠劑的制備將步驟1制備的瓦楞紙用表面施膠劑基料200g和步驟2制備的鈉基膨潤土分散液12g加入1000ml四口燒瓶中混合，攪拌10分鐘。制得瓦楞紙專用表面施膠劑，固含量34.87wt%，pH=3.8。實施例6在瓦楞紙上表面施膠對比例按中國專利CN101148842A方法制備的施膠劑，固含量為20wt%。將實施例15配方制備的施膠劑，用去離子水稀釋至20wt%施膠液的配制配制500克10wt。/。氧化淀粉水溶液，升溫至9(TC，糊化20分鐘，降溫至4(TC，再加入對比例與實施例15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。X)。Cobb值測定采用杭州輕通博科自動化技術(shù)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。環(huán)壓強度測定11采用杭州輕通博科自動化技術(shù)有限公司的CT300A壓縮強度測試儀檢測待測紙樣。在瓦楞紙上表面施膠使用對比例和實施例15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/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。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從上述應(yīng)用結(jié)果可以看出使用本發(fā)明實施例15制備的施膠劑，與對比例相比，能大幅度提高紙張的環(huán)壓強度、顯著改善Cobb值。權(quán)利要求1.瓦楞紙專用表面施膠劑，其特征在于，各組分及重量分數(shù)如下瓦楞紙用表面施膠劑基料100份，鈉基膨潤土分散液5～10份，所說的鈉基膨潤土分散液的組分和重量分數(shù)如下鈉基膨潤土100份酸性分散劑0.2～1份鋯珠100份水150～240份所說的酸性分散劑為聚丙烯酸鈉水溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙專用表面施膠劑，其特征在于，聚丙烯酸鈉水溶液固含量為4060wt%，pH=46，分子量為30004000。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙專用表面施膠劑，其特征在于，所述的瓦楞紙用表面施膠劑基料，其制備方法，包括以下步驟將陽離子單體、交聯(lián)單體、(甲基)丙烯酸酯類單體、(甲基)苯乙烯、分散劑、乳化劑和引發(fā)劑，在40。C95。C條件下，進行自由基乳液聚合，反應(yīng)時間為28小時，獲得瓦楞紙用表面施膠劑基料，pH=26，重量固含量20wt%40wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瓦楞紙專用表面施膠劑，其特征在于，陽離子單體38份交聯(lián)單體15份(甲基)丙烯酸酯類單體2040份(甲基)苯乙烯100份分散劑2050份乳化劑0.52份引發(fā)劑0.32份水210830份所說的陽離子單體選自丙烯酸二甲胺基乙酯一氯甲烷季銨、甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化銨或二烯丙基二甲基氯化銨中的至少一種；所說的交聯(lián)單體選自丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、N-丁氧甲基丙烯酸、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸氨基丙酯、二甲基間異丙烯基苯基異氰酸酯或甲基丙烯酸丙基一甲基一二乙氧基硅氧烷中的至少一種；所說的(甲基)丙烯酸酯類單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸異辛酯中的至少一種；所說的分散劑為明膠，重均分子量為10000100000g/mol;所說的乳化劑為陽離子表面活性劑，陽離子表面活性劑選自d2i8烷基聚氧乙烯(n=520)三甲基氯化銨中的至少一種；所說的弓I發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉中的至少一種。5.制備權(quán)利要求14任一項所述的瓦楞紙專用表面施膠劑的方法，其特征在于，包括如下步驟將瓦楞紙用表面施膠劑基料、鈉基膨潤土分散液和去離子水混合，即獲得瓦楞紙專用表面施膠劑。6.根據(jù)權(quán)利要求14任一項所述的瓦楞紙專用表面施膠劑的應(yīng)用，其特征在于，用于瓦楞原紙的表面處理。全文摘要本發(fā)明提供了一種瓦楞紙專用表面施膠劑及其制備方法和應(yīng)用，瓦楞紙專用表面施膠劑各組分及重量分數(shù)如下瓦楞紙用表面施膠劑基料100份，鈉基膨潤土分散液5～10份，鈉基膨潤土分散液的組分和重量分數(shù)如下鈉基膨潤土100份，酸性分散劑0.2～1份，鋯珠100份，水150～240份，酸性分散劑為聚丙烯酸鈉水溶液。本發(fā)明的瓦楞紙專用表面施膠劑是一種能滿足紙張表面施膠用的高性能、環(huán)保的產(chǎn)品。該產(chǎn)品與淀粉一起對瓦楞原紙進行表面施膠，不但能顯著改善Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高瓦楞紙的環(huán)壓強度，降低淀粉的用量，能適應(yīng)高強度瓦楞紙發(fā)展的需要。文檔編號D21H21/14GK101314930SQ20081004079公開日2008年12月3日申請日期2008年7月21日優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日發(fā)明者尹東華,施曉旦,王養(yǎng)臣申請人:上海東升新材料有限公司