專利名稱：瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，具體是一種納米二氧化硅改性淀粉接枝共聚物瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)紙箱行業(yè)采用的瓦楞原紙一般都是草漿、或廢紙作原料制取，由于紙箱行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，出于成本等諸多因素的考慮，市場(chǎng)上紙箱紙板企業(yè)較多地使用C級(jí)瓦楞原紙，但是實(shí)際上很多瓦楞原紙達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)。因此普通瓦楞原紙普遍存在質(zhì)量差、強(qiáng)度低、缺陷多，導(dǎo)致在生產(chǎn)瓦楞紙板過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生斷紙現(xiàn)象，導(dǎo)致停機(jī)或產(chǎn)品報(bào)廢，原紙利用低，使成本增高，瓦楞紙板質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可以在制作瓦楞紙板過(guò)程中增強(qiáng)瓦楞紙板強(qiáng)度的水性增強(qiáng)劑。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，采用下述順序步驟制備而得
(1)將氫氧化鈉加入到水中配制成氫氧化鈉溶液，將淀粉和陽(yáng)離子醚化劑加入到氫氧化鈉溶液中攪拌均勻，在80 100°C下糊化10 30分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液；所述氫氧化鈉水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比為1 :15 25 :40 60 :1 5 ；
(2)在容器中按重量比101加入水和陽(yáng)離子淀粉溶液，邊攪拌邊升溫至45°C，加入氧化劑進(jìn)行氧化；氧化劑用量占體系的質(zhì)量百分含量為1% ；
(3)氧化完畢后升溫至90°C使氧化淀粉開(kāi)始糊化，繼續(xù)糊化30min；
(4)降溫至70°C，加入碳酸氫鈉和N-羥甲基丙烯酰胺，開(kāi)始滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合溶液，攪拌30min ；其中碳酸氫鈉、N-羥甲基丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯占體系的質(zhì)量百分含量分別為0. 8%、1. 2%、4. 6%、3. 8%、1. 5% ；
(5)加入引發(fā)劑，升溫至85°C，加入納米二氧化硅攪拌1個(gè)小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，從而制得納米二氧化硅改性淀粉接枝共聚物瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑；其中引發(fā)劑、納米二氧化硅占體系的質(zhì)量百分含量分別為3%、2%。步驟(1)的陽(yáng)離子淀粉可使制得水性增強(qiáng)劑具有良好的均涂性和粘度穩(wěn)定性，其保水性能控制乳液對(duì)紙基的滲透，使涂布紙具有良好的印刷性能。優(yōu)選地，步驟(1)中，將氫氧化鈉溶解在水中制得氫氧化鈉溶液后，將淀粉加入到溶液中，攪拌IOmin ；再將陽(yáng)離子醚化劑加入到淀粉中攪拌均勻，在90°C的溫度下糊化20分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液。優(yōu)選地，步驟(1)中，所述的陽(yáng)離子醚化劑采用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。優(yōu)選地，步驟(1)中，氫氧化鈉水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比=1 20 50 :3。優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的氧化劑采用過(guò)硫酸鉀。
優(yōu)選地，步驟(5)中，所述的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨。本發(fā)明制備步驟(4)中，碳酸氫鈉用于調(diào)節(jié)pH，N-羥甲基丙烯酰胺作為功能性單體。本發(fā)明的水性高分子增強(qiáng)劑乳液使用時(shí)，涂覆于瓦楞原紙表面，其在一定溫度和壓力下發(fā)揮其作用，其中的一部分不飽和基團(tuán)同原紙中的纖維素產(chǎn)生交聯(lián)固化作用，成為一個(gè)整體；部分滲透到原紙纖維內(nèi)部，調(diào)節(jié)原紙的吸濕量，使瓦楞原紙自身水分達(dá)到均衡， 從而實(shí)現(xiàn)保濕、增韌、增強(qiáng)原紙強(qiáng)度的目的。同時(shí)增強(qiáng)劑干固后自身成膜，緊緊地粘附在原紙上，從而大大提高瓦楞原紙的抗拉、環(huán)壓強(qiáng)度。將本發(fā)明的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑施工在瓦楞紙板上的方法是多種多樣的，如采用噴涂或涂覆的方法
一、在瓦楞紙板生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)噴嘴將一定量的增強(qiáng)劑噴涂在瓦楞原紙表面，水性增強(qiáng)劑在瓦楞紙板制造過(guò)程中與紙板結(jié)合在一起；
二、在柔性版預(yù)印機(jī)上光部位增加一根涂覆輥，在面紙的表面涂一層增強(qiáng)層，再經(jīng)烘道部分后，面紙表面增強(qiáng)劑固化后自身成膜，緊緊地粘附在原紙上，從而大大提高瓦楞原紙的抗拉、環(huán)壓強(qiáng)度。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有下述有益效果
一、本水性增強(qiáng)劑在一定溫度和壓力條件下，分子間形成一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如同在紙張內(nèi)部加入“分子鋼筋”，提高了紙和紙板的強(qiáng)度；
二、本水性增強(qiáng)劑在紙張表面能形成致密的膜，可有效阻止水對(duì)紙板的滲透，同時(shí)提高紙板的物理性能；
三、在瓦楞紙板生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)噴嘴或者涂覆輥來(lái)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)瓦楞紙強(qiáng)度的作用，不需要單獨(dú)購(gòu)買設(shè)備。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1
一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，采用下述順序步驟制備而得
(1)將氫氧化鈉溶解在水中制得氫氧化鈉溶液后，將淀粉加入到溶液中，攪拌IOmin； 再將陽(yáng)離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨加入到淀粉中攪拌均勻，在90°C的溫度下糊化20分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液；氫氧化鈉水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比 =1 20 50 3 ；
(2)在容器中按重量比101加入水和陽(yáng)離子淀粉溶液，邊攪拌邊升溫至45°C，加入氧化劑過(guò)硫酸鉀進(jìn)行氧化；氧化劑用量占體系的質(zhì)量百分含量為1% ；
(3)氧化完畢后升溫至90°C使氧化淀粉開(kāi)始糊化，繼續(xù)糊化30min；
(4)降溫至70°C，加入碳酸氫鈉和N-羥甲基丙烯酰胺，開(kāi)始滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合溶液，攪拌30min ；其中碳酸氫鈉、N-羥甲基丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯占體系的質(zhì)量百分含量分別為0. 8%、1. 2%、4. 6%、3. 8%、1. 5% ；
(5)加入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，升溫至85°C，加入納米二氧化硅攪拌1個(gè)小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，從而制得納米二氧化硅改性淀粉接枝共聚物瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑；其中引發(fā)劑、納米二氧化硅占體系的質(zhì)量百分含量分別為3%、2%。實(shí)施例2
一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，采用下述順序步驟制備而得
(1)將氫氧化鈉溶解在水中制得氫氧化鈉溶液后，將淀粉加入到溶液中，攪拌IOmin； 再將陽(yáng)離子醚化劑3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨加入到淀粉中攪拌均勻，在95°C的溫度下糊化20分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液；氫氧化鈉水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比 =1 22 55 3 ；
(2)在容器中按重量比10:1加入水和陽(yáng)離子淀粉溶液，邊攪拌邊升溫至45°C，加入氧化劑過(guò)硫酸鉀進(jìn)行氧化；氧化劑用量占體系的質(zhì)量百分含量為1% ；
(3)氧化完畢后升溫至90°C使氧化淀粉開(kāi)始糊化，繼續(xù)糊化30min；
(4)降溫至70°C，加入碳酸氫鈉和N-羥甲基丙烯酰胺，開(kāi)始滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合溶液，攪拌30min ；其中碳酸氫鈉、N-羥甲基丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯占體系的質(zhì)量百分含量分別為0. 8%、1. 2%、4. 6%、3. 8%、1. 5% ；
(5)加入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，升溫至85°C，加入納米二氧化硅攪拌1個(gè)小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，從而制得納米二氧化硅改性淀粉接枝共聚物瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑；其中引發(fā)劑、納米二氧化硅占體系的質(zhì)量百分含量分別為3%、2%。效果例1
將本發(fā)明的水性增強(qiáng)劑分別涂覆到瓦楞原紙和箱板紙上，處理前后的各項(xiàng)物理性能對(duì)比如下表1。表1瓦楞原紙與箱板紙?jiān)鰪?qiáng)前后物理性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于采用下述順序步驟制備而得(1)將氫氧化鈉加入到水中配制成氫氧化鈉溶液，將淀粉和陽(yáng)離子醚化劑加入到氫氧化鈉溶液中攪拌均勻，在80 100°C下糊化10 30分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液；所述氫氧化鈉水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比為1 :15 25 40 60 :1 5 ；(2)在容器中按重量比101加入水和陽(yáng)離子淀粉溶液，邊攪拌邊升溫至45°C，加入氧化劑進(jìn)行氧化；氧化劑用量占體系的質(zhì)量百分含量為1% ；(3)氧化完畢后升溫至90°C使氧化淀粉開(kāi)始糊化，繼續(xù)糊化30min；(4)降溫至70°C，加入碳酸氫鈉和N-羥甲基丙烯酰胺，開(kāi)始滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合溶液，攪拌30min ；其中碳酸氫鈉、N-羥甲基丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯占體系的質(zhì)量百分含量分別為0. 8%、1. 2%、4. 6%、3. 8%、1. 5% ；(5)加入引發(fā)劑，升溫至85°C，加入納米二氧化硅攪拌1個(gè)小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，保溫結(jié)束后，自然冷卻至室溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，從而制得納米二氧化硅改性淀粉接枝共聚物瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑；其中引發(fā)劑、納米二氧化硅占體系的質(zhì)量百分含量分別為3%、2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于步驟(1)中，將氫氧化鈉溶解在水中制得氫氧化鈉溶液后，將淀粉加入到溶液中，攪拌IOmin ；再將陽(yáng)離子醚化劑加入到淀粉中攪拌均勻，在90°C的溫度下糊化20分鐘，得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于步驟(1)中，所述的陽(yáng)離子醚化劑采用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于步驟(1)中，氫氧化鈉 水淀粉陽(yáng)離子醚化劑的重量比=1 20 50 :3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于步驟(2)中，所述的氧化劑采用過(guò)硫酸鉀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，其特征在于步驟(5)中，所述的引發(fā)劑采用過(guò)硫酸銨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑，采用下述順序步驟制備而得(1)將淀粉和陽(yáng)離子醚化劑加入到氫氧化鈉溶液中攪拌均勻，糊化得到澄清的陽(yáng)離子淀粉溶液；(2)在容器中加入水和陽(yáng)離子淀粉溶液，加入氧化劑進(jìn)行氧化；(3)氧化完畢后升溫開(kāi)始糊化；(4)降溫至70℃，加入碳酸氫鈉和N-羥甲基丙烯酰胺，開(kāi)始滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯混合溶液；(5)加入引發(fā)劑，保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，冷卻，用氨水調(diào)節(jié)pH值至中性，從而制得瓦楞紙表面水性增強(qiáng)劑。本發(fā)明的水性增強(qiáng)劑在分子間形成一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了紙和紙板的強(qiáng)度；在紙張表面能形成致密的膜，可有效阻止水對(duì)紙板的滲透，同時(shí)提高紙板的物理性能。
文檔編號(hào)D21H21/18GK102367641SQ201110299129
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者劉鷹, 張剛 申請(qǐng)人:綠成包裝集團(tuán)有限公司