CN101880989B - 一种耐温纸用松香乳液施胶剂 - Google Patents

Abstract

一种耐温纸用松香乳液施胶剂涉及一种在耐温纸（包括石膏贴面纸、冷冻纸、耐热水型纸杯纸等）中施胶的施胶剂，它需要解决的技术问题是，使用该新型松香胶施胶的纸板在90℃热水中保持一段时间不渗透。本发明由下列重量份的组成制成：耐温纸用复合乳化剂2~15，耐温性松香改性树脂15~60，乳液稳定剂0.1~2，水加至使总含固量达20~50%。本发明乳液平均粒径(中位径)为0.1~0.5μ,粒径分布为0.05~0.8μ，能在耐温纸条件下施胶，泡沫低，施胶效果好，可以提高纸张质量，改善纸机运行，降低松香胶用量，节约成本，且使用本松香胶施胶的纸在90℃热水中抗热水性能非常优越。

Description

一种耐温纸用松香乳液施胶剂

技术领域

本发明涉及一种造纸用助剂，具体是一种在耐温纸条件下浆内施胶使用的松香乳液施胶剂及其共用技术。

技术背景

所谓耐温纸指的是施胶后的纸在90℃热水中仍具有施胶性能的一类纸，此类纸主要包括石膏板贴面纸、冷冻纸、纸杯纸（热水型）等。如石膏贴面纸是最典型的一种，他主要用于纸面石膏板，是纸面石膏板制造中的关键材料，主要起到板材防潮、抗弯、抗冲击性能的作用。其中最主要的是抗热水性能，这是由于纸面石膏板生产时候软化的石膏温度较高，等石膏冷却下来（约10分钟），在这个过程中要求石膏贴面纸一直能够保持施胶度，才能满足要求。

据专家统计，目前纸面石膏板世界人均消费量为1.1m²，美国为10.0m²，欧洲为6.5m²，韩国为5.4m²，日本为4.7m²，而中国到2007年人均消费量只有0.8m²，远低于世界平均水平，具有巨大的发展潜力。预计10年内我国的纸面石膏板的产销量将超过美国，年产量达到40亿m²以上。

目前国内外耐温纸施胶中酸性施胶主要还是以普通松香胶施胶为主，但是普通松香胶由于不适合耐温纸的特殊环境，所以用量普遍偏大，多余的未定着到纸张纤维上的施胶剂最后流入水中，造成环境污染，对这个问题，国内外的技术人员也没有进行深入的研究，所以目前国内外未见相关报道。

发明内容：

本发明为了解决现有技术中所存在的不足，提供一种施胶成本较低、在耐温纸条件下使用效果较好的松香乳液施胶剂。

本发明采用下述技术方案：一种耐温纸用松香乳液施胶剂，其特征在于由下列重量份的组分制成：

（1）耐温纸用复合乳化剂    2~15

（2）耐温纸用松香改性树脂          15~60

（3）乳液稳定剂            0.1~2

（4）水加至使总含固量达20~60%；

所述的（1）耐温纸用复合乳化剂由下列重量份的原料制成：耐温性高分子乳化剂：低分子乳化剂=3~10：10~3；

其中所述的高分子乳化剂是聚烷基丙烯酸酯乳液，由下列重量份的组分配比制成：

过硫酸按，过硫酸钾，过硫酸钠中的一种或几种任意比例的复配物    1~5

乳化剂                1~4.9

苯乙烯                1~30

甲基丙烯酸和/或丙烯酸 7~50

邻苯二甲酸二烯丙酯    1~30

烷基碳数为1~8的丙烯酸烷基酯中的一种或几种任意比例的复配物1~25

烷基碳数为1~8的甲基丙烯酸烷基酯中一种或几种任意比例的复配物10~40

分子量调节剂 2-巯基乙醇             1~4,

水加至使总量中含固量在15~30%；

其中所述的低分子乳化剂是烷基碳数为6~12的烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，其乙氧基的个数为5~40，或烷基碳数为12~22的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐，其乙氧基的个数为5~40，或烷基碳数为8~20的烷基酚聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐中的一种或几种任意比例的混合物。

所述的耐温高分子乳化剂的提出是鉴于在耐温纸条件下，用一般的乳化剂所形成的乳液粒子不稳定，在使用时会产生部分沉降而失效，从而使施胶剂用量增加，耐温纸乳化剂就是从乳化剂的分子结构与乳化理论入手，首先成功地开发出了具有特定分子量与特定结构的高分子乳化剂，并且采用低分子与高分子乳化剂的复合体系，使二种以上的乳化剂彼此之间合理配合发挥协同效应；再辅以不易产生泡沫的低泡乳液稳定剂，很好地解决了这一关键问题。

所述的（2）耐温纸用松香改性树脂，由下列重量份的组分配比制成：

酯化松香：选自甘油酯化松香、季戊四醇酯化松香中的一种或几种任意比例的复配物           0.5~20，

富马改性松香：选为富马酸改性松香              5~50，

马来改性松香：选为马来酸酐改性松香             1~10，

马来改性石油树脂：选自马来酸酐改性碳5石油树脂，马来酸酐改性碳9石油树脂，马来酸酐改性碳5-碳9共聚石油树脂中的一种或几种任意比例的混合物   0.5~10，

酚醛改性松香：选为树脂指烷基酚、甲醛改性松香          0.5~5，

植物油脂肪酸、动物油脂肪酸中的一种或多种任意比例的混合物         0.1~10。

要完成本发明的目标，需要引入耐温纸用松香改性树脂。所谓耐温纸用松香改性树脂（主要区别于普通的松香树脂），众所周知松香及松香改性树脂软化点均较低，而耐温纸在90℃的热水中需保持一段时间，要求纸页不渗透，这对普通的松香树脂来说比较困难，所以我们选择特殊的耐温用树脂进行乳化，并且产品粒径在0.1~0.5之间，在保证了产品耐高温性能的同时，又保证乳液稳定、施胶效果卓越。

所述的耐温纸用松香改性树脂是酯化松香、富马改性松香、马来改性松香、改性石油树、酚醛改性松香、植物油脂肪酸和或者动物油脂肪酸的混合物；其中酯化松香指甘油酯化松香、季戊四醇改性松香中的一种或两种任意比例的混合物，富马改性松香指富马酸改性松香，马来改性松香指马来酸酐改性松香，马来改性石油树脂指马来酸酐改性碳5石油树脂，马来酸酐改性碳9石油树脂，马来酸酐改性碳5一碳9共聚石油树脂中的一种或几种任意比例的混合物。其中的松香指天然松香或妥尔油松香；植物油脂肪酸、动物油脂肪酸中的一种或多种任意比例的混合物指的是大豆油脂肪酸，棉仔油脂肪酸，菜油脂肪酸，牛油脂肪酸，羊油脂肪酸脂肪酸中的一种或多种任意比例的混合物。

所述的（3）乳液稳定剂是聚乙烯醇，蒙脱土分散液，梭甲基纤维素中的一种或几种任意比例的混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是乳液平均粒径(中位径)为0.1~0.5μ, 粒径分布为0.05~0.8μ，能在耐温纸条件下施胶，泡沫低，施胶效果好，可以提高纸张质量，改善纸机运行，降低松香胶用量，节约成本，且使用本松香胶施胶的纸在90℃热水中抗热水性能非常优越。

具体实施方式：

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体说明，本发明并不受下属实例的限制。

一、耐温纸用复合乳化剂的合成

1、耐温性高分子乳化剂（A）的合成例

合成例1：在装有搅拌机，温度计，氮气导管及回流冷凝器的反应装置中，加入无离子水200份及乳化剂十二烷基聚氧乙烯醚(N=8 )磺酸钠3份，加热到40℃搅拌溶解后，加入过硫酸胺3份，2巯基乙醇2份，丙烯酸丁酯15份，丙烯酸35份苯，乙烯20份，甲基丙烯酸甲酯15份，起动搅拌，并逐步升温到85℃，在85~95℃反应4小时，冷却到65℃，加NaOH中和到PH=8~9。追加无离子水，使含固量在18%，得高分子乳化剂Al。

二、耐温纸用松香改性树脂的合成例

富马改性松香的制备：在松香在装有搅拌机，温度计，加热装置、氮气导管及回流冷凝器的改性釜中，加热100份(重量)的天然松香(同时开动搅拌)、升温到180℃后加入富马酸12份，升温到200~210℃反应3 ~4小时，确认反应完全后，出料。得富马改性松香FR树脂。其酸价255℃，软化点120℃。

马来酸酐改性松香的制备：在装有搅拌机，温度计，加热装置、氮气导管及回流冷凝器的松香改性釜中，加热100份(重量)的天然松香(同时开动搅拌)、升温到180℃后加入马来酸醉12份，升温到190~200℃反应3小时，确认反应完全后，出料。得马来改性松香MR树脂。其酸价216℃，软化点100℃。

酯化松香的制备：在装有搅拌机，温度计，加热装置、氮气导管及回流冷凝器的松香改性釜中，加热100份(重量)的天然松香(同时开动搅拌)、升温到180℃后加入12份甘油，升温到190-200℃反应3小时，确认反应完全后，出料。得酯化松香ER树脂。

马来酸酐马来改性石油树脂的制备：在石油树脂在装有搅拌机，温度计，加热装置、氮气导管及回流冷凝器的改性釜中，加热100份(重量)的天然松香(同时开动搅拌)、升温到 180℃后加入马来酸配12份，升温到190~200℃反应3小时，确认反应完全后，出料，得马来马来改性石油树脂PR树脂。

酚醛改性松香的制备：1、将烷基酚、氢氧化钠和水加入到带有搅拌及回流冷凝装置的三口烧瓶中，加热熔化，开动搅拌，待全部溶解后降温至50℃~60℃下保温反应4h，降温至40℃~5 0℃后，加入稀盐酸中和，水洗得稠状甲阶酚醛缩合物。2、将松香粉碎，装入带有搅拌器、冷凝装置的四口烧瓶中。加热熔化，开动搅拌，在150℃~160℃时加入顺配，升温至190℃~200℃反应lh。滴加酚醛缩合物，升温至230℃~240℃后，加入季戊四醇及氧化镁，在此温度下继续反应1h，然后升温至270℃~280℃反应，当酸值降至25mgKOH/g以下时抽真空，减压反应至所需的酸值，趁热出料，即得酚醛改性松香树脂。

其中A: 牛羊油混合脂肪酸

B: 大豆油脂肪酸;

C: 棉仔油脂肪酸;

D:牛油脂肪酸: 大豆油脂肪酸重量比=1:1;

E: 羊油脂肪酸

三、乳液稳定剂的选用例

四、耐温施胶剂的制备例

实例1：用常压逆转法制备耐温施胶剂，在装有搅拌机，温度计，加热装置、氮气导管及回流冷凝器的乳化釜中，加入予先熔融，并如表3所述的配比混合均匀的耐温树脂G (1-5 ) 60份，加热到160℃后，在高速搅拌下滴加耐温复合乳化剂C (1-5) 8份(按含固量100%计)，滴加时间为0.5小时，确认均匀后，滴加95~100℃的热水100份，等确认转相后加入剩余的水与配制好的乳液稳定剂D（1-5）2份，调整产品含固量为35%，得耐温施胶剂REM测乳液粒径(如表6)。

五、耐温施胶剂的应用例

耐温施胶剂与常用乳液松香施胶剂的比较

1、抄纸条件：进口废纸浆，浆浓3%，硫酸铝用量7.5%，Ph为5.5

测定的施胶度（热水渗透）如下表7

以上检测方法为：将纸张放置在90℃热水中，测定反面渗透面积达到30%的时间（单位秒）

2、抄纸条件：进口废纸浆，浆浓3%，硫酸铝用量7.5%，Ph为5.5，施胶剂用量为0.2

测定的施胶度（热水渗透）如下表8

3、抄纸条件：进口废纸浆，浆浓3%，硫酸铝用量7.5%，Ph为5.0~6.5，施胶剂用量为0.2

测定的施胶度（热水渗透）如下表9

Claims (1)

1.一种耐温纸用松香乳液施胶剂，其特征在于由下列重量份的原料制成：              

（1）耐温纸用复合乳化剂      2-15，

（2）耐温纸用松香改性树脂    15-60，

（3）乳液稳定剂              0.1-2，

（4）水加至使总含固量达     20-60%；

所述的（1）耐温纸用复合乳化剂由下列重量份的原料制成：耐温性高分子乳化剂：低分子乳化剂=3-10：10-3；

其中耐温性高分子乳化剂是聚烷基丙烯酸酯乳液，由下列重量份的原料制成：

过硫酸铵，过硫酸钾，过硫酸钠中的一种或几种任意比例的复配物    1-5，

甲基苯磺酸钠、乙基苯磺酸钠、丁基苯磺酸钠中的一种或几种任意比例的复配物     1-4.9，

烷基碳数为0-3的烷基苯乙烯中的一种或几种任意比例的复配物     1-30，

甲基丙烯酸，丙烯酸中的一种或两种任意比例的复配物             7-50，

邻苯二甲酸二烯丙酯                                           1-30，

烷基碳数为1-8的丙烯酸烷基酯中的一种或几种任意比例的复配物    1-25，

烷基碳数为1-8的甲基丙烯酸烷基酯中一种或几种任意比例的复配物 10-40，

分子量调节剂:        2-巯基乙醇                                1-4，

水加至使总量中含固量在15-30%；

其中的低分子乳化剂是乙氧基个数为5-40、烷基碳数为6-12的烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，乙氧基个数为5-40、烷基碳数为12-22的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐，烷基碳数为8-20的烷基酚聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐中的一种或几种任意比例的混合物 ；   

所述的（2）耐温纸用松香改性树脂，由下列重量份的原料制成： 

酯化松香：为甘油酯化松香、季戊四醇酯化松香中的一种或几种任意比例的复配物           0.5-20，

富马改性松香：为富马酸改性松香              5-50，

马来改性松香：为马来酸酐改性松香             1-10，

马来改性石油树脂：为马来酸酐改性碳5石油树脂，马来酸酐改性碳9石油树脂，马来酸酐改性碳5—碳9共聚石油树脂中的一种或几种任意比例的混合物   0.5-10，

酚醛改性松香：为树脂指烷基酚、甲醛改性松香          0.5-5，

植物油脂肪酸、动物油脂肪酸中的一种或多种任意比例的混合物  0.1-10；

所述的（3）乳液稳定剂是聚乙烯醇，蒙脱土分散液，梭甲基纤维素中的一种或几种任意比例的混合物。