两性生物高分子粘结剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种两性生物高分子粘结剂的制备方法，其特征在于，用阳离子单体、淀粉、高锰酸钾、亲水性单体、硫酸、引发剂、中和剂和交联剂通过聚合反应得到。并公开了该两性生物高分子粘结剂在制备涂布纸底涂涂料中的应用。本发明专利技术两性生物高分子粘结剂是一种能满足造纸涂料用高性能、绿色环保的产品。该粘结剂使用可再生的淀粉作为主要原料，成本低，为环境友好型产品，无VOC。该产品部分替代丁苯胶乳使用，能明显提高纸张的表面强度、耐折度，对其他的指标无影响。

【技术实现步骤摘要】
两性生物高分子粘结剂的制备方法和应用
本专利技术涉及一种两性生物高分子粘结剂，应用于涂布纸的底涂涂料。
技术介绍
乳液被广泛的用于纸张涂料的粘结，在应用过程中，对乳液的性能要求越来越高。随着乳液应用工艺技术的改进和发展，要求乳液具有良好的工艺适用性，其中，最重要还是苯丙乳液的粘结性。乳液应用于纸张涂料中能明显提高纸张的表面强度，减少纸张掉毛掉粉现象。现在造纸涂料中主要使用合成胶乳(如丁苯胶乳、苯丙胶乳等)作为涂料粘结剂，其主要原料以苯乙烯等石化原料为主,不可再生,污染环境,成本高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种两性生物高分子粘结剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案实现:本专利技术一种两性生物高分子粘结剂的制备方法，用阳离子单体、淀粉、高锰酸钾、亲水性单体、硫酸、引发剂、中和剂和交联剂通过聚合反应得到。各组分重量份数如下:淀粉100份、高锰酸钾I ~ 10份、阳离子单体 2 ~ 15份、硫酸0.1 ~ 1份、亲水性单体 2 ~ 10份、引发剂0.3~3份、中和.1~8份、交联剂O, 5~5份、水87, 5-355 份。所述两性生物高分子粘结剂的制备方法包括如下步骤:(a)将引发剂加入5份水中溶解成引发剂水溶液，备用；将高锰酸钾加入2.33~23.3份水中制成高锰酸钾水溶液；将亲水性单体加入10份水中溶解成水溶液。(b)将100份淀粉和49.16份~337.34份水混合均匀，获得釜底料，升温至60~80 0C ；(c)在60~80°C情况下，步骤a)高锰酸钾水溶液及硫酸全部一次性加入釜底料，保温I~3小时；(d)再升温至70~90°C，将占引发剂水溶液总重量20~30%的引发剂水溶液一次性加入釜底料，保温10分钟；再同时滴加阳离子单体、亲水性单体水溶液和余量的引发剂水溶液，滴加时间I~3小时。(e) 70~90°C保温I小时，降温至30_40°C，加入交联剂混合，0.5~I小时后降温至25°C过滤，加入中和剂，调整pH值为4~8，加入适量水稀释调整固含量，得到两性聚合物。所述的阳离子单体优选二甲基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵；所述的淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉中的至少一种；所述的硫酸重量浓度没有特别限定，只要是稀硫酸即可，优选20wt% ；所述的引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种；所述的亲水性单体选自衣康酸、富马酸、马来酸、丙烯酸中的至少一种； 所述的交联剂选自乙二醛、戊二醛、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠中的至少一种；所述的中和剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵中的至少一种，与水混合调整重量浓度为30~55wt%。本专利技术两性生物高分子粘结剂的重量固含量30~55wt%，粘度≤1500mPa.s, pH为4~8。所述两性生物高分子粘结剂，主要应用于涂布纸的底涂涂料。本专利技术人发现，在天然高分子淀粉的分子上接枝阳离子单体及一些亲水性单体，出乎意料的，所得的两性生物高分子粘结剂应用于涂布纸底涂涂料中，与其他成分相容性好，代替一部分丁苯乳液使用对涂料的性能无不良影响，反而能对纸张的表面强度稍有提高。这可能由于在两性生物高分子粘结剂中加入的少量的阳离子成分在纸张涂布后与纤维表面的羟基、羧基等基团产生一定的交联作用，表观反应出表面强度的提高。另外，由于此粘结剂呈两性，与碳酸钙等填料之间起一定作用，减少掉毛掉粉现象及增强纸张表面强度。在本专利技术的体系中添加少量的交联剂，出乎意料的，所得的两性生物高分子粘结剂应用与涂布纸底涂涂料中，代替一部分丁苯胶乳使用性能没有明显下降。这可能由于交联剂的活性基团在涂料干燥过程中能够与纸张纤维或淀粉分子上的羟基等活性基团反应，表观反应为纸张表面强度、耐折度的提高。本专利技术的两性生物高分子粘结剂是一种能满足造纸涂料用高性能、绿色环保的产品。该粘结剂使用可再生的淀粉作为主要原料，成本低，为环境友好型产品，无V0C。该产品部分替代丁苯胶乳使用，能明显提高纸张的表面强度、耐折度，对其他的指标无影响。【具体实施方式】下面给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。实施例1两性生物高分子粘结剂的合成:a)将0.3g过硫酸钾溶解于5g去离子水溶解成引发剂水溶液，备用；lg高锰酸钾溶解于2.33g去离子水溶解成高锰酸钾水溶液；2g衣康酸溶解于IOg去离子水溶解成亲水性单体水溶液。b)将100g玉米淀粉、79.14g去离子水加入1000ml四口烧瓶中，溶解，升温至60 0C ；c)在60°C情况下，将步骤a)高锰酸钾水溶液和Ig硫酸加入四口烧瓶中，60°C保温I小时。d)再升温至70°C，将1.06g引发剂水溶液迅速加入四口烧瓶中，70°C保温10分钟；同时滴加15g 二甲基二烯丙基氯化铵、亲水性单体水溶液和余量的引发剂水溶液，滴加时间I小时。e) 70°C保温I小时，降温至40°C，加入0.5g乙二醛，搅拌0.5小时，再降温至25°C，加入2g氢氧化钠水溶液(重量固含量50wt% )，搅拌10-15分钟，100目筛网过滤出料。得到两性生物高分子粘结剂:重量固含量54.8wt%，粘度1250mPa.s(NDJ-l旋转粘度计测定)，pH = 4.15 (使用PHS-3C精密pH计测得)。实施例2两性生物高分子粘结剂的合成: a)将3g过硫酸钠溶解于5g去离子水溶解成引发剂水溶液，备用；IOg高锰酸钾溶解于23.3g去离子水溶解成高锰酸钾水溶液；IOg富马酸溶解于IOg去离子水溶解成亲水性单体水溶液。b)将100g木薯淀粉、262.3g去离子水加入1000ml四口烧瓶中，溶解，升温至80 0C ；c)在80°C情况下，将步骤a)高锰酸钾水溶液和0.1g硫酸加入四口烧瓶中，80°C保温I小时。d)再升温至90°C，将2.4g引发剂水溶液迅速加入四口烧瓶中，90°C保温10分钟；同时滴加2g甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵、亲水性单体水溶液和余量的引发剂水溶液，滴加时间3小时。e) 90°C保温I小时，降温至30°C，加入5g戊二醛，搅拌I小时，再降温至25°C，加入26.7g氢氧化铵水溶液(重量固含量30wt% )，搅拌10-15分钟，100目筛网过滤出料。得到两性生物高分子粘结剂:重量固含量30.5wt%，粘度84mPa.s (NDJ-1旋转粘度计测定)，pH = 7.86(使用PHS-3C精密pH计测得)。实施例3两性生物高分子粘结剂的合成:a)将2g过硫酸铵溶解于5g去离子水溶解成引发剂水溶液，备用；8g高锰酸钾溶解于18.7g去离子水溶解成高锰酸钾水溶液；5g丙烯酸溶解于IOg去离子水溶解成亲水性单体水溶液。b)将100g 土豆淀粉、95g去离子水加入1000ml四口烧瓶中，溶解，升温至70°C ；c)在70°C情况下，将步骤a)高锰酸钾水溶液和0.5g硫酸加入四口烧瓶中，70°C保温I小时。d)再升温至80°C，将1.5g引发剂水溶液迅速加入四口烧瓶中，80°C保温10分钟；同时滴加IOg甲基丙烯酸酰氧乙基三甲基氯化铵、亲水性单体水溶液和余量的引发剂水溶液，滴加时间2小时。e)80°C保温I小时，降温至35°C，加入Ig戊二醛、2g六偏磷酸钠，搅拌0.8小时，再降温至25°C，加入IO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两性生物高分子粘结剂的制备方法，其特征在于，用阳离子单体、淀粉、高锰酸钾、亲水性单体、硫酸、引发剂、中和剂和交联剂通过聚合反应得到。

【技术特征摘要】
1.一种两性生物高分子粘结剂的制备方法，其特征在于，用阳离子单体、淀粉、高锰酸钾、亲水性单体、硫酸、引发剂、中和剂和交联剂通过聚合反应得到。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤: a)将引发剂加入5份水中溶解成引发剂水溶液，备用；将高锰酸钾加入2.33~23.3份水中制成高锰酸钾水溶液；将亲水性单体加入10份水中溶解成水溶液。 b)将100份淀粉和49.16份~337.34份水混合均匀，获得釜底料，升温至60~80°C ； c)在60~80°C情况下，步骤a)高锰酸钾水溶液及硫酸全部一次性加入釜底料，保温I~3小时； d)再升温至70~90°C，将占引发剂水溶液总重量20~30%的引发剂水溶液一次性加入釜底料，保温10分钟；再同时滴加阳离子单体、亲水性单体水溶液和余量的引发剂水溶液，滴加时间I~3小时。 e)70~90°C保温I小时，降温至30-40°C，加入交联剂混合，0.5~I小时后降温至25°C过滤，加入中和剂，调整pH值为4~8，加入适量水稀释调整固含量，得到两性聚合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，各组份的重量份数如下:淀粉1...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，尹东华，王养臣，
申请(专利权)人：上海东升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31