一种表面施胶剂、原料组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种表面施胶剂、原料组合物及其制备方法和应用。表面施胶剂的原料组合物包括如下重量份数的组分：1份生物质基材料、0.003～0.2份碱性物质、0.15～1.5份“硬单体和软单体”、0.015～0.2份引发剂、0.03～0.5份络合剂、0.03～0.6份功能性单体、0.06～0.5份乳化剂和1.5～5份水；功能性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种；乳化剂的结构式为

【技术实现步骤摘要】
一种表面施胶剂、原料组合物及其制备方法和应用
本专利技术具体涉及一种表面施胶剂、原料组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
随着我国废纸用量的增加，废纸的循环使用导致纸张性能特别是强度性能明显下降，另外废纸浆和高得率浆中含有大量的阴离子垃圾，由于纤维本身也显负电性，使得浆内化学品助剂难以达到理想效果，而采用表面施胶技术可以很好地克服此类缺点。传统的苯丙胶乳主要由苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸共聚而成，仅靠这些小分子单体合成的苯丙乳液存在许多问题，包括抗水性不足，耐水性耐候性易受乳化剂的影响等。因此，本领域亟需提供一种抗水性能强，可有效提高瓦楞原纸的环压强度的表面施胶剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中使用苯丙胶乳表面施胶剂会导致纸业掉毛粉，抗水性能不足，耐水性耐候性易受乳化剂的影响，成膜温度高等缺陷而提供一种表面施胶剂、原料组合物及其制备方法和应用。本专利技术中的表面施胶剂抗水性能好，能提高瓦楞原纸的环压强度，粘度较小，在使用过程中可有效解决粘辊及破洞问题，与淀粉施胶剂的相容性较好。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供一种表面施胶剂的原料组合物，其包括如下重量份数的组分：1份生物质基材料、0.003～0.2份碱性物质、0.15～1.5份“硬单体和软单体”、0.015～0.2份引发剂、0.03～0.5份络合剂、0.03～0.6份功能性单体、0.06～0.5份乳化剂和1.5～5份水；所述功能性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种；所述乳化剂的结构式为其中，R为C10-C14烷基。本专利技术中，所述生物质基材料可为本领域常规使用的生物质基材料，较佳地为生物质和/或改性生物质。其中，所述生物质可为本领域常规使用的生物质，较佳地为纤维素、半纤维素、木素、天然橡胶、甲壳素和壳聚糖中的一种或多种，更佳地为壳聚糖，例如江苏古贝生物科技有限公司生产的型号为KJT-10的壳聚糖。所述纤维素的数均分子量可为本领域常规的数均分子量，一般为小于等于20000，较佳地为18000～20000。所述木素的数均分子量可为本领域常规的数均分子量，一般为小于等于2000，较佳地为1500～2000。所述壳聚糖的数均分子量可为本领域常规的数均分子量，一般为5000～10000。其中，所述改性生物质可为本领域常规使用的改性生物质，较佳地为羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素和碱木素中的一种或多种，更佳地为羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素和碱木素中的任一种。所述羟丙基甲基纤维素可为本领域常规使用的羟丙基甲基纤维素，例如山东鸿泉化工科技有限公司生产的工业级，低粘度的羟丙基甲基纤维素。所述羟甲基纤维素可为本领域常规使用的羟甲基纤维素，例如河北任丘市金誉化工有限公司生产的型号为jy-004的羟甲基纤维素。所述碱木素可为本领域常规使用的碱木素，例如山东宏巨生产的工业级碱木素。本专利技术中，所述碱性物质可为本领域常规使用的碱性物质，较佳地为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠和醋酸钠中的一种或多种，更佳地为氢氧化钠。较佳地，本专利技术中，所述碱性物质以碱性物质水溶液的形式添加。所述碱性物质水溶液中，所述碱性物质占所述碱性物质水溶液的质量百分数可为本领域常规，较佳地为30％～35％。较佳地，所述碱性物质水溶液可为质量百分数为32％的氢氧化钠水溶液。本专利技术中，所述硬单体可为本领域常规使用的硬单体，较佳地为苯乙烯、1,3-丁二烯和1,4-戊二烯中的一种或多种，更佳地为苯乙烯、1,3-丁二烯和1,4-戊二烯中的任一种。本专利技术中，所述软单体可为本领域常规使用的软单体，较佳地为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种，更佳地为甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯。本专利技术中，所述引发剂可为本领域常规使用的引发剂，较佳地为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、偶氮类引发剂、硝酸铈铵和过碳酸盐中一种或多种，更佳地为过硫酸钾、过硫酸铵和硝酸铈铵中的任一种。较佳地，本专利技术中，所述引发剂以引发剂水溶液的形式添加。所述引发剂水溶液中所述引发剂占所述引发剂水溶液的质量百分数可为本领域常规，较佳地为4％～12％，更佳地为5％～10％。更佳地，所述引发剂水溶液可为质量百分数为4％～12％的过硫酸钾水溶液、质量百分数为4％～12％的过硫酸铵水溶液和质量百分数为4％～12％的硝酸铈铵水溶液中的一种或多种，例如，质量百分数为5％过硫酸钾水溶液、质量分数为5％～10％的过硫酸铵水溶液和质量百分数为5％的硝酸铈铵水溶液中的任一种。本专利技术中，所述络合剂可为本领域常规使用的络合剂，较佳地为乙二胺四乙酸盐，更佳地为乙二胺四乙酸二钠和/或乙二胺四乙酸四钠。本专利技术中，所述功能性单体较佳地为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的任一种。本专利技术中，所述乳化剂较佳地为十二烷基三甲基氯化铵。本专利技术中，所述碱性物质的重量份数较佳地为0.008～0.04份，更佳地为0.01～0.021份。所述碱性物质主要是对所述生物质基材料的一个预活化作用，提高其反应性能；研发过程中发现，当所述碱性物质的含量少于0.003份时，不易进行活化反应，Cobb值也变大，抗水效果变差，环压指数降低；当所述碱性物质的含量高于0.2份时，对后面的引发体系不利，影响后续反应的进行，无法制得抗水性能好，能提高瓦楞原纸的环压强度，粘度小，与淀粉施胶剂的相容性好的表面施胶剂。本专利技术中，所述软单体和所述硬单体的总重量份数较佳地为0.6～0.9份，更佳地为0.67～0.83份，例如0.75份。本专利技术中，所述硬单体的重量份数较佳地为0.3～0.5份，例如，0.4份。本专利技术中，所述软单体的重量份数较佳地为0.2～0.35份，更佳地为0.25～0.33份，例如，0.27份。本专利技术中，所述引发剂的重量份数较佳地为0.03～0.125份，更佳地为0.0375～0.05份。研发过程中发现，所述引发剂的用量低于0.015份或高于0.2份均会导致制得的表面施胶剂的粘度变小，Cobb值变大，抗水效果变差，环压指数降低。当所述引发剂的用量太少时，不足以引发反应，反应不完全，残留大量的单体；当所述引发剂的用量过高时，反应速度太快，会产生过多的自由基，抑制所述软单体和所述硬单体的主链增长。本专利技术中，所述络合剂的重量份数较佳地为0.04～0.067份，例如0.05份。本领域中，市售的生物质基材料中普遍含有重金属离子，重金属离子是生物质基材料在制备过程中添加的试剂，本专利技术中添加的所述络合剂用于去除所述生物质基材料中含有的重金属离子。所述络合剂的用量过低时，反应体系中残余的重金属离子会影响施胶效果，也降低引发剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，其包括如下重量份数的组分：1份生物质基材料、0.003～0.2份碱性物质、0.15～1.5份“硬单体和软单体”、0.015～0.2份引发剂、0.03～0.5份络合剂、0.03～0.6份功能性单体、0.06～0.5份乳化剂和1.5～5份水；/n所述功能性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种；/n所述乳化剂的结构式为

【技术特征摘要】
1.一种表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，其包括如下重量份数的组分：1份生物质基材料、0.003～0.2份碱性物质、0.15～1.5份“硬单体和软单体”、0.015～0.2份引发剂、0.03～0.5份络合剂、0.03～0.6份功能性单体、0.06～0.5份乳化剂和1.5～5份水；
所述功能性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种；
所述乳化剂的结构式为其中，R为C10-C14烷基。


2.如权利要求1所述的表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述生物质基材料为生物质和/或改性生物质；
和/或，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠和醋酸钠中的一种或多种，较佳地为氢氧化钠；
和/或，所述硬单体为苯乙烯、1,3-丁二烯和1,4-戊二烯中的一种或多种，较佳地为苯乙烯、1,3-丁二烯和1,4-戊二烯中的任一种；
和/或，所述软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种，较佳地为甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯；
和/或，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、偶氮类引发剂、硝酸铈铵和过碳酸盐中一种或多种，较佳地为过硫酸钾、过硫酸铵和硝酸铈铵中的任一种；
和/或，所述络合剂为乙二胺四乙酸盐，较佳地为乙二胺四乙酸二钠和/或乙二胺四乙酸四钠；
和/或，所述功能性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的任一种；
和/或，所述乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵。


3.如权利要求2所述的表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述生物质为纤维素、半纤维素、木素、天然橡胶、甲壳素和壳聚糖中的一种或多种，较佳地为壳聚糖；所述纤维素的数均分子量较佳地为小于等于20000，更佳地为18000～20000；所述木素的数均分子量较佳地为小于等于2000，更佳地为1500～2000；所述壳聚糖的数均分子量较佳地为5000～10000；
和/或，所述改性生物质为羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素和碱木素中的一种或多种，较佳地为羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素和碱木素中的任一种；
和/或，所述碱性物质以碱性物质水溶液的形式添加；较佳地，所述碱性物质水溶液中，所述碱性物质占所述碱性物质水溶液的质量百分数为30％～35％；较佳地，所述碱性物质水溶液为质量百分数为32％的氢氧化钠水溶液；
和/或，所述引发剂以引发剂水溶液的形式添加；较佳地，所述引发剂水溶液中所述引发剂占所述引发剂水溶液的质量百分数为4％～12％，更佳地为5％～10％；较佳地，所述引发剂水溶液为质量百分数为4％～12％的过硫酸钾水溶液、质量百分数为4％～12％的过硫酸铵水溶液和质量百分数为4％～12％的硝酸铈铵水溶液中的一种或多种，更佳地为质量百分数为5％的过硫酸钾水溶液、质量分数为5％～10％的过硫酸铵水溶液和质量百分数为5％的硝酸铈铵水溶液中的任一种。


4.如权利要求1～3中任一项所述的表面施胶剂的原料组合物，其特征在于，所述碱性物质的重量份数为0.008～0.04份，较佳地为0.01～0.021份；
和/或，所述软单体和所述硬单体的总重量份数为0.6～0.9份，较佳地为0.67～0.83份，更佳地为0.75份；
和/或，所述硬单体的重量份数为0.3～0.5份，较佳地为0.4份；
和/或，所述软单体的重量份数为0.2～0.35份，较佳地为0.25～0.33份，更佳地为0.27份；
和/或，所述引发剂的重量份数为0.03～0.125份，较佳地为0.0375～0.05份；
和/或，所述络合...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，李燕，金霞朝，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31